接触器,线经,热继电器断路器选型计算(DOC)

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1、接触器的结构以及其工作原理 接触器是一种自动化的控制电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远 距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动 控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组 接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。 （一）交流接触器 交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。 主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中 间继电器配合主电路使用。 交流

2、接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。 交流接触器主要由四部分组成： （1）电磁系统，包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；（2）触头系统，包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触 头，它和动铁芯是连在一起互相联动的； （3）灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置 ，以便迅速 切断电弧，免于烧坏主触头；（4）绝缘外壳及附件，各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。 交流接触器的工作原理： 当线圈通电时，静铁芯产生电磁吸力，将动铁芯吸合，由于触头系统是与动铁芯联动的 ，因此动铁芯带动三 条动触片同时运行，触点闭合，从而接通电源。当线圈断电时，吸力消失， 动铁芯联动部分依靠

3、弹簧的反作用力而分离 ，使主触头断开，切断电源。 交流接触器的分类 交流接触器的种类很多，其分类方法也不尽相同。按照一般的分类方法，大致有以下几种。 按主触点极数分 可分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。单极接触器主要用于单相负荷，如照明 负荷、焊机等，在电动机能耗制动中也可采用；双极接触器用于绕线式异步电机的转子回路中，起动时用 于短接起动绕组；三极接触器用于三相负荷，例如在电动机的控制及其它场合，使用最为广泛；四极接触 器主要用于三相四线制的照明线路，也可用来控制双回路电动机负载；五极交流接触器用来组成自耦补偿 起动器或控制双笼型电动机，以变换绕组接法。 按灭弧介质分 可分为空气式接触

4、器、真空式接触器等。依靠空气绝缘的接触器用于一般负载， 而采用真 空绝缘的接触器常用在煤矿、石油、化工企业及电压在 660V和1140V等一些特殊的场合。 按有无触点分可分为有触点接触器和无触点接触器。 常见的接触器多为有触点接触器，而无触点接触器 属于电子技术应用的产物， 一般采用晶闸管作为回路的通断元件。 由于可控硅导通时所需的触发电压很小， 而且回路通断时无火花产生，因而可用于高操作频率的设备和易燃、易爆、无噪声的场合。 交流接触器的基本参数 (1 )额定电压 指主触点额定工作电压，应等于负载的额定电压。一只接触器常规定几个额定电压，同时 列出相应的额定电流或控制功率。通常，最大工作电压

5、即为额定电压。常用的额定电压值为 220V、380V、 660V 等。 (2) 额定电流 接触器触点在额定工作条件下的电流值。 380V三相电动机控制电路中， 额定工作电流可近 似等于控制功率的两倍。常用额定电流等级为 5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、 600A。 (3 )通断能力 可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔焊时 的最大电流值；最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。一般通断能力是额定电流的 510 倍。当然，这一数值与开断电路的电压等级有关，电压越高，通断能力越小。 (4) 动作值可分为吸合

6、电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前，缓慢增加吸合线圈两端的电压， 接触器可以吸合时的最小电压。释放电压是指接触器吸合后，缓慢降低吸合线圈的电压，接触器释放时的 最大电压。一般规定，吸合电压不低于线圈额定电压的 85 %，释放电压不高于线圈额定电压的 70% (5) 吸引线圈额定电压 接触器正常工作时， 吸引线圈上所加的电压值。 一般该电压数值以及线圈的匝数、 线径等数据均标于线包上，而不是标于接触器外壳铭牌上，使用时应加以注意。 (6 )操作频率 接触器在吸合瞬间，吸引线圈需消耗比额定电流大 57倍的电流，如果操作频率过高， 则会使线圈严重发热，直接影响接触器的正常使用。为此，规定了接触

