交流接觸器是化工企業(yè)最常用低壓電器,主要用于遠(yuǎn)距離頻繁接通和分?jǐn)?80伏以下交流電路。其主要控制對象是電動機(jī),也常用于照明、電加熱等廣泛類型設(shè)備。交流接觸器選用正確與否直接影響到電氣檢修工作質(zhì)量和電氣設(shè)備運(yùn)行狀況,繼而影響到整個裝置正常生產(chǎn)和安全穩(wěn)定。認(rèn)真對待交流接觸器選用問題,提高化工企業(yè)電氣整體運(yùn)行水平和管理水平很有現(xiàn)實(shí)意義。
一、 交流接觸器使用類別
交流接觸器主觸頭控制對象,國標(biāo)GB1497-85《低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)》將交流接觸器使用類別分為四種:AC-1、AC-2、AC-3、AC-4(表一),顯然AC-4是最苛刻使用條件。通常真正長期處于AC-4使用類別情況是較少見。大型化工企業(yè)設(shè)備多種多樣,一般采用屬于AC-3、AC-1使用類別接觸器外,一些重要設(shè)備如我公司碼頭吊、龍門吊、煉焦四大車等設(shè)備還采用屬于AC-2使用類別接觸器。但這些設(shè)備繁忙而重要,其故障率高、設(shè)備有隱患并不迅速反映到表面特點(diǎn)使這些設(shè)備較易發(fā)生帶病工作情況演變成持續(xù)AC-4使用類別,屬于特重任務(wù)級起重設(shè)備碼頭吊、龍門吊更是如此。使用類別對接觸器電壽命影響極大,以CJ20-63型接觸器為例,如使用類別為AC-3時電壽命可達(dá)120萬次,而當(dāng)使用類別為AC-4時,電壽命5萬次。我們應(yīng)盡可能避免接觸器工作于對其壽命十分有害AC-4類工作制,煉焦設(shè)備和礦山機(jī)械設(shè)備,我們要特別注意防止電氣線路帶病工作及繞線式電動機(jī)直接起動情況(即AC-4工作類別)出現(xiàn)。
使用類別 典 型 工 作 類 型
AC-1 無感或微感負(fù)載、電阻爐、電加熱設(shè)備等
AC-2 繞線型異步電動機(jī)起動、分?jǐn)?
AC-3 籠型異步電動機(jī)起動、運(yùn)轉(zhuǎn)中分?jǐn)?
AC-4 籠型異步電動機(jī)起動、反接制動或反向運(yùn)轉(zhuǎn)、點(diǎn)動
二、 交流接觸器工作制
國標(biāo)GB14048.4-93《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 低壓機(jī)電式接觸器和電動機(jī)起動器》規(guī)定,交流接觸器可按工作時間分為四類工作制:
?。?)八小時工作制 這是基本工作制。接觸器約定發(fā)熱電流參數(shù)就是按此工作制確定,一般情況下各種系列規(guī)格接觸器均適用于八小時工作制。此類工作制接觸器閉合情況下其主觸頭額定電流時能達(dá)到熱平衡,但八小時后應(yīng)分?jǐn)唷?
