低压交流接触器的主要电流参数

低压交流接触器的电流参数包括:AC-1/AC-3额定工作电流、额定接通电流和额定分断电流、热耐受电流、约定自由空气发热电流、额定限制短路电流等电流参数,如何理解这些电流参数的含义,对于接触器选型有重要帮助。

低压交流接触器的主要电流参数

一、额定工作电流

不同于低压断路器的额定工作电流,低压接触器的额定工作电流Ie往往与其“使用类别”有关。断路器作为保护元器件,不需要频繁动作,即不需要过多考虑负载特性对触头电寿命的影响。

接触器作为控制元器,不仅要考虑控制对象特性如感性负载(如电动机)、阻性负载(如电加热)、补偿电容(容性负载)对触头电寿命的影响,还需要考虑不同工况下动作,如直接起动还是正反转等对触头的影响。

所以,从产品标准的角度,GB/T14048.4-2020按接触器的控制对象类型和使用工况,划分了各种“使用类别”,见下表:

低压交流接触器的主要电流参数

使用类别AC-1对应的负载类型为无感或微感负载,典型的如电加热,接通和分断负载的额定电流,不需要考虑冲击电流,

使用类别AC-2对应的负载类型为绕线式电动机,依据绕线式电动机的起动特性,接通电流为2.5倍电动机额定电流(起动电流),分断电流为1倍电动机额定电流;

使用类别AC-3最为常见,对应于鼠笼式电动机的直接起动,接通电流为6倍电动机额定电流(电动机起动电流),分断电流为1倍电动机额定电流,AC-3e适用于更高效率的鼠笼式电机,其起动电流比普通电动机更大;

使用类别AC-4对于鼠笼式电动机的正反转和点动,操作频繁且接通分断起动电流,工况最为恶劣,接通和分断电流都为电动机的起动电流(6倍电动机额定电流)。

低压交流接触器的主要电流参数

使用类别是接触器的重要特征,其重要程度不亚于断路器的“选择性类别”(A类断路器和B类断路器),同一款接触器可以宣称不同使用类别下对应的额定工作电流,最常见是AC-1和AC-3额定工作电流,如图所示:

低压交流接触器的主要电流参数

以LC1D09接触器为例,其命名规则中09代表了使用类别下AC-3额定工作电流9A,通俗理解就是带电动机负载的电流能力为9A(Ue≤440V),同理,AC-1额定工作电流25A,就是带电加热负载的电流能力为25A(Ue≤440V)。

那么,显而易见的问题来了,对于同一款接触器,AC-1额定电流为何会大于AC-3额定电流呢?
因为作为频繁接通分断电流的控制元器件,接触器是一定要电寿命要求,其电寿命验证的时候是基于额定工作电流Ie来测试的,见下表B.1。

低压交流接触器的主要电流参数

以LC1D09接触器为例,AC-1电寿命测试时其接通和分断的电流为都为25A1(额定电压下),而AC-3电寿命测试时,接通电流为9A6=54A(额定电压下),分断时为9A(0.17倍额定电压下),后者需要考虑负载冲击电流的影响,所以AC-3电流宣称相对于AC-1低一些。

二、额定接通电流和额定分断电流

前面分析过,由于接触器有不同的控制对象和不同工况,所以接触器有不同的使用类别,对应于不同的额定工作电流Ie,类似的情况,额定接通电流和额定分断电流同样要考虑使用类别,且需要基于额定工作电流Ie来考核。

低压交流接触器的主要电流参数

额定接通电流和额定分断电流,前者一般定义为额定工作电流的12倍(AC-3e),后者一般定义为8.5倍(AC-3e),其主要意义一方面是考虑接触器闭合瞬间要接通电动机的冲击电流,即额定接通能力,另一方面是考虑电动机堵转情况下,热继电器保护动作,此时由接触器分断堵转电流,即额定分断能力。

低压交流接触器的主要电流参数

接触器虽然没有短路分断能力,但是在堵转情况下或者故障电流没有到达上级断路器磁脱扣整定电流下限,此时接触器需要具备或者校验是否具有这种能力。

三、热耐受电流

接触器耐受过载电流的能力一般为8倍额定工作电流Ie,耐受时间10秒,其主要目的是考核电动机起动时,接触器闭合状态下,在电动机起动电流和起动时间内,接触器主触头需要耐受的住而不会导致熔焊,属于静态特性。

热耐受电流考虑8Ie是基于大部分电动机的起动电流在4~8.4倍电动机额定电流,耐受时间10秒也是基于大部分电动机的起动时间在10秒以内,如果起动电流很大起动时间很长,不光热继电器的脱扣等级要选择20级或者30级,接触器的耐受电流和耐受时间需要校验,例如选择更高电流档的接触器。

低压交流接触器的主要电流参数

耐受时间1秒钟所对应的热耐受电流,常见的用于与上级断路器的短延时保护(比如短延时设置0.4s,如果有)做一些简单的校验。

耐受时间1分钟和10分钟或其他时间对于的热耐受电流,通常可用于与热继电器的配合。

在GB/T755—2019中9.3.3规定:“额定输出不超过315kW、额定电压不超过1kV 的多相电动机应可以耐受1.5倍额定电流,不少于2min,所以热继电器在1.5倍整定电流下,不同脱扣等级的动作时间也不一样,比如2、3、5和10A级在1.5倍整定电流下的动作时间为2分钟以内,脱扣等级为10、20和30级的动作时间为4分、8分、12分钟以内。

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四、约定自由空气发热电流

简单来讲,约定自由空气发热电流就是指接触器的最大载流能力,相当电缆或者母线的载流量。

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第一个作用:作为温升试验电流,温升试验时试验电流就是该接触器所宣称的约定自由空气发热电流,再考核其端子温升和易接近部件是否满足温升要求。

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第二个作用:主触头接触电阻测试电流,回路中通约定自由空气发热电流,再测触头两端压降,再欧姆定律计算接触电阻。

低压交流接触器的主要电流参数

五、额定限制短路电流

额定限制短路电流,既不是“单独”断路器的电流参数,也不是“单独”接触器的电流参数,而是他们的组合在短路条件下,断路器成功分断短路电流,接触器的主触头出现熔焊或者可分离的熔焊情况下,宣称的电流参数。

考核接触器在短路保护器件(断路器或熔断器)动作时间内,能否扛得住限流后的“等效短路电流”值。



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低压交流接触器的主要电流参数

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