第十六章接觸器本章主要介紹電力機車上常用的幾種接觸器的類型、作用、型號、結(jié)構(gòu)、工作原理、特點和主要技術(shù)參數(shù)，并簡要介紹接觸器的選用和維修方法。第一節(jié)概述一、接觸器的定義和基本特點接觸器是在工業(yè)控制中應(yīng)用非常廣泛的一種電器。在電力機車上是用來頻繁地接通或切斷帶有負(fù)載的主電路、輔助電路或大容量的控制電路。與其他開關(guān)電器相比，它具有可動作頻繁，能通斷較大電流，可以實現(xiàn)一定距離的控制等特點。二、接觸器的組成接觸器一般由以下幾部分組成：（一）觸頭裝置分主觸頭和聯(lián)鎖觸頭。主觸頭一般由動靜主觸頭等組成，用以直接控制相應(yīng)電路的通斷。聯(lián)鎖觸頭用以控制其他電器、信號或電氣聯(lián)鎖等。（二）傳動裝置包括驅(qū)使觸頭閉合的裝置和開斷觸頭的彈簧機構(gòu)以及緩沖裝置，用來可靠地驅(qū)使觸頭按規(guī)定要求動作。（三）滅弧裝置滅弧裝置一般與主觸頭配合使用，在主觸頭斷開電路產(chǎn)生電弧時，用來及時地熄滅電弧，切斷電路并保護(hù)觸頭。根據(jù)電流的性質(zhì)、滅弧方法和原理，可以制成各種滅弧裝置。（四）安裝固定裝置屬于非工作部分，用以合理的安裝和布置電器各部件。三、接觸器的分類接觸器的用途廣，種類多，一般可分為：（一）按傳動方式分有電磁接觸器和電空接觸器之分。電磁接觸器采用電磁傳動裝置，電空接觸器采用電空傳動裝置。電磁接觸器一般應(yīng)用于機車的輔助電路中，電空接觸器應(yīng)用于主電路中。（二）按主觸頭通斷電流的性質(zhì)分有交流接觸器和直流接觸器之分。對于某些在觸頭系統(tǒng)中控制的是交流電路，而線圈接人的是直流電路的接觸器，又稱交直流接觸器。（三）按線圈接入電路方式分有串聯(lián)和并聯(lián)電磁接觸器。一般用并聯(lián)電磁接觸器。（四）按主觸頭所處的環(huán)境分有空氣式和真空式接觸器。（五）按主觸頭的數(shù)量分有單極和多極接觸器。四、接觸器的基本參數(shù)基本參數(shù)除額定電壓和電流外還有以下幾種：（一）切換能力又稱開閉能力、通斷能力，是指觸頭在規(guī)定條件下接通和切斷負(fù)載的能力。在此電流值下通斷負(fù)載時，不應(yīng)發(fā)生熔焊、電弧和過分的磨損等現(xiàn)象。保證接觸器能在較壞的條件下可靠地工作。（二）動作值和釋放值對電磁接觸器主要是指電壓和電流的動作值和釋放值。對電空接觸器包括電空閥的動作電壓（及氣缸相應(yīng)的氣壓值）。（三）操作頻率指接觸器在每小時內(nèi)允許操作的次數(shù)。接觸器的操作頻率越高，每小時開閉的次數(shù)就越多，觸頭及滅弧室的工作任務(wù)也就越重，對交流接觸器來說，線圈受到的沖擊電流及銜鐵鐵心受到的沖擊次數(shù)也就越多，操作頻率對常用的交、直流接觸器來說，常采用每小時150、300、600、1200次的規(guī)定。（四）機械壽命和電氣壽命機械壽命指的是接觸器在無負(fù)載操作下無零部件損壞的極限動作次數(shù)。電氣壽命指的是接觸器在規(guī)定的操作條件下，且無零部件損壞的極限動作次數(shù)。目前，接觸器的機械壽命一般可達(dá)數(shù)百萬到千萬次以上，而電氣壽命則按不同的使用類別和不同的機械壽命級別有一定的百分比，一般為機械壽命的1／5左右。（五）動作時間、釋放時間動作時間（又稱閉合時間）是指從電磁鐵吸引線圈通電瞬間時起到銜鐵完全閉合所需要的時間；釋放時間（又稱開斷時間）是指從電磁鐵吸引線圈斷電瞬間起到銜鐵完全打開所需要的時間。