7、器的允许操作频率，一般为每小时 允许操作次数的最大值。 (7)寿命 包括电寿命和机械寿命。目前接触器的机械寿命已达一千万次以上，电气寿命约是机械寿命的 5% 20 %。 交流接触器的选择参数 交流接触器的选择参数.内容包括：额定电压；额定电流；线圈的额定电压；操作频率；辅助触头的工作 电流 1额定电压：铭牌额定电压是指主触点上的额定电压，通常用的电压等级为 直流接触器：220V，440V，660V 交流接触器：220V，380V，500V 如某负载是380V的三相感应电动机，则应选用 380V的交流接触器. 2 .额定电流：铭牌额定电流是指主触点的额定电流.通常用的电流等级为： 直流接触器：2

8、5, 40, 60, 100, 150, 250 , 400, 600A 交流接触器：5，10，20，40，60，100，150，250，400，600A 上述电流是指接触器安装在敞开式控制屏上，触点工作不超过额定温升，负载为间断 一长期工作制时的电 流值若超过8小时，必须空载开闭三次以上，以消除表面氧化膜如果上述条件改变，就要做相应修正 起电流值，具体如下： 当接触器安装在箱柜内，由于冷却条件差，电流要降低 1020%使用 当接触器工作于长期工作制， 而且通电持续率不超过 40% ;敞开安装，电流允许提高1025% ;箱柜安装， 允许提高510% 3线圈的额定电压：通常的电压等级为 直流线圈

9、：24，48，220，440V 交流线圈：36，127，220，380V （选择时一般交流对交流，直流对直流，但交流负载频繁动作时可采用直流吸引线圈的接触器；直流接触 器断开时产生的过电压高达 1020倍，故不宜采用高电压等级，电压太低，接通线圈用的继电器或接触器 的联锁触点不可靠） 4 操作频率：指每小时接通的次数，交流接触器最高为 600次/h，直流接触器可达1200次/h . 5辅助触头的工作电流：辅助触头 （或称辅助开关）的微动开关，它有两个电流参数，一是约定发热电流， 一是工作电流.工作电流有多种，而约定发热电源只有一个. 几点补充经验与参考： （1 ）持续运行的设备，接触器按 67

10、-75%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是 67-75A以 下的设备. （2） 间断运行的设备.接触器按80%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是 80A以下的设备. （3） 反复短时工作的设备.接触器按116-120%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是 116-120A 以下的设备. 交流接触器的运行维护： 运行中检查项目：1）通过的负荷电流是否在接触器额定值之内； 2）接触器的分合信号指示是否与电路状态相符； 3）运行声音是否正常，有无因接触不良而发出放电声； 4） 电磁线圈有无过热现象，电磁铁的短路环有无异常。 5） 灭弧罩有无松动和损伤情况

11、； 6） 辅助触点有无烧损情况； 7） 传动部分有无损伤； 8） 周围运行环境有无不利运行的因素，如振动过大、通风不良、尘埃过多等。 维护： 在电气设备进行维护工作时，应一并对接触器进行维护工作。 1）外部维护： a 清扫外部灰尘； b 检查各紧固件是否松动，特别是导体连接部分，防止接触松动而发热； （二）直流接触器 直流接触器的结构和工作原理基本上与交流接触器相同。在结构上也是由电磁机构、触点系统和灭弧装置 等部分组成。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，直流接触器常采用磁吹式灭弧装置灭弧。 断路器选型原则 空气开关原理： 空气开关也就是断路器，在电路中作接通、分断和承载额定工作电流，并能在线

12、路和电动机发生过载、短路、欠压的情况下进行可靠的保护。 断路器的动、静触 头及触杆设计成平行状，利用短路产生的电动斥力使动、 静触头断开，分断能力 高，限流特性强。 短路时，静触头周围的芳香族绝缘物气化，起冷却灭弧作用，飞弧距离为零。 断路器的灭弧室采用金属栅片结构， 触头系统具有斥力限流机构，因此，断路器 具有很高的分断能力和限流能力。 具有复式脱扣器。反时限动作是双金属片受热弯曲使脱扣器动作，瞬时动作是 铁芯街铁机构带动脱扣器动作。脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣 3 3 种。 选型原则： 1 1 断路器的额定电压必须大于或等于线路的工作电压。 负载或额定电源的电压要大于或等于开关的额定电压