?。?)不間斷工作制 這類工作制就是長期工作制,就是主觸頭保持閉合承載一穩(wěn)定電流持續(xù)時間超過八小時(數(shù)周數(shù)年)分?jǐn)嚯娏鞴ぷ髦?。接觸器長期處于工作狀態(tài)不變情況下容易觸頭氧化和灰塵積累,這些因素會導(dǎo)致散熱條件劣化,相與相、相對絕緣降低,容易發(fā)生爬電現(xiàn)象短路。當(dāng)工況要求接觸器工作于此類工作制時,交流接觸器必須降容使用或特殊設(shè)計,宜選用灰塵不易聚集、爬電間距較大型號。多塵和腐蝕性氣體環(huán)境應(yīng)特別重視這個問題。
(三)短時工作制 處于這類工作制下接觸器主觸頭保持閉合時間不足以使接觸器達(dá)到熱平衡,有載時段被空載時段隔開,而空載時段足以使接觸器溫度回復(fù)到初態(tài)溫度(即冷卻介質(zhì)溫度)。短時工作制接觸器觸頭通電時間標(biāo)準(zhǔn)值為3、10、30、60和90min。
(四)斷續(xù)周期工作制 斷續(xù)周期工作制也就是反復(fù)短時工作制,是指接觸器閉合和斷開時間都太短不足以使接觸器達(dá)到熱平衡工作制。顯然影響此類接觸器時間壽命主要因素是操作累計次數(shù)。描述斷續(xù)周期工作制主要參數(shù)是通電持續(xù)率和操作頻率,通電持續(xù)率標(biāo)準(zhǔn)值為15%、25%、40%、60%四種,操作頻率則分為8級(1,3,12,120,300,600,1200),每級數(shù)字即表示該接觸器額定每小時操作頻率數(shù)。通常操作頻率100次/h以上設(shè)備屬于重任務(wù)設(shè)備,典型設(shè)備有工作母機(jī)(車、鉆、銑、磨)、升降設(shè)備、軋機(jī)設(shè)備、離心機(jī),煉焦行業(yè)焦?fàn)t四大車也是重任務(wù)斷續(xù)周期工作制。操作頻率超過600次/h設(shè)備屬于特重任務(wù)設(shè)備,此類設(shè)備主類似我公司卸煤機(jī)港口起重設(shè)備和軋機(jī)上某些裝置。
不同工作制對交流接觸器提出了完全不同要求,選用時考慮側(cè)重面自然不同。“八小時工作制”和“短時工作制”設(shè)備選用接觸器時受限制條件較少,只需考慮接觸器額定電流大于實(shí)際工作電流即可,設(shè)備重要時適當(dāng)放一點(diǎn)余量。“不間斷工作制”設(shè)備選用接觸器時首先要考慮防塵防爬電防過熱能力,不宜選用結(jié)構(gòu)緊湊接觸器(必要時用斷路器替用)。為防止過熱,接觸器容量應(yīng)放大20%以上,大型化工生產(chǎn)裝置電氣設(shè)備大多屬于這種情況。屬于重任務(wù)和特重任務(wù)“斷續(xù)周期工作制”設(shè)備選用接觸器時首先要考慮觸頭電壽命和動作機(jī)構(gòu)機(jī)械壽命,應(yīng)選用CJ12系列(特別適用于繞線式電動機(jī))、CJ20系列或真空系列接觸器,降容使用可大大提高接觸器電壽命,可以簡便將電動機(jī)起動電流作為所選接觸器額定電流以提高生產(chǎn)裝置安全可靠性。
三、 交流接觸器控制非電動機(jī)類負(fù)荷時選用
電容器、集中照明控制裝置、電加熱裝置等設(shè)備選用接觸器時要充分考慮負(fù)載阻抗特性,考慮可能出現(xiàn)過電流,如照明燈具和電加熱設(shè)備冷態(tài)阻抗大大小于熱態(tài)阻抗,電容器投運(yùn)時合閘涌流可能較大等等。通常電動機(jī)類設(shè)備選用接觸器時首先要考慮是接觸器分?jǐn)嗄芰?,而對電容器和大量白熾燈之類?fù)載來說首先要考慮是接通能力。一般做法是:大型照明裝置選用接觸器時額定容量放大一倍,含有容性負(fù)載時宜選用CJ16系列電容器專用接觸器器或?qū)J20系列接觸器降容一半使用。
四、 交流接觸器操作線圈電壓等級
交流接觸器操作線圈額定電壓有交流(36V、110V、220V、380V、660V)、直流(24V、110V、220V)等多種,工礦企業(yè)最常用是操作線圈電壓為交流220V和380V兩種接觸器,少數(shù)要求使用安全電壓場合如行車、潮濕環(huán)境也使用交流36V或直流24V操作線圈電壓接觸器。一般使用場合是選用220V操作線圈選用380V操作線圈似乎純粹是順應(yīng)原來習(xí)慣和控制線路,實(shí)際并非如此。
