接触器长距离控制线路分析

工程中有时需要通过接触器线圈进行长距离控制，如发电厂中燃料输煤皮带电机控制柜与控制室和现场一般距离均较远，控制线路长度有时可达近千米；再如规模较大的工业园区、校园和住宅等，风机或照明需要在值班室集中控制，有时控制距离甚至超过千米。当控制线路较长时，应综合考虑控制线路电压降和导线间电容，合理设计控制方案，确保长距离控制时接触器能够可靠吸合和断开。

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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：l_max1 —— 按接触器可靠吸合计算的最大导线长度，m；

U_n —— 控制线路标称电压，V；

S_x —— 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 mm²²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：l_max2 —— 按接触器可靠断开计算的最大长度，m；

S_b —— 接触器线圈保持功率，VA；

U_n —— 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l_max= min{l_max1，l_max2}，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。

本文有删减，全文载于《建筑电气》2018年第2期，详文请见杂志。

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