為了對有關(guān)電路能準(zhǔn)確可靠的進(jìn)行控制，對接觸器的動作時間也有一定的要求，如：直流接觸器的閉合時間一般為0.04～0.11s，開斷時間為0.07～0.12s，交流接觸器的閉合時間一般為0.05～0.1s，而開斷時間為0.1～0.4s。接觸器除應(yīng)滿足以上基本參數(shù)的要求外，還應(yīng)滿足在85％額定控制電壓下保證接觸器正常工作。另外在選擇電磁接觸器時還應(yīng)考慮工作制的要求。第二節(jié)電磁接觸器電磁接觸器采用的是電磁傳動裝置，通常又分為直流、交流、交直流3大類型。一、直流電磁接觸器（一）CZS系列直流接觸器在SS4改型和SS3型電力機車上都采用了CZS系列的直流接觸器，用以控制調(diào)壓開關(guān)和機車前照燈。1．CZS2210／22型接觸器（1）型號其型號含義為C一接觸器Z一直流；5一設(shè)計序號；22一派生代號；10／22一分子第一位和第二位分別表示常開和常閉主觸頭數(shù)，分母第一、二位分別表示常開和常閉聯(lián)鎖觸頭數(shù)。（2）作用該型接觸器是用來控制調(diào)壓開關(guān)伺服電動機電源和機車前照燈。（3）組成該型接觸器主要由觸頭裝置、滅弧裝置和傳動裝置等組成。該型接觸器結(jié)構(gòu)如圖16—1。觸頭裝置：是由單相主觸頭和2常開和2常閉聯(lián)鎖觸頭組成。靜主觸頭為銅質(zhì)T形結(jié)構(gòu)，與弧角一起裝在支架上；動主觸頭為銅質(zhì)指形結(jié)構(gòu)，直接裝于銜鐵上。動聯(lián)鎖觸頭為指形結(jié)構(gòu)，亦裝于銜鐵上，靜聯(lián)鎖觸頭為半球形，裝于螺桿上，為提高觸頭壽命，在聯(lián)鎖觸頭的紫銅塊上鑲有耐弧材料一銀氧化鋁片。另外，動主、輔觸頭上都有觸頭彈簧，防止觸頭閉合時產(chǎn)生有害振動。圖16—1CZ5-22-10/22型接觸器結(jié)構(gòu)簡圖1—滅弧罩；2—吹弧線圈；3—主靜觸頭；4—主動觸頭；5—觸頭彈簧；6—吸引線圈；7—銜鐵；8—軟連接；9—反力彈簧；10—絕緣基座；11—動聯(lián)鎖觸頭；12—靜聯(lián)鎖觸頭；13—磁。滅弧裝置：是由帶有滅弧罩的磁吹滅弧裝置完成的，只設(shè)在主觸頭上。磁吹線圈與主觸頭串聯(lián)，當(dāng)主觸頭在打開過程中產(chǎn)生電弧時，電弧受到磁吹線圈產(chǎn)生的電場力而被拉向滅弧罩，使電弧變長變冷而熄滅。傳動裝置：是由直流拍合式電磁鐵組成的，為了改善吸力特性，靜鐵心端面裝有極靴，改變反力彈簧和工作氣隙，可改變其動作值。為了防止剩磁將銜鐵粘住，在街鐵的磁極端面處裝有0.1～0.2mm厚的紫鋼片，亦稱非磁性墊片。在鐵心的磁極端面處一般還加裝了極靴，以使直流接觸器的吸力特性平坦，減少吸合時的沖擊。（4）工作原理其工作原理類同電磁鐵的工作原理。當(dāng)吸引線圈未通電時，銜鐵在反力彈簧作用下打開，使常開觸頭打開，常閉觸頭閉合；當(dāng)吸引線圈得電時，鐵心與銜鐵間產(chǎn)生的吸力將銜鐵吸合，使常開觸頭閉合，常閉觸頭打開。2．CZS1100／33型接觸器該型接觸器用來控制調(diào)壓開關(guān)伺服電機的轉(zhuǎn)向。該型接觸器的結(jié)構(gòu)和CZS－22－10／22型基本相同，但無主觸頭和滅弧系統(tǒng)，只有3個常開和常閉聯(lián)鎖觸頭。傳動裝置完全相同。（二）CZT－20型直流接觸器1．