13、， 因为这事关产品的安 全性能。高于开关额定电压的电压有可能会使产品绝缘性能性能下降， 存在事故 隐 2 2 断路器的额定短路通断能力线路中可能出现的最大短路电流。 线路中发生相线与相线或相线与中性线之间的短路电流是很大的， 越是接近 电源分配端的电流就越大，因为整个短路回路的阻抗小。因此要求断路器必须有 一定的短路分断能力，当短路分断能力大于或等于线路中可能出现的最大短路电 流时，在瞬时脱扣器的作用下，开关能瞬时熄弧断开。如开关的额定短路通断能 力w线路中可能出现的最大短路电流因开关不能熄弧，由燃弧引起的过高温度使 触点粘（短路）从而毁坏配电线路以致设备。 3 3 断路器的额定电流线路的负载

14、电流。 负载的额定电流必须等于或小于开关的额定电流，一般情况下小于开关的额 定电流，考虑到留有一定的裕度，一般选开关的额定电流比实际负载电流大 2020% 左右，不要选得太大，必须考虑过载保护及短路保护都能动作， 选取过大的额定 电流，过载保护失去作用，由于线路的粗细及长短关系，负载端的短路电流达不 到瞬时脱扣器的整定动作值，从而使短路保护失效。 4 4 漏电断路器的额定漏电动作电流必须2 倍的线路业已存在的泄漏电流。 在配电线路中由于线路的绝缘电阻随着时间的增长会下降及对地布线分布 电容的存在，线路或多或少对地存在一定的泄漏电流， 有的还比较大，因此在选 取漏电断路器的额定漏电动作电流必须大

15、于实际泄漏电流的两倍才能保证开关 不会误动作，这也是与国家标准规定的额定漏电不动作电流为额定动作电流的一 半是相符合的。 5 5 断路器末端单相对地短路时能使选用 B CB C、D D 型瞬时脱扣器的开关动作，对 于不同类型的负载（用电设备）选用不同的瞬时脱扣器和相应的电流等级的产品。 根据不同的负载设备选用不同类型的瞬时脱扣器和额定电流， B C DB C D 型瞬时脱 扣器的使用对象前面有说明。选取额定电流及相应的瞬时脱扣器时必须考虑负载 的额定电流及可能输出的最大短路电流。当最大短路电流大于或等于 B B、C C、D D 型瞬时脱扣器的整定动值时，短路保护才能起作用。 6 6 在装漏电保

16、护器之前必须搞清原有的供电保护型式，以便判断是否可以直接 安装或需改动。 供电保护型式在前面已有详细说明。 在未安装漏电断路器之前，有些设备已 采取一些供电保护型式，但是有一些保护型式如不改动是不适宜直接安装漏电断 路器，否则会引起开关的误动或拒动。具体使用将在后面案例中进行分析。 7 7 有进出线规定的产品必须严格按要求接线，进出线不可反接。 漏电断路器必须按要求接线，否则会引起开关漏电保护功能的损坏， 因漏电 保护线路板的工作电源从开关的出线端引出， 如采取反接线，则线路板的工作电 源长期存在，一旦漏电保护动作，内部电磁脱扣线圈因长期通电而损坏 （电磁脱 扣线圈的设计为瞬时工作方式），漏电

17、功能损坏。 电工选线，是有口诀的 ，十下 5,百上 3,意思是 10 平方以下的铜线每平 方 5 个电流,100 平方以上的铜线每平方 3 个电流,铝线算一半 我国的家用电压一般是 220V 1.5 平方毫米的线电流=10A （安）； 承载功率=电流 10A* 220V= 2200 瓦 2.5 平方毫米的线电流=16A （安）最小值；承载功率=电流 16A* 220V= 3520 瓦 4 平方毫米的线电流= 25A （安）； 承载功率=电流 25A * 220V = 5500 瓦 6 平方毫米的线电流= 32A （安）； 承载功率=电流 32A * 220V = 7064 1 口诀铝芯绝缘线载

