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第四章 低压电器类器件
4.1 接触器降额与关键用法规范
器件应力考核点: 线圈额定电压, 主触头额定电压, 主触头额定电流

4.1.1 器件简述
接触器结构组成: 磁系统, 触头系统, 灭弧系统, 释放弹簧机构, 辅助触头, 基座。
基本原理: 利用电磁原理, 经过控制回路可动衔铁的运动来控制主电路的通断。
接触器分类: 线圈工作电压是交流的, 主电路工作电压是交流或直流, 都称为交流接触器; 线圈工作电压和主电路工作电压都是直流的, 称为直流接触器; 线圈工作电压是直流, 而主电路工作电压是交流, 称为直流操作交流接触器, 这样分是为了突出线圈的控制电压, 严格上讲, 这类接触器归为交流接触器。当前, 很多厂家生产的接触器, 其线圈工作电压是交、 直流两用的, 这类都归为交流接触器。
接触器的使用范围很广, 电气自动化领域中都用到上述三种接触器, 设计开发过程中的选用要根据系统要求而定。
本降额规范适用于上述三种接触器。

4.1.2 器件常见失效模式及降额点选取说明
由于主回路接触电阻及线圈电阻的存在, 接触器工作, 触头和线圈都要发热, 器件的失效与温升过高有很大关系。常见的失效模式有( 1) 电流过大, 温度升高, 金属材料的机械强度会有下降, 触头接触电阻变大, 出现拉弧、 熔焊; ( 2) 温升过高, 有机绝缘材料将会变脆, 老化加速, 且绝缘性能下降, 增加了线圈匝间短路的可能性; ( 3) 频繁起动、 分断过电流, 出现拉弧、 熔焊。因此在实际应用中, 接触器需要降额使用, 降额点是线圈工作电压、 主触头工作电压和工作电流。

4.1.3 器件应力限制
4.1.3.1 线圈工作电压
在最坏的情况下, 线圈工作电压必须满足下表:

应力考核点
产品工作区域
降额要求
备注
线圈工作电压
A.典型工作区
交流接触器: 85%～110%Us
直流接触器: 85%～120%Us

参考厂家资料
B.稳态极限工作区
C.瞬态极限工作区
注: Us--线圈额定电压;

4.1.3.2 主触头工作电压
在最坏的情况下, 主触头工作电压必须满足下表:

应力考核点
产品工作区域
降额要求
备注
主触头工作电压
A.典型工作区
交流接触器 ≤105%触点额定电压
直流接触器 ≤120%触点额定电压
可参考厂家资料
B.稳态极限工作区
C.瞬态极限工作区
交流接触器: AC2500V, 50Hz, ≤1min;
直流接触器: AC1000V, 50Hz,≤1min
或 DC1200V, ≤1min
不分断电流

4.1.3.3 主触头工作电流
1． 交流接触器
（1） 接触器负载是AC1, AC2, AC3( AC4重感负载情况, 须与厂家沟通) , 正常使用情况;

应力考核点
工作状态
产品工作区域
降额要求
备注
主触头工作电流
吸合\分断状态
A.典型工作区
吸合过程: I≤6Ie
分断过程: I≤100%Ie
ON-t-OFF-t-ON循环, 时间间隔t≥6s
参考厂家资料
B.稳态极限工作区
C.瞬态极限工作区

维持状态
A.典型工作区
I≤Ith
不分断电流
B.稳态极限工作区
C.瞬态极限工作区
(1)Ie≤630A, 则I＜8Ie, 时间≤10s
(2)Ie＞630A, 则I＜6Ie, 时间≤10s
I —接触器主触头工作电流
Ie—接触器额定电流
Ith—接触器约定自由空气发热电流
（2） 接触器主触头两极、 三极并联使用时:
两极并联: 降额系数为1.6;
三极并联: 降额系数为2.5
应力考核点
工作状态
产品工作区域
降额要求
备注
主触头工作电流
吸合\分断状态
A.典型工作区
吸合过程: I≤6Ie并
(或参考厂家资料)
分断过程: I≤Ie并
ON-t-OFF-t-ON循环, 时间间隔t≥6s