型號CZT－20B型C一接觸器；Z一直流；T一鐵路用；20一負(fù)載級別（A）；B一主接點構(gòu)成：二常開，一常閉；無B：二常開。2．作用該型接觸器現(xiàn)用在SS4型和SS8型電力機車的控制電路中。也可用于輔助電路中。3．組成該型接觸器主要由觸頭裝置、傳動裝置和滅弧裝置等組成。觸頭裝置：二常開一常鬧的主觸頭和二常開二常閉的聯(lián)鎖觸頭組成，聯(lián)鎖觸頭的通斷電流為SA，主觸頭可通斷額定電壓DC440V的直流電路，主觸頭端子有“＋”“一”極性，要按標(biāo)志接線。傳動裝置：為一直動式直流電磁鐵。滅弧裝置：采用滅弧罩和磁吹裝置。滅弧室不能裝反，不要拆除滅弧室內(nèi)的磁鐵。4．工作原理其工作原理類同電磁鐵工作原理，當(dāng)吸引線圈得電時，銜鐵吸合，帶動常開觸頭閉合，常閉觸頭打開，當(dāng)吸引線圈失電時，銜鐵在反力彈簧作用下打開并帶動常閉觸頭閉合，常開觸頭打開，常開主觸頭上的電弧被滅弧裝置熄滅。表16—1CZ5、CJ8Z電磁接觸器主要技術(shù)參數(shù)注：外接起動電容器為電解電容器470uF、160uF。二、交流接觸器（一）CJ20系列三相交流接觸器1.型號CJ20－100ZCJ20－160Z 其中：C接觸器；J--交流；20--設(shè)計序號；100（160）--主觸頭額定電（A）；Z--直流控制。2.作用在SS4型(1--158號)和SS6型機車輔助電路中，用來接通和斷開三相異步電動機或起動電阻（起動電容）等電路。3.結(jié)構(gòu)CJ20系列三相交流接觸器的結(jié)構(gòu)形式為直動式，立體布置、雙斷點、開啟式，并采用壓鑄鋁底座，增強耐弧塑料底板和高強度陶瓷滅弧罩組成三段式結(jié)構(gòu)，使接觸器結(jié)構(gòu)緊湊，便于檢修和更換線圈。主要由觸頭裝置、傳動裝置和滅弧裝置等組成，如圖16－2。圖16—2CJ20型交流接觸器結(jié)構(gòu)簡圖1—主動觸頭；2—主靜觸頭；3—滅弧柵片；4—壓縮彈簧；5—銜鐵；6—靜鐵心；7—線圈；8—絕緣支架；9、11—緩沖件；10—緩沖硅橡膠管；12—滅弧室；13—聯(lián)鎖觸頭；14—反力彈簧；15、16—弧角；17—分磁環(huán)。觸頭裝置：主觸頭中的動觸橋為船形結(jié)構(gòu)，因而具有較高的強度和較大的熱容量。160A以下選用黃銅拉伸觸橋。靜觸頭選用型材并配以鐵質(zhì)引弧角使之既具有形狀的穩(wěn)定型又便于電弧的外運動，觸頭材料選用Ag一Cdo12，其特點是具有較好的抗熔焊性能和耐電磨損的性能。輔助觸頭安置在主觸頭兩側(cè)，采用無色透明聚碳酯做成封閉式結(jié)構(gòu)，確保防塵，使接觸可靠，160A及以下等級為二常開，二常閉。傳動裝置：采用具有雙線的U形鐵心磁系統(tǒng)，銜鐵為直動式，沒有轉(zhuǎn)軸，氣隙置于靜鐵心底部中間位置，因而釋放可靠c磁系統(tǒng)的緩沖裝置采用新型的耐高溫吸振材料硅橡膠。還選用了耐磨性能好的聚胺酯橡膠做停擋。滅弧裝置：采用高強度陶瓷縱縫滅弧罩。4.動作原理類似于電磁鐵的工作原理，不再詳述。5.參數(shù)CJ20系列電磁鐵接觸器的主要技術(shù)參數(shù)見表16—2：表16—2CJ20系列電磁接觸器主要技術(shù)參數(shù)6.特點其參數(shù)、特性出廠時已調(diào)好，一般可直接使用，不必調(diào)整。（二）3TB系列三相交流接觸器1.型號3TB5217—OBF4型、3TB4817—OBF4型其含義：3TB——3TB系列；48——級別代號；17——輔助觸頭規(guī)格與數(shù)量（17代表二常開二常閉）7OB—直流操作（OA表示交流操作）；F4—線圈電壓與頻率代號四4為直流110V）。