交流接觸器的 - 低壓 - 運(yùn)行及控制分析-

1、交流接觸器的“低壓”運(yùn)行及控制分析劉利宏江蘇省淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院(223001摘要:本文通過(guò)交流接觸器的反力特性與吸力特性的分析,提出了對(duì)大容量交流接觸器高壓吸合、低壓運(yùn)行的改進(jìn)方案,設(shè)計(jì)出電源切換控制電路,并通過(guò)了試驗(yàn),證明是可行的。低壓運(yùn)行可節(jié)約電能,延長(zhǎng)壽命,消除噪聲。關(guān)鍵詞:交流接觸器吸力特性反力特性低壓運(yùn)行交流接觸器是一種用于遠(yuǎn)距離、頻繁地接通與分?jǐn)嘟?、直流和大容量控制電路的自?dòng)電器。主要由觸頭系統(tǒng)、電磁機(jī)構(gòu)和滅弧裝置等部分組成。從交流接觸器工作原理可見(jiàn),銜鐵的吸合,并保持觸頭可靠接觸的關(guān)鍵決定于電磁吸力與彈簧反力的合力。從靜態(tài)考慮,在銜鐵吸合過(guò)程中,只有當(dāng)電磁吸力恒大于彈簧反力,

2、才能保證吸動(dòng)銜鐵;在吸合之后,只要能保證吸力吸住銜鐵,就能使觸頭可靠接觸(這里先不考慮電壓波動(dòng)帶來(lái)的吸力不穩(wěn)而引起的觸頭顫動(dòng)觀象。從電磁系統(tǒng)的力的特性來(lái)講,由于彈簧的反力和銜鐵工作氣隙之間的特性與電磁吸力和氣隙之間的特性變化的規(guī)律不同,如圖1所示。這使得在交流接觸器吸合后,降低線圈端電壓,仍使銜鐵可靠吸合成為可能。1交流接觸器反力特性交流接觸器的反力是企圖使銜鐵打開(kāi)的力,它是由復(fù)位彈簧及觸點(diǎn)簧片產(chǎn)生的。銜鐵運(yùn)動(dòng)時(shí),所克服的反力F f 與工作氣隙的關(guān)系見(jiàn)圖1。 圖1交流接觸器吸力特性與反力特性的配合圖中A 1點(diǎn)為銜鐵釋放位置,彈簧初反力F A 是保證銜鐵受到外界環(huán)境作用時(shí)不致產(chǎn)生誤動(dòng)作的力。A

3、1B 1為銜鐵自由行程,反力與位移成正比,F =kx 。B 1C 1為銜鐵帶動(dòng)支架使常閉觸頭分離階段,反力為動(dòng)觸頭對(duì)常閉觸頭壓力與復(fù)位彈簧反力之和,故曲線變徒。C 1D 1為動(dòng)觸頭與常開(kāi)觸頭的靜觸頭接觸階段。反力為動(dòng)簧片的彎曲變形與復(fù)位彈簧反力之和。D 1E 1為動(dòng)合觸頭跟蹤階段,由此超行程而產(chǎn)生一定壓力,保證觸頭可靠接觸,銜鐵受到的反力為動(dòng)簧片、靜簧片、復(fù)位彈簧三者的反力之和(忽略機(jī)械磨擦力與活動(dòng)部分的重量。2交流接觸器的吸力特性在交流接觸器中,使可動(dòng)部分產(chǎn)生動(dòng)作的力來(lái)自電磁系統(tǒng)。吸力為:F =B 2S (20式中B 銜鐵表面處磁感應(yīng)強(qiáng)度S 銜鐵截面積0真空導(dǎo)磁率其靜吸力特性如圖1所示。3吸

4、力與反力特性的配合要使交流接觸器可靠吸合必須使吸力特性曲線在反力特性曲線之上,可以允許局部處的反力高于電磁吸力,但必須做到使銜鐵打開(kāi)位置的吸力高于反力,而且圖1中面積S 1必須大于S 2。按IEC 60947及GB 14048等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,交流接觸器工作電壓在0185111U N 時(shí)應(yīng)能可靠的吸合。這樣在額定狀態(tài)交流接觸器的吸力特性一定在反力特性之上。從吸力與反力特性配合可見(jiàn),在額定狀態(tài)下使交流接觸器吸合,低壓使其保持吸合狀態(tài)。這樣對(duì)于大容量(380V 、100A 以上的交流接觸器,既能保證了自動(dòng)控制特性,又節(jié)約電能,延長(zhǎng)其使用壽命。4試驗(yàn)效果及控制電路以CJT 1100型交流接觸器為例,線圈額

