合理選擇與使用自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器

合理選擇與使用自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器
1．概述
自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器簡稱為ATSE，是Automatictransfer switching equipment的縮寫。
ATSE主要用在緊急供電系統(tǒng)，將負(fù)載電路從一個電源自動換接至另一個(備用)電源的開關(guān)電器，以確保重要負(fù)荷連續(xù)、可靠運行。因此，ATSE常常應(yīng)用在重要用電場所，其產(chǎn)品可靠性尤為重要。轉(zhuǎn)換一旦失敗將會造成以下二種危害之一，其電源問的短路或重要負(fù)荷斷電(甚至短暫停電)，其后果都是嚴(yán)重的，這不僅僅會帶來經(jīng)濟損失(使生產(chǎn)停頓、金融癱瘓)，也可能造成社會問題(使生命及安全處于危險之中)。因此，工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的生產(chǎn)、使用列為重點產(chǎn)品加以限制與規(guī)范。
ATSE一般由兩部分組成：開關(guān)本體+控制器。而開關(guān)本體又有PC級(整體式)與CB級(斷路器)之分。
PC級：能夠接通、承載、但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腁TSE。
CB級：配備過電流脫扣器的ATSE，它的主觸頭能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏鳌?br/>控制器主要用來檢測被監(jiān)測電源(兩路)工作狀況，當(dāng)被監(jiān)測的電源發(fā)生故障(如任意一相斷相、欠壓、失壓或頻率出現(xiàn)偏差)時，控制器發(fā)出動作指令，開關(guān)本體則帶著負(fù)載從一個電源自動轉(zhuǎn)換至另一個電源，是典型ATSE應(yīng)用電路。控制器與開關(guān)本體進(jìn)線端相連。
國內(nèi)市場用于兩路電源轉(zhuǎn)換電器的產(chǎn)品目前有四類。第一類．是由接觸器組成的ATSE；第二類是由斷路器組成的ATSE；第三類用電動負(fù)荷開關(guān)(符合GBl40483標(biāo)準(zhǔn))完成兩路電源轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品，第四類為PC級(一體式)ATSE。
由接觸器組成的ATSE產(chǎn)品，它的優(yōu)點是價格低；缺點是線圈長期通電耗能易燒毀，產(chǎn)品的接通分?jǐn)嗄芰Φ停|頭易抖動、熔焊。其產(chǎn)品可靠性很低，尤其是在帶負(fù)荷轉(zhuǎn)換時易出現(xiàn)爆炸性事故，這類產(chǎn)品在國外已被淘汰并禁止使用。為克服上述產(chǎn)品缺點，生產(chǎn)斷路器企業(yè)推出了CB級ATSE，CB級ATSE是由斷路器加機械連鎖組成，CB級的A了SE為機械保持，觸頭的接通與分?jǐn)嗄芰τ兴岣撸植皇抢硐氲腁TSE產(chǎn)品(見本文第三段)。因此，市場出現(xiàn)了第三類產(chǎn)品一電動負(fù)荷開關(guān)，這類產(chǎn)品是由兩臺負(fù)荷開關(guān)組合加上電操裝置組成，產(chǎn)品操作的可靠性又有較大提高，但觸頭滅弧系統(tǒng)是以分?jǐn)嘁淮坞娀∫笤O(shè)計的，用在雙電源電路切換，也存在不合理因素(見本文第三段)。為此，市場呼喚著理想的ATSE產(chǎn)品．PC級(一體式)ATSE產(chǎn)品綜合了上述產(chǎn)品優(yōu)點，克服了其缺點，是目前國內(nèi)外市場較理想的雙電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。 2．國外ATSE產(chǎn)品簡介 2．1 PC級(一體式)ATSE
以美國為代表的ATSE技術(shù)代表著當(dāng)今世界PC級ATSE先進(jìn)水平。因為，ATSE產(chǎn)品率先是在軍工領(lǐng)域得到使用，如雷達(dá)、通訊、航天等領(lǐng)域，而美國在上述領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，因此，美國對ATSE產(chǎn)品有較高要求，他們將ATSE產(chǎn)品視為電源一部分，為了提高其產(chǎn)品可靠性，不惜采用黃金作為觸頭材料。因此，在產(chǎn)品開發(fā)、研制方面投入較大。目前美國生產(chǎn)ATSE產(chǎn)品規(guī)模較大的企業(yè)有三至四家，如ONAN、ASCO、GE-ZENITH，主要生產(chǎn)PC級(一體式)ATSE產(chǎn)品，除基本型外，還有瞬間并聯(lián)型、旁路、隔離型、延時轉(zhuǎn)換型等。 ，分別為ONAN，ASCO產(chǎn)品機構(gòu)及觸頭系統(tǒng)示意圖．
2.2電子式ATSE
為滿足不停電電源要求，國外一些大公司推出以可控硅為主的電子式ATSE，額定工作電流100A~1200A，檢測、轉(zhuǎn)換時間5ms。它主要應(yīng)用在電子商務(wù)網(wǎng)站、計算機數(shù)據(jù)中心、半導(dǎo)體芯片制造業(yè)及緊急救援中心等要害部門。 3．同類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析與對比 3.1 CB級與PC級ATSE兩者有以下幾點區(qū)別
3.1.1兩者機構(gòu)設(shè)計理念不同