2．作用曾用在SS4改型機車的輔助電路中，用來接通和斷開三相異步電動機等電氣設(shè)備。3．結(jié)構(gòu)如圖16—3所示，3TB系列接觸器采用體積小，重量輕的雙斷點直動式結(jié)構(gòu)，3TB48。3TB52接觸器均采用單U形雙繞組磁系統(tǒng)。圖16—33TB52型交流接觸器結(jié)構(gòu)簡圖1—底座；2—線圈；3—彈簧；4—靜觸頭；5—滅弧室；6—滅弧片；7—導(dǎo)板；8—指示件；9—觸橋；10—觸頭支持件；11—彈簧；12—銜鐵；13—磁。觸頭裝置：采用接觸電阻穩(wěn)定、抗熔焊、耐磨的銀氧化鋼、銀氧化錫及鎳等材料，觸頭支持件與低板均用特別的耐熱耐弧的塑料制成。輔助觸頭安裝在基座兩側(cè)，為二常開二常閉。傳動裝置：采用單U形雙繞組直流磁系統(tǒng)，線圈按長期工作制設(shè)計，壽命長、無噪音、允沖擊電流。在U形磁系統(tǒng)磁扼中部有一不變氣隙，可保證銜鐵可靠釋放。滅弧裝置：滅弧室中裝有橋形滅弧導(dǎo)板，兩旁各有帶齒形的缺口柵片，使電弧能快速拉出熄滅。接觸器采用機械強度高，導(dǎo)熱性能好的鋁合金基座。4.工作原理類似電磁鐵工作原理。5.參數(shù)見表16—3。表16—3TB系列電磁接觸器主要技術(shù)參數(shù)型號3TB48173TB5217額定工作電壓（V）380380額定工作電流（A）75170主觸頭開距（mm）7.11.39.31.35超程（mm）2.60.43.20.35輔助觸頭額定發(fā)熱電流（A）1010額定工作電壓（V）110110額定工作電流（A）DC13.28DC111.82.4開距（mm）超程（mm）常開5.42.49.42.14.91.53.11常閉6.21.97.23.24.115.32.2控制線圈線徑（mm）0.250.38匝數(shù)2X78392X556020℃阻值（Ω）618683300（三）6C系列交流接觸器1.型號6C180型、6Cll0型其含義：6——序號：C——接觸器：180、110——主觸頭額定電流（A）。2.作用在SS4、SS7、SS8型電力機車的輔助電路中，控制輔助電機等設(shè)備3.結(jié)構(gòu)兩種型號的結(jié)構(gòu)基本相同，其外形及結(jié)構(gòu)如圖16—4所示。圖16—46C180型接觸器外形及結(jié)構(gòu)簡圖1—滅弧罩安裝螺釘；2—吸引線圈；3—鐵心；4—機械聯(lián)鎖裝置；5—整流器；6—聯(lián)鎖觸頭；7—線圈插座；8—指示器；9—滅弧罩。觸頭裝置：主觸頭采用常開直動式橋式雙斷點。傳動裝置：磁系統(tǒng)為單E型直動式，具有較陡的吸力特性，控制線圈由起動線圈和保持線圈并聯(lián)組成，并申加一個橋式整流器，使控制電源為交、直流兩用，整流器輸人、輸出端都加有壓敏電阻進(jìn)行過電壓保護(hù)?？刂凭€圈通電后，起動線圈和保持線圈同時工作，在接觸器快吸合時，起動線圈斷開，只有保持線圈工作。起動線圈的分?jǐn)嘤山佑|器自身一常閉聯(lián)鎖觸頭完成。滅弧裝置：滅弧罩采用高強度耐弧塑料制成，罩內(nèi)設(shè)有割弧柵片。6C180接觸器的滅弧室與觸頭支持件之間設(shè)有機械聯(lián)鎖裝置，當(dāng)滅弧罩取下后，其聯(lián)鎖裝置即將觸頭支持件銷住，此時即使有人操作，觸頭系統(tǒng)也不會動作，能可靠保證維修人員的安全。