操作線圈電壓為交流220伏控制線路其工作零線與大等電位,工作零線常常設(shè)計用作多用途母線,使控制線路設(shè)計布線較為靈活,控制電纜需用芯線數(shù)到減少,檢修也方便。
操作線圈電壓為交流380伏控制線路環(huán)境潮濕惡劣、故障率高、接不良、容易發(fā)生短路或絕緣低場合有獨(dú)特優(yōu)勢。對應(yīng)該類接觸器線圈控制信號是兩個單一芯線之間進(jìn)行傳輸,周圍環(huán)境對電器元件干擾影響較小,發(fā)生誤動作幾率大為減少,遠(yuǎn)距離控制克服分布電容影響能力也大大增強(qiáng),較小線路壓降損失也容易做到遠(yuǎn)距離控制??梢哉f,大型化工企業(yè)大部分低壓電氣線路較適合380伏控制線路即應(yīng)選用線圈電壓為380伏交流接觸器。
五、 化工企業(yè)常用幾種交流接觸器比較
型號系列 滅弧形式 觸頭 材料 負(fù)載電流等級(A) 結(jié)構(gòu)和技術(shù)要點(diǎn) 宜用范圍
CJ10系列 陶土縱縫(20A以下無) 銀基 5、10、20、40、60、100、150 主小規(guī)格,型號較老,價格低。 一般小負(fù)荷
CJ20系列 陶土縱縫或柵片 銀基 6.3、10、16、25、40、63、100、160、250、400、630 規(guī)格齊,符合IEC國際標(biāo)準(zhǔn),用于AC-3、AC-1為主使用類別,可用于660V1140V系統(tǒng),具有較高性能價格比。 目前最廣泛使用產(chǎn)品,但不適合AC-2、AC-4使用類別重負(fù)荷設(shè)備。
CJ12系列 縱縫、刪片、磁吹或組合 銅 100、150、250、400、600 產(chǎn)品規(guī)格較大,主要使用于AC-2為主使用類別,輔助觸頭較多且常開常閉可變換。體積大,能耗大,動作聲大,滅弧罩等另部件易損壞需經(jīng)常調(diào)整調(diào)換,電壽命和機(jī)械壽命較低。 主要用于控制軋鋼、起重機(jī)等頻繁起動操作電動機(jī)。
B系列 封閉式(B460除外) 銀基 8.5、11.5、15.5、22、30、37、44、65、85、105、170、245、370、460 引進(jìn)德國BBC公司技術(shù),符合IEC標(biāo)準(zhǔn),規(guī)格齊,最高工作電壓660V,技術(shù)性能與CJ20相仿,重量較輕,性能價格比CJ20 也是最廣泛使用接觸器,其使用于AC-2、AC-4使用類別能力CJ20系列接觸器。
3TB系列 封閉式 銀基 9、12、16、22、32 引進(jìn)西門子技術(shù),主小規(guī)格,結(jié)構(gòu)緊湊,發(fā)熱量小,接線端有覆蓋罩,與T型熱繼電器配合較好,但過載能力較弱。 適用環(huán)境較好小回路控制。
CKJ系列 (主要為CKJ-5) 真空 鉬基 250、400、600 額定電壓最高可達(dá)1140V,結(jié)構(gòu)緊湊,動作沖擊小,操作頻率高,電壽命和機(jī)械壽命比高,操作線圈由自帶整流橋直流供電,維護(hù)量小,價格較高,動作位置不直觀,爬電距離偏小。 特別適合于起動頻繁AC-4使用類別設(shè)備,也較適合于防爆、有腐蝕性氣體場合。
六、 幾個經(jīng)驗(yàn)要點(diǎn)
①購置時需說明極數(shù)、操作線圈電壓、制造廠家。
?、谶x擇額定電流時適當(dāng)放一點(diǎn)余量會錯。
?、劢佑|器機(jī)械壽命一般均大大高于觸頭電壽命,兩者之比大致5比1左右。
?、蹸J12系列接觸器滅弧罩、電磁吸鐵、主觸頭、操作線圈是最易損壞部件。CJ12系列接觸器需經(jīng)常檢查主觸頭動作三相同時性,同時應(yīng)檢查滅弧罩是否下懸而影響到觸頭工作。
?、菟查g電網(wǎng)波動會使交流接觸器釋放,當(dāng)生產(chǎn)裝置不允許這種情況出現(xiàn)時可采取操作線圈直流運(yùn)行加電容器儲能辦法來解決。