CB級是由斷路器組成，而斷路器是以分?jǐn)嚯娀榧喝危髾C構(gòu)快速脫扣一般采用四連桿機構(gòu)。四連桿機構(gòu)易存在滑扣、再扣不可靠因素：而PC級機構(gòu)存在該方面問題。因而PC級產(chǎn)品的可靠性遠(yuǎn)高于CB級產(chǎn)品。
3.l.2斷路器(MCCB)一般不承受短時耐受電流，觸頭壓力較小。當(dāng)供電電路生短路時，斷路器的動觸頭易被斥開并產(chǎn)生限流作用，從而分?jǐn)喽搪冯娏鳎欢鳳C級ATSE應(yīng)承受20Ie及以上過載電流，觸頭壓力要求較大，因而ATSE觸頭不被斥開，也不易被熔焊。這一特性對消防供電系統(tǒng)尤為重要。
3.l.3兩路電源在轉(zhuǎn)換過程中存在電源疊加問題。
PC級ATSE充分考慮了這一因素。PC級ATSE的電氣間隙、爬電距離一般斷路器的電氣間隙、爬電距離的180％、150％(標(biāo)準(zhǔn)要求)。因而PC級ATSE．全性更好。
3.1.4觸頭材料的選擇角度不同。
斷路器常常選擇銀鎢、銀碳化鎢材料配對，這有利于分?jǐn)嚯娀。擃愑|頭材料易氧化，備用觸頭長期暴露在外，在其表面易形成阻礙導(dǎo)電、難驅(qū)除的氧化物，當(dāng)備用觸頭一但投入使用，觸頭溫升增高易造成開關(guān)燒毀甚至爆炸；而PC級ATSE充分考慮了觸頭材料氧化帶來的后果。
3.1.5操作機構(gòu)不同
CB級ATSE的電動操作機構(gòu)一般是通過微電機帶動減速齒輪機構(gòu)對斷路器進(jìn)行合分工作，又因斷路器機構(gòu)的限制，微電機必須工作到堵轉(zhuǎn)后，靠行程開關(guān)才斷開控制回路。眾所周知，微電機堵轉(zhuǎn)工作后，其壽命會大大降低。因而，CB級ATSE電動操作機構(gòu)可靠性較低。
而PC級ATSE的電動操作機構(gòu)一般為短時工作電磁鐵．由于電磁鐵結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠好，所以PC級ATSE電動操作機構(gòu)的可靠性較高。 3.2 PC級ATSE與電動負(fù)荷開關(guān)區(qū)別
3.2.1兩者遵循的標(biāo)準(zhǔn)不同 　PC級ATSE符合GB／T14048 11《自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》。 　電動負(fù)荷開關(guān)符合GBl4048 3《開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器》。
3.2.2滅弧系統(tǒng)不同
由于ATSE是在兩路電源中帶電(負(fù)荷)轉(zhuǎn)換，因此，應(yīng)考慮兩路電源間相位問題。在電網(wǎng)電源與發(fā)電機組電源間轉(zhuǎn)換時，可能出現(xiàn)120相位差，所以，ATSE在做接通與分?jǐn)嘣囼灂r常用電源與備用電源相序不同(見，該圖是國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T14048 1l-2002《自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》中所規(guī)定的試驗線路)。在不同相序下做轉(zhuǎn)換試驗，開關(guān)的觸頭系統(tǒng)會出現(xiàn)二次電弧，因此，要求開關(guān)在接通備用電源(或常用電源)前，第一個電弧必須熄滅，且游離氣體迅速排放，否則，開關(guān)內(nèi)部出現(xiàn)短路，造成轉(zhuǎn)換失敗。所以，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的滅弧能力要比一般低壓電器開關(guān)強，這也是一臺優(yōu)質(zhì)ATSE價格貴的原因之一。
而符合GBl4048.3《開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器》的產(chǎn)品(如電動負(fù)荷開關(guān))沒有該要求。
ATSE接通與分?jǐn)嘣囼灳�路
目前市場上自稱ATSE產(chǎn)品較多。但是屬于真正的ATSE產(chǎn)品不多。ATSE必須符合GB/Tl4048. 11-2002《低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備第6部分：多功能電器第1篇：自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》。
下面介紹選擇ATSE產(chǎn)品應(yīng)注意的幾個問題。 4.1注意產(chǎn)品符合什么標(biāo)準(zhǔn)。
符合GBl4048.3-2003《開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器》產(chǎn)品只能叫電動(或電操作)轉(zhuǎn)換開關(guān)。
而GB／T14048.11-2002《自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品考核較嚴(yán)酷，在電源間相序不同情況下，也允許帶負(fù)載直接轉(zhuǎn)換。 4.2注意產(chǎn)品使用場所。
CB級ATSE一般不允許在、所示的線路中使用。
例如，當(dāng)負(fù)載l(或主消防泵)發(fā)生短路故障(過載或短路)引起Q1脫扣，因控制器僅檢測ATSE進(jìn)線端電源狀態(tài)，不會發(fā)出動作指令．所以，ATSE不轉(zhuǎn)換。此時，重要負(fù)載(或備用消防泵)處于斷電狀態(tài)。該供電系統(tǒng)沒有起到安裝ATSE實際作用。
在美國對CB級ATSE使用也有嚴(yán)格限制。其中，ULl008第41.19條規(guī)定，帶有過電流脫扣的轉(zhuǎn)換開關(guān)，必須向用戶提出警告如果過電流故障引起開關(guān)斷開，ATSE將不會轉(zhuǎn)換警告標(biāo)志。