在控制線圈引線邊有一紅色指示器，指示接觸器的閉合或斷開。4.動作原理類似電磁鐵的工作原理。5.特點6C180型交流接觸器具有操作頻率高，主觸頭壓力大，抗熔焊性好，耐電弧等優(yōu)點，應(yīng)用較多。在許多電力機車上，原用的3TB系列6Cll0型都改用6C180型。6C系列接觸器結(jié)構(gòu)為模塊化設(shè)計，配件通用性大，便于維護(hù)及更換。6.參數(shù)見表16—4。表16—46C110、6C180型交流接觸器主要技術(shù)參數(shù)第一節(jié)電空接觸器電空接觸器因其具有較大的開斷能力，在電力機車上被用在主電路里。圖16—5為電空接觸器的工作原理示意圖。其一般由觸頭裝置、滅弧裝置、傳動裝置組成。當(dāng)電空閥線圈得電時，其控制的壓縮空氣進(jìn)人傳動氣缸，推動活塞，壓縮開斷彈簧而向上運動，使動靜觸頭閉合。當(dāng)電空間線圈失電時，其控制的壓縮空氣排向大氣，在開斷彈簧的作用下，圖16—5點空接觸器工作原理示意圖1—緩沖彈簧；2—靜主觸頭；3—動主觸頭；4—絕緣塊及活塞桿；5—開斷彈簧；6—缸體；7—電空閥；8—活塞。推動活塞帶動活塞桿和動觸頭下移，動靜觸頭打開，同時滅弧。在主觸頭動作的同時，聯(lián)鎖觸頭也相應(yīng)動作。一、TCK7-400／1500型電空接觸器（一）型號其含義為；T——鐵路用；C——接觸器；K——壓縮空氣控制；1——設(shè)計序號；400——主觸頭額定電流（A）；1500——開斷電壓（V）。（二）作用在SS4型和SS1型電力機上，用于控制磁場削弱電阻。（三）結(jié)構(gòu)如圖16—6所示，由于磁場削弱電阻上的壓降低，且又是電阻性負(fù)載，所以不帶滅弧裝置，主要由觸頭裝置和傳動裝置組成。圖16—6TCK1-400/1500型點空接觸器1—支柱；2—靜觸頭座；3—靜主觸頭；4—連接片；5—絕緣塊；6—動主觸頭；7—絕緣桿；8—動主觸頭；9—彈簧；10—名牌；11—聯(lián)鎖觸頭；12—聯(lián)鎖板；13—氣缸座；14—銅套；15—反力彈簧；16—活塞；17—皮碗；18—氣缸蓋；19—管接頭。觸頭裝置：主觸頭為直動橋式雙斷點，觸頭表面成120°夾角，其材質(zhì)為紫銅，其上焊有銀片，且動靜觸頭之間為面接觸，有較好的導(dǎo)電性能。聯(lián)鎖觸頭采用通用件，為一行程開關(guān)。傳動裝置：采用的是薄膜傳動裝置，它主要由氣缸，活塞，皮碗和復(fù)原彈簧等組成，本身不帶有專門的電空間。（四）動作原理當(dāng)電空閥控制的壓縮空氣通過管接頭進(jìn)人氣缸，鼓動皮碗推動活塞克服復(fù)原彈簧之反力，使活塞桿、絕緣桿上移，動靜觸頭閉合，聯(lián)鎖觸頭相應(yīng)動作。當(dāng)電空閥失電時，氣缸內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)電空閑排向大氣，在復(fù)原彈簧作用下，使活塞桿、絕緣桿下移，帶動主觸頭打開。二、TCK7－600／1500型電室接觸器（一）型號含義同TCKI型電空接觸器。（二）作用該型接觸器主要控制機車主電路的有關(guān)勵磁電流回路和牽引電機回路。（三）結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)如圖16—7所示。