18、流量与截面的倍数关系 10 下五 100 上二， 25、35，四、三界， 70、95,两倍半， 穿管、温度，八、九折。 裸线加一半， 铜线升级算。 2说明口诀对各种截面的载流量（安） 不是直接指出的，而是用截面乘上一定的倍数来表 示。为此将我国常用导线标称截面（平方毫米）排列如下： 1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185, （1） 第一句口诀指出铝芯绝缘线载流量（安） 、可按截面的倍数来计算。 口诀中的阿拉伯数 码表示导线截面（平方毫米），汉字数字表示倍数。把口诀的截面与倍数关系排列起来如下： 1 10 16、25 35、50 70、95

19、120 以上 五倍四倍三倍二倍半二倍 现在再和口诀对照就更清楚了，口诀“ 10 下五”是指截面在 10 以下，载流量都是截面数值 的五倍。“ 100 上二”（读百上二）是指截面 100 以上的载流量是截面数值的二倍。 截面为 25 与 35 是四倍和三倍的分界处。这就是口诀“ 25、35,四三界”。而截面 70、95 则为二点五 倍。从上面的排列可以看出：除 10 以下及 100 以上之外，中间的导线截面是每两种规格属 同一倍数。 例如铝芯绝缘线，环境温度为不大于 25C时的载流量的计算： 当截面为 6 平方毫米时，算得载流量为 30 安； 当截面为 150 平方毫米时，算得载流量为 300

20、安； 当截面为 70 平方毫米时，算得载流量为 175 安。 从以上的排列还可以看出：倍数随截面的增大而减小，在倍数转变的交界处，误差稍大些。 比如截面 25 与 35 是四倍与三倍的分界处，25 属四倍的范围，它按口诀算为 100 安，但按 手册为 97 安；而 35 则相反，按口诀算为 105 安，但查表为 117 安。不过这对使用的影响并 不大。当然，若能“胸中有数”，在选择导线截面时，25 的不让它满到 100 安，35 的则可略 为超过 105 安便更准确了。同样，2.5 平方毫米的导线位置在五倍的始端，实际便不止五倍 （最大可达 20 安以上），不过为了减少导线内的电能损耗， 通常

21、电流都不用到这么大， 手册 中一般只标 12 安。 （2） 后面三句口诀便是对条件改变的处理。 “穿管、温度，八、九折”是指：若是穿管敷设 （包括槽板等敷设、即导线加有保护套层，不明露的） ，计算后再打八折；若环境温度超过 25 C,计算后再打九折，若既穿管敷设，温度又超过 25 C，则打八折后再打九折，或简单 按一次打七折计算。 关于环境温度，按规定是指夏天最热月的平均最高温度。 实际上，温度是变动的，一般情况 下，它影响导线载流量并不很大。因此，只对某些高温车间或较热地区超过 25C较多时， 才考虑打折扣。 例如对铝芯绝缘线在不同条件下载流量的计算： 当截面为 10 平方毫米时，则载流量为

22、 10 X 5 X 0.8=40 安；若为高温，则载流量为 10 X 5 X 0.9=45 安；若是穿管又是高温，则载流量为 10 X 5X 0.7=35 安。 （3） 对于裸铝线的载流量，口诀指出“裸线加一半” ，即计算后再加一半。这是 指同样截面裸铝线与铝芯绝缘线比较，载流量可加大一半。 例如对裸铝线载流量的计算： 当截面为 16 平方毫米时，则载流量为 16X 4X 1.5=96 安，若在高温下，则载流量为 16X 4 X 1.5 X 0.9=86.4 安 6 平方毫米的线电流= 32A （安）； 承载功率=电流 32A衣220V= 7064 10 平方毫米以下的铜线每平方毫米 5A 1