B.稳态极限工作区
C.瞬态极限工作区

维持状态
A.典型工作区
I≤Ith并
不分断电流
B.稳态极限工作区
C.瞬态极限工作区
(1)Ie并≤630A, 则I＜8Ie并,
时间≤10s
(2)Ie并＞630A, 则I＜6Ie并,
时间≤10s
Ie并 -- 并联额定电流值
Ith并 — 并联约定自由空气发热电流

2． 直流接触器
对于直流接触器, 其触点工作电流必须满足下表:

应力考核点
工作状态
产品工作区域
降额要求
备注
主触头工作电流
吸合\分断状态
A.典型工作区
吸合过程: I≤6Ie
分断过程: I≤95%Ie

可参考厂家资料
B.稳态极限工作区
C.瞬态极限工作区

维持状态
A.典型工作区
I≤100%Ie

不分断电流
B.稳态极限工作区
C.瞬态极限工作区
(1)Ie≤630A, 则I＜8Ie, 时间≤10s
(2)Ie＞630A, 则I＜6Ie, 时间≤10s
I —接触器主触头工作电流

注: Ie:环境基准温度为40℃, 在某一负载类别下的触点额定电流。在此基础上, 环境温度每升高或降低10℃, 接触器主触头工作电流减少或增加5%, 不能超过接触器的允许的最高工作温度, 其降额要求为: 最高工作环境温度－5℃。高温降额供参考, 具体以厂家资料为准。
4.1.4 接触器关键用法
序号
关键用法名称
要求内容
查检结果列表
A
交流高压起动, 直流低压维持
某产品中实际使用的交流接触器, 线圈施加交流电压起动, 后切换至较低的直流电压来维持, 目的减少功耗, 降低发热量, 但需要自行设计电压切换回路。经过市场多年的大量应用, 无不良反馈, 证明这种用法是可靠的, 可在新产品的开发中允许这样使用。不同型号差别大, 业界无统一数据, 需要具体型号具体确定;
是
NA

B
系统软起动, 接触不分断负载电流
在AC3类负载下, 系统有软起动, 接触器不接通、 不分断负载电流, 只起承载电流作用, 则可按AC1类选用, 不需要考虑降额( AC-1类负载为纯阻性或弱感性负载, 主触头工作电流要比AC3类大) ; 在稳态极限工作区, 必须要考虑温升, 不能超过标准规定。
是
NA

C
辅助触点小信号用法
工作电流不需要降额, 但最小负载必须大于厂家资料注明最小负载。如果资料没有注明最小电流, 则触点最小电流不能小于额定电流1%, 触点切换电压应大于5V。如果1%额定电流不能满足要求, 可要求厂家触点镀金。对小于10V/10mA的小信号, 则要求使用镀金或相应耐氧化性强的触头。
小信号数值判断

触点是否镀金

NA

D
高频应用
常见接触器的使用频率为50Hz或60Hz, 当分断电流频率高于此条件时, 优选带灭弧装置的接触器, 同时, 必须与厂家索取相关降额数据;
是
NA
E
防护等级
防护等级为IP20的接触器, 不能用于灰尘环境, 当用于灰尘环境时, 应该使用防护等级为IP50以上的接触器;
是
NA
F
低温应用及注意问题
进口-25℃, 国内-5℃, 低于这个温度范围时, 认为低温应用, 当使用环境温度低于厂家承诺值时, 必须与厂家沟通约定, 厂家试验或第三方试验认可。
低温注意问题: 塑胶材料变硬、 变脆及外形收缩、 尺寸变小, 可能会造成受力开裂, 机构卡滞, 开关不能正常工作; 一是要厂家承诺, 二是产品应当在低温启动增加加热器;
是
NA
G
安装方向
接触器推荐安装方向为水平方向, 允许角度偏差是±300, 应用到其它安装方向时, 必须参考厂家资料;
符合
不符合
NA
H
线圈浪涌吸收回路
线圈属于感性负载, 断开瞬间会产生的比较高的电压浪涌, 实际应用中, 需要考虑增加线圈浪涌吸收回路: 直流线圈并二极管保护, 交流线圈加RC吸收电路或压敏电阻进行保护;
是
NA
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