5、定電壓為380V ,實(shí)驗(yàn)中吸合電壓為230420V ,吸合后其保持電壓在180V 左右。此時(shí),線圈電流也從原來(lái)的0145A 左右降到0115A 左右,長(zhǎng)期通電線圈微熱,節(jié)電明顯,同時(shí),意外地發(fā)現(xiàn)當(dāng)線圈電壓在220V 時(shí),交流接觸器的嗡嗡聲有明顯降低,1m 之外幾乎聽(tīng)不到。盡管,交流接觸器吸合后保持電壓在180V 左右,考慮電網(wǎng)電壓的波動(dòng)對(duì)吸力的影響,同時(shí)為了方便,以220V 為交流接觸器吸合后保持的線圈端電壓。交流接觸器在額定狀態(tài)吸合、低壓保持的電源切換控制電路如圖204安裝漏電保護(hù)裝置后安全用電與供電可靠性的矛盾李家賢江蘇省南京工程學(xué)院(210000摘要:本文對(duì)網(wǎng)改中安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器后

6、,由于誤動(dòng)作和越級(jí)跳閘,影響供電可靠性的原因進(jìn)行分析并提出改進(jìn)對(duì)策。關(guān)鍵詞:解決安全用電供電可靠性矛盾實(shí)踐證明,20多年來(lái)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的推廣使用,使全國(guó)農(nóng)村大大降低了人身觸電死亡事故,保護(hù)器既可防止觸電傷亡事故,又可以降低線損,預(yù)防電氣漏電引起的火災(zāi)。但它不是所有的漏電都能保護(hù)。若管理不善、選型不當(dāng)可造成供電可靠性差,給用電帶來(lái)不便。網(wǎng)改前的保護(hù)器的投運(yùn)率是較低的。總保護(hù)頻繁跳閘、供電可靠性差,在網(wǎng)改中暴露得更加明顯。1原因分析農(nóng)網(wǎng)應(yīng)用總保護(hù)的目的是為了提高農(nóng)網(wǎng)的安全保護(hù)水平,但保護(hù)器使用的現(xiàn)狀又是如何呢?以長(zhǎng)江兩岸為重點(diǎn)經(jīng)調(diào)查了近20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),由于用電量的增加,負(fù)荷性質(zhì)的變化,使總保護(hù)每

7、天跳閘10次左右的,約占基層供電所安裝總保護(hù)臺(tái)數(shù)的10%25%。大大降低了供電可靠性,農(nóng)戶反映強(qiáng)烈,給農(nóng)電管理工作造成困難。作者曾在農(nóng)村電氣化2001年第7期發(fā)表“剩余電流動(dòng)作保護(hù)器誤動(dòng)原因的探索”一文,在此對(duì)供電可靠性差的原因剩余電流總保護(hù)頻繁動(dòng)作原因作一簡(jiǎn)單敘述。(1越級(jí)跳閘:網(wǎng)改中,不少地區(qū)已經(jīng)基本上形成了分級(jí)保護(hù)的保護(hù)系統(tǒng),但相互間缺乏動(dòng)作特性的協(xié)調(diào)配合,盡管網(wǎng)改后低壓電網(wǎng)絕緣提高了,但農(nóng)戶的用電設(shè)備、室內(nèi)布線狀況未改觀,所以往往造成家中漏電,農(nóng)戶的家用保護(hù)器不跳而總保護(hù)跳閘,造成大面積停電。(2誤動(dòng)作:保護(hù)器在被保護(hù)線路范圍內(nèi)未發(fā)生漏電、接地或人身觸電,而是其它原因引起的剩余電流總保

8、護(hù)的動(dòng)作。保護(hù)器誤動(dòng)作也是供電可靠性差的重要原因。保護(hù)器自身原因:由于保護(hù)器自身制造質(zhì)量差,如零序電流互感器平衡特性不好,電子控制線路的溫度特性差,這樣就無(wú)法抵擋強(qiáng)電場(chǎng)的電磁干擾和周?chē)h(huán)境溫度的影響,引起保護(hù)器的自身誤動(dòng)。外部原因:由于低壓配電箱運(yùn)行在露天,箱體內(nèi)各種低壓電器元件安裝不符合要求,運(yùn)行環(huán)境條件惡劣也是引起保護(hù)器誤動(dòng)的原因之一。引起保護(hù)器誤動(dòng)作的另一常見(jiàn)的原因是具有單相電動(dòng)機(jī)的家用電所示。 圖2交流接觸器電源切換控制電路其工作原理如下:按下SB 2,K M 線圈以380V 額定電壓吸合,K M 自保觸頭自保。此時(shí),交流接觸器的轉(zhuǎn)換觸頭進(jìn)行電源切換,線圈電壓由380V 的高壓吸合,轉(zhuǎn)換為220V 的低壓保持。對(duì)于大容量電機(jī)起動(dòng)時(shí),由于起動(dòng)電流較大,可能造成電網(wǎng)電壓的降低,導(dǎo)致交流接觸器吸合的低壓保持失敗,可添加輔助起動(dòng)開(kāi)關(guān)。在電機(jī)起動(dòng)過(guò)程以高壓使交流接觸器吸合并運(yùn)行,待電機(jī)起動(dòng)后