《新型无弧交流接触器》原理及应用

刘松岭

（齐齐哈尔泽兰电气自动化有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

一、概述

《新型无弧交流接触器》产品是作者与2000年1月1日申请的国家实用新型专利产品，专利号ZL00201710.5，专利保护期10年，现在保护期已满，为使产品更大的发挥其自身价值，更广泛的产生社会效应和经济效益，现将本产品的技术核心原理，生产的关键点介绍如下。

目前在大量的配电装置上使用的交流接触器，依然采用原始的灭弧罩灭弧，这种落后的灭弧方法不可能从根本上解决灭弧问题，特别是当交流接触器频繁接通和断开时，在触点间产生极强的飞弧，致使交流接触器的触点粘连或烧毁，从而大大的降低了交流接触器的使用寿命，频繁的更换交流接触器触头，增加了设备维修工作量和生产成本，给配电装置的运行、维护带来不便。长期以来许多人在不断地采用各种方法提高交流接触器的使用寿命，研究新触点的材料，改进灭弧装置，但都没有从根本上解决灭弧问题。

用反并联晶闸管或双向晶闸管和电子电路组成的固态继电器，这种无触点开关工作时虽然无弧，但是工作时在晶闸管上有约1--2V的导通压降，特别是在大容量使用时产生的损耗非常大，同时为保证长时间可靠工作还得增加散热装置，并且选用时电流还应留有余量。这种开关的过电压、过电流能力很弱，一旦出现过电压或过电流晶闸管即不可逆的永久损坏，这就限制了无触点开关特别是大容量情况下的使用。而传统的交流接触器虽然电寿命低，但是工作时触头压降小，根据这种现状研究发明的无弧交流接触器产品，充分利用了交流接触器和固态继电器的优点，巧妙地使机械触点与无触点结合设计了无弧交流接触器产品，可避免由于拉弧造成交流接触器触点的损坏，延长了交流接触器的使用寿命，特别适合于在易燃易爆场合下使用，可大大地降低火灾事故的发生。本产品具有很高的电寿命和操作频率，可靠性大大提高，使用简便，无电力污染，无噪声污染，控制电源与主回路光电隔离安全可靠。

二、原理

本产品是这样实现的，由交流接触器和固态继电器或反并联晶闸管与触发模块组合成的无触点开关及延时控制电路组成。使用时将固态继电器的输出端并联在交流接触器的机械触点上，将交流触发固态继电器SSR输入端或交流触发模块的输入端并联电容C同时并接在交流接触器线圈上。若选用直流触发固态继电器SSR，则交流接触器线圈两端接在变压器输入端，经变压器降压，整流器整流后接在电容和直流触发固态继电器输入端。若反并联的可控硅与触发模块组合成的无触点开关替代固态继电器可实现较大电流的无弧交流接触器。

当交流接触器线圈得电时，固态继电器触发输入端也同时得电，由于固态继电器响应时间为微秒级比交流接触器动作为毫秒级快得多，所以固态继电器枪先导通。当交流接触器线圈失电时，以充过电的电容对固态继电器继续维持触发导通，即依靠电容存储电荷泄放，实现延时关断。选择适当的电容可实现固态继电器输出端比交流接触器触点断开慢，从而达到无弧的目的。 本产品灵活多变，可分体安装，也可组装成一体化的无弧交流接触器。

三、配固态继电器电气原理图：

四、配反并联晶闸管电气原理图：

以100A无弧交流接触器为例元器件参数如下：

五、技术参数：

额定电压：380V 额定电流：10A—630A断态漏电流：小于3mA

六：技术关键点：

1、光电耦合器MOC3062为过零检测光耦，在三相交流电过零时触发输出可最大限度的防止电压突加和减小浪涌电流的冲击，三相交流电的半周期为10mS，交流接触器响应时间大于10 mS，以40A交流接触器为例其响应时间15 mS，而晶闸管的导通时间为几uS，比交流接触器快得多，实现无触点开关抢先导通，也即实现了导通无弧。

2、在断开时依靠电容存储电荷泄放以达到晶闸管延时关断，也即达到了交流接触器先断开，晶闸管后断开从而实现断开无弧。

七：注意事项：

1、选择固态继电器或晶闸管额定电流与交流接触器额定电流相对应。

2、选择固态继电器交流额定电压380V或晶闸管阻断电压大于1200V。

3、交流接触器触点状态良好，触点接通电阻应为0。

4、固态继电器或晶闸管无需配散热片。

5、在无弧交流接触器断开时输出端有虚电压，所以检修时应断开电源。

6、在星角变换、降压启动或换相使用时，转换过程应使用中间继电器，以利用中间继电器动作所需的时间作为延时时间，以防止电荷释放不净产生相间短路。

[1]实用电工电子技术手册编委会编.实用电工电子技术手册.机械工业出版社,2003.

[2]电力电子技术编辑委员会.电力电子技术.电力电子期刊社,1999.

[3]郭效军.电力自动化设备电力自动化设备杂志社,2006.

[4]张丰收.电气应用电工技术杂志社,2008.

[5]周宝东.电工技术杂志.电工技术杂志社,2007.