23、1-99 平方毫米的铜线每平方毫米 4A 100 平方毫米以上的铜线每平方毫米 3A 铝线则在上面的数值后除以 2，即一半 热继电器的计算及选型 有一台三相异步电动机额定电压为 380 伏，容量为 10 千瓦，功率因数为 0.85 ,效率为 0.95 , 选择交流接触器、热继电器及整定值。 解：已知 U = 380V , P = 10KW , cos$ = 0.85 , n= 0.95 电流 l=P/( V3*U*cos $ * n )=10/(1.732*0.38*0.85*0.95) 20A 选择交流接触器 KM = le X( 1.32 )= 2640 (A),选 CJ10 40 的接触

24、器 选择热继电器 FR = Ie X( 1.11.5 )= 2225 (A),选 JR16 20 / 30 热元件 22A 的热继 电器。 热元件整定值等于电动机额定电流，整定 20A 答：电动机电流为 20A，选 40A 的交流接触器，选额定电流 30A 热元件 22A 的热继电器， 整定值 20A。 I=P/( V3*U*cos $ * n )=10 心.732*0.38*0.85*0.95) 沁 20A 、有一台三相异步电动机额定电压为 380伏，容量为14千瓦，功率因数为0.85，效率为0.95，计算 电动机电流。 解：已知 U = 380 (V) ，cos $= 0.85，n=0.9

25、5，P = 14 (KW) 电流 1二|此主题相关图片如下： P 14 I _ . - _ _ _ - 28(& V5 cos 1.732x0.38 x 0,85x095 答：电动机电流29安培。 2、有一台三相异步电动机额定电压为 380伏，容量为10千瓦，功率因数为0.85，效率为0.95，选 择交流接触器、热继电器及整定值。 解：已知 U = 380V，P = 10KW，cos$ = 0.85，n= 0.95 电流 1口此主题相关图片如下： I =-= - = - 対 20M) 羽甲? 1.732x 0.38x 0,35x095 选择交流接触器 KM = Ie x( 1.32 )= 26

26、40 (A)，选CJ1O - 40的接触器 选择热继电器 FR = Ie x( 1.11.5 )= 2225 (A)，选JR16 -20 /30热元件22A的热继电器。 热元件整定值等于电动机额定电流，整定 20A 答：电动机电流为20A，选40A的交流接触器，选额定电流 30A热元件22A的热继电器，整定值 20A。 3、一台三相交流异步电动机，其型号规格为 Y112M - 4，4KW ;额定电压380V、接法；cos = 0. 8; n= 0.85.计算该电动机的额定电流和保护用的熔体规格和热继电器的动作电流整定值是多少？ 解：电动机的额定电流为 I二|此主题相关图片如下： P 4 I =

27、 - - = - 8 9 (A) 73 cos1.732 x 0.38x0,8x085 保护用的熔体规格为 Ir =( 1.5 2.5 ) 1=( 1.5 2.5) X8.9A = 13.4 22.3A 热继电器的电流整定值 IZ = 1.0 X= 1.0 X.9 = 8.9A 答：该电动机的额定电流为 8.9A，保护用的熔体规格可选 20A，热继电器的保护整定值应调在 8.9A 4、一台三相异步电动机额定电压 380V ;额定电流28A ; cos = 0.85 ; n= 0.9.计算电动机的功率是多 少？交流接触器应选多大规格？保护用熔断器的熔体应选多大？ 解：电动机功率为 P = 3Ue

28、le cosn= 3X0.38 X28X0.85 X0.914KW 保护用的熔体规格为 Ir =( 1.5 2.5) Ie =( 1.5 2.5 ) X28 = 42 70A 交流接触器的电流规格为 Icj =（ 1.3 2） Ie =（ 1.3 2） X28 = 36.4 56A 答：电动机的功率14KW ;交流接触器可选 CJ20型40A ;保护用的熔体可选 60A 5、一台三相异步电动机，额定功率为 10KW ;额定电压为380V ;当电动机满载运行时效率为 0.91， 线电流为20A，当电动机轻载输出功为 2KW时效率为0.8，线电流为10.5A，试求上述两种情况下的功率 因数各为多少

