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按接触器可靠吸合计算控制线路最大长度
除非产品标准另有规定,接触器的电控操作机构在周围空气温度 - 5 ~ + 40 ℃ 范围内,在电源电压为额定值的85 % ~ 110 % 范围内均能可靠吸合。如图1所示,若控制箱与现场间线路过长,由于导线电压降较大,无论控制箱上按下启动按钮SF或现场按下启动按钮SF1时,接触器线圈对合闸指令可能都不会有反应。
图1 控制线路接线示意图 Ⅰ
接触器吸合电压取额定电压的85 %,并计及电源电压偏差 - 5 %,按照电压降不超过额定电压的10 %计算控制线路最大长度,可按下式估算:
式中:lmax1 按接触器可靠吸合计算的最大导线长度,m;
Un 控制线路标称电压,V;
Sx 接触器线圈吸合功率,VA;
Δu 控制线路单位长度电压降,V /(A·km),两芯电缆导线截面积1. 5 mm2约为29 V /(A·km),2. 5 mm2约为18 V /(A·km),4 mm2约为11 V /(A·km)。
按接触器可靠吸合计算AC 220 V控制线路最大导线长度如图2所示,由图可见,对同一种导线,接触器线圈吸合功率越大,接触器可靠吸合的控制线路最大导线长度越短;对相等的接触器线圈吸合功率,电缆截面积越大,接触器可靠吸合的控制线路最大长度越长。
图2 接触器可靠吸合计算AC 220V 控制线路最大长度
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按接触器可靠断开计算控制线路最大长度
接触器的电控操作机构在电源电压为额定值的75 % ~ 20 % 范围内均能可靠断开。如图1所示,控制箱与现场间控制线路中任意两导线间存在电容,导线间电容值与电缆长度成正比,电缆越长,电容值越大,流过电容和接触器线圈的电流就越大。当电流大到足以使接触器动作线圈两端电压大于额定电压75 % 时,接触器电控操作机构不能可靠断开,控制箱上按下断开按钮SS或现场按下断开按钮SS1时,接触器可能仍维持吸合状态。若导线更长,流过电容和接触器线圈的电流更大,当启动按钮SF和SF1均处于断开时,此电流可能导致接触器吸合,导致误动作。
保证接触器可靠断开可按下式计算控制线路最大长度:
式中:lmax2 按接触器可靠断开计算的最大长度,m;
Sb 接触器线圈保持功率,VA;
Un 控制线路标称电压,V;
C 单位长度线路电容,μF / km,导线截面积1. 5 ~ 4 mm2时,两芯电缆间电容约为0. 3 μF / km,三芯电缆中一芯对另两芯的电容约为0. 6 μF / km。
按接触器可靠断开计算交流控制线路最大长度如图3所示,由图可见,接触器线圈保持功率越大,接触器可靠断开的控制线路最大长度越长。
图3 接触器可靠断开计算AC 220V 控制线路最大长度
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按接触器可靠断开和吸合共同确定的控制线路最大长度
控制线路要同时满足接触器可靠吸合和可靠断开的要求,则导线的电压降和导线间电容共同确定导线的最大长度,即导线最大长度lmax = min{lmax1,lmax2},见表1。
表1 A系列接触器采用2.5mm2导线允许的AC 220V 控制线路最大长度
值得注意的是,不同型号的接触器线圈吸合功率和保持功率是不同的,甚至差异较大;控制导线型号不同,导线间电容也不同。具体设计时,应根据工程情况具体分析。