圖16—7TCK7-600/1500型電空接觸器結(jié)構(gòu)1—滅弧罩；2—掛鉤；3—靜觸頭弧角；4—靜觸頭；5—吹弧線圈；7—軟連接；8—杠桿出線座；9—杠桿支架；10—絕緣桿；11—傳動氣缸；12—聯(lián)鎖板；13—聯(lián)鎖觸頭；14—聯(lián)鎖支架；15—滅弧室支架；16—動觸頭彈簧；17—動觸頭弧角；18—動觸頭座；19—動觸頭；20—右側(cè)板；21—電空閥；22—左側(cè)板。主要由觸頭裝置、滅弧裝置和傳動裝置等組成。觸頭裝置：主要由主觸頭和聯(lián)鎖觸頭組成，主觸頭為L形，線接觸，紫銅基面上鑲有銀碳化鎢粉末冶金片，它有較好的抗熔焊、耐電弧、耐機械磨損和電磨損性能，且導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好。聯(lián)鎖觸頭為KY1型盒式橋式雙斷點觸頭，材質(zhì)為銀，二常開二常閉。滅弧裝置：主要由滅弧罩（短弧滅弧和長弧滅弧原理）、滅弧角（由2mm厚黃銅板壓制成）、滅弧線圈及鐵心（磁吹裝置）等組成。傳動裝置：由電空閑、傳動氣缸、絕緣桿等組成。電空間為TFKIB－110型閉式電空閥。傳動氣缸豎放，缸內(nèi)有活塞及連桿等，絕緣桿用以隔離帶電體。（四）動作原理如圖16—5所示工作原理。（五）參數(shù)見表16—5、表16—6。表16—5TCK7型電空接觸器系列產(chǎn)品參數(shù)表16—6點空接觸器技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)表TCK7的派生產(chǎn)品很多，結(jié)構(gòu)基本相同，如TCK7B沒有滅弧裝置，TCK7C僅多了兩對常閉聯(lián)鎖觸頭，TCK7D取消了滅弧線圈中的鐵心。第四節(jié)真空接觸器真空接觸器由于其滅弧原理上的特點，比較適用于交流電路（若熄滅直流電弧，需采取適當(dāng)?shù)拇胧?。它比傳統(tǒng)的空氣交流接觸器有更多的優(yōu)點，具有耐壓強度高，介質(zhì)恢復(fù)速度快，接通、分?jǐn)嗄芰Υ?，電氣和機械壽命長等特點?？稍谥厝蝿?wù)條件下供重要場合使用。一、型號EVS630/1-110DC、EVS700/1-110DC其含義：EVC——接觸器；700、630——工作電流（A）；1——；110——電源的電壓值；DC——控制電源類型二、作用EVS630／1－110DC型在SS4改型電力機車主電路中用來接通或斷開功率因數(shù)補償裝置（PFC）。EVS700／1－110DC型在場型機車的列車供電電路中，實現(xiàn)機車向列車供電的控制。三、結(jié)構(gòu)圖16—8EVS630/1-110DC型真空接觸器剖視圖1—機座；2—真空開關(guān)管；3—連接卡圈；4—下連接板；5—軟連接；6—上連接極；7—磁驅(qū)動機構(gòu)；8—輔助開關(guān)；9—聯(lián)軸節(jié)。如圖16—8所示，在真空接觸器的基座上，驅(qū)動機構(gòu)7和裝在其旁的輔助開關(guān)組件8位于真空開關(guān)管2的上方。真空開關(guān)管的動觸頭經(jīng)聯(lián)軸節(jié)組件9和驅(qū)動機構(gòu)7連接，并經(jīng)軟連接5和上連接板6連接。真空開關(guān)管的靜觸頭支桿經(jīng)連接卡因3和下連接板4連接。在斷開狀態(tài)下，真空開關(guān)管的兩觸頭拉開1．5mm。由于在真空中斷開，這么小的距離已能完全開斷電格。磁頭被拉開的狀態(tài)是由驅(qū)動系統(tǒng)中的壓力彈簧實現(xiàn)的。四、動作原理真空接觸器的電磁鐵設(shè)計為帶節(jié)能電阻的直流電磁鐵。接通控制電源時，電磁鐵對壓力彈