29、？ 解：满载时的功率因数 cos为 1 此主题相关图片如下: cos d? = = - = - - = - fit 0.85 1.732x0.38x20 x0.91 11.88 轻载时的功率因数cos为 此主题相关图片如下： P 2 2 cosP= -= - = - - = - 出 0.36 、図却 1.732x0.38x10 5x0.8 11.88 答：该电动机满载时的功率因数 0.85，轻载时的功率因数为 0.36 6、一台二极的三相交流异步电动机，转速为 2880转/分，接在380V、频率为50 f的三相电源上, 求该电动机的转差率为多少？ 答：电动机的同步转速为 1=1此主题相关图片如

30、下: 答：该电动机的转差率为 6.667 % 热继电器的整定正确与否关系到电动机安全运行，因为它是过载保护使用最广的一个元件。自从 2004年10份发现 后就已经是它的一个话题， 直到今天仍然是它的话题。 网上的整定方法是 五花八门，就是私下与一些中级、高级工交换看法也是花样百岀。究其原因大多是书的问题。有的书提岀了 按电动机额定电流的1.2倍选择，有的书提出按 1 ( 0.9-1.05 )倍选。这就是造成选择混乱局面原因。从现场 使用的情况来看，更多的人是按1.2倍60 x50 T 3000 T 3000-2880 3000 x 100% = 6.67% 转差率S为 此主题相关图片如下: 选

31、。以我个人的观点来说这是一种错误， 我赞成按1 (0.9-1.05 )倍选, 但它并不是一成不变的。下面是我的做法 A、 对于一般的电动机则是按电动机的额定电流乘 1倍。这是因为所有的电器均有其额定运行指标，而这指 标就是电动机的额定电流。热继电器在整定值为 1倍时，是长期不动作的。假如电动机超载 20%，也就是1. 2倍时，热继电器必须在小于 20min内动作，这符合电动机短时过负荷运行，若不处理的话热继电器将会自 动掉闸，达到保护电动机的目的。试想一下按 1.2倍整定，岂不是预设电动机超负荷 20% ?（这值可以认为 是1的设定值）电动机实质是处于长期超负荷 20%运行，要掉闸则必须在这基

32、础上再超 20%吗？ B、 对于古风机、引风机一类的设备由于起动时间较长而造成热继电器动作掉闸，对于这一类设备据说有一 种慢动型”（动作时间比较长）的热继电器，可是找遍所有电器手册，就没有一本有有关的介绍或相关的产 品。就连原配起动箱上也是普通用的型号。 而这一类的设备机械部分本身就易损坏， 运行的环境条件又极坏。 如若不是太重要的设备，在现场只好采用调大热继电器的办法，即按电动机的额定电流乘 1.15倍以下控制， 此法一般是不可取的，因烧的电动机也比较多。 C、 针对B所述的设备或其它类似设备，为了解决起动时热继电器掉闸问题，可采用的最好的方法是短接热 继电器的方案。即在起动时将热继电器短接

33、，起动完毕再将热继电器投入保护（如上页大图做法的一种） 。 其整定值仍按A整定。 D、 对于性能较差电动机就得考虑降低容量使用，其整定值按电动机的额定电流乘 0.9 （或更低数值）进行设 E、 热继电器上下接线一定要接好，尽量安排一根线，线径符合配置要求，如若接触不良，或线径太小均能 导至发热使热继电器误动作。 F、 热继电器每年若有条件最好做一次试验。试验电路很简单，即采用二台调压器一台保持原样做为试验时 的电压调节，另一台拆掉外壳在绕组上加绕用相应的粗线数匝（视电流大小灵活调节） ，将拆掉外壳的一台 接在未拆的一台上，将粗线绕成的二接头将热继电器各相热元件串联起来，当然还要加上相应的电流表、电 压表，改变调压器的输出电压，就可改变输出电流，试验时只要发现按 1.2倍输入电流不动作即更换。