| 電氣元器件解析四—自動轉換開關 |
| 2018-8-27 |
一、自動轉換開關簡述 自動轉換開關電器，即ATSE。主要適用于額定電壓交流不超過1000V 或直流不超過1500V 的緊急供電系統，在轉換電源期間中斷向負載供電。 1.1 轉換開關電器（轉換開關） 將一個或幾個負載電路從一個電源轉換至另一個電源的電器。
1.2 自動轉換開關電器(ATSE) 由一個（或幾個）轉換開關電器和其它必需的電器組成，用于監測電源電路、并將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉換至另一個電源的電器。電氣行業中簡稱為“雙電源自動轉換開關”或“雙電源開關”。
二、自動轉換開關分類 雙電源自動切換開關一般由兩部分組成：開關本體(ats)+控制器。 雙電源主要分為PC級雙電源（整體式）和CB級雙電源（雙斷路器式） 第一類：是由接觸器組成； (CC級已經淘汰) 第二類：是由斷路器組成； (CB級，由斷路器構成的CB級ATSE存在無選擇性保護現象，停電面積擴大，不能滿足重要負荷供電要求。) 第三類：用電動負荷開關組成；(PC級) 第四類：為PC級勵磁一體式ATSE 。(PC級)
2.1PC級雙電源 能夠接通、承載、但不用于分斷短路電流的雙電源，若選擇不具有過電流脫扣器的負荷開關作為執行器則屬于PC級自動轉換開關。不具備保護功能，但其具備較高的耐受和接通能力，能夠確保開關自身的安全，不因過載或短路等故障而損壞，在此情況下保證可靠的接通回路。 PC級，一體式結構?三點式 ，它是雙電源切換的專用開關，它具有結構簡單、體積小、自身聯鎖、轉換速度快?0.2s內 、安全、可靠等優點，但需要配備短路保護電器。 PC級ATSE ：只完成雙電源自動轉換的功能，不具備短路電流分斷（僅能接通、承載）的功能； 2.2CB級雙電源 配備過電流脫扣器的雙電源，它的主觸頭能夠接通并用于分斷短路電流， 雙電源若選擇具有過電流脫扣器的斷路器作為執行器則屬于CB級自動轉換開關。具備選擇性的保護功能，能對下端的負荷和電纜提供短路和過載保護；其接通和分斷能力遠大于使用接觸器和繼電器等其他元器件 CB級ATSE ：既完成雙電源自動轉換的功能，又具有短路電流保護（能接通并分斷）的功能。 2.3工作原理及結構 三、CB級和PC級的區別 3.1兩者機構設計理念不同 CB級是由斷路器組成，而斷路器是以分斷電弧為己任，要求它的機構應快速脫扣。因而斷路器的機構存在滑扣、再扣問題的不可靠因素；而PC級產品不存在這方面問題，PC級產品的可靠性遠高于CB級產品。3.2斷路器不承載短路耐受電流，觸頭壓力小 供電電路發生短路時，動觸頭被斥開產生限流作用，從而分斷短路電流；而PC級ATSE應承受20Ie及以上過載電流。觸頭壓力大不易被斥開，因而觸頭不易被熔焊。這一特性對消防供電系統尤為重要。 3.3 兩路電源在轉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、爬電距離一般是斷路器的電氣間隙、爬電距離的180％、150％?標準要求 ，安全性更好。 3.4 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，這有利于分斷電弧，但該類觸頭材料易氧化，備用觸頭長期暴露在外，在其表面易形成阻礙導電、難去除的氧化物。備用觸頭一旦投入使用，觸頭溫升增高易造成開關燒毀甚至爆炸；而PC級ATSE充分考慮了觸頭材料氧化帶來的后果。 3.5PC與BC的轉換速度不同 CB級的是由兩個斷路器、電動機、機械連鎖組成，切換時間1000毫秒-2500毫秒，安全沒有保障，但價格低廉。 PC級采用一體式轉換結構，勵磁驅動，簡單可靠，動作時間快，一般100-200MS。觸頭為銀合金，觸頭分離速度大，有專門設計的滅弧室。體積小，CB級的1/2.具有耐短時電流。 根據實際工程需要選擇合理的ATSE動作時間，且ATSE應能躲過電源電壓閃變、瞬變等干擾。 3.6總結： CB級選用的是斷路器；PC級是隔離開關。 普通負荷選用CB級；消防負荷應選用PC級。 PC級無短路保護功能；CB級有短路保護功能 四、ATSE產品的應用 4.1CB 級 ATSE 在放射式供電方案中的應用 當主 電源發生故障時，自動切換到備用電源，繼續供電，滿 足重要負載的供電需要，雖然 CB 級 ATSE 可以滿足主電源和備用電源的 切換，但《民規建筑電氣設計規范》(JGJ16—2008) 中規定：“當采用 CB 級 ATSE 為消防負荷供電時，應 采用僅具有短路保護的斷路器組成的 ATSE，其保護 選擇性應與上下級保護電器相配合”，故在消防設備 中使用 CB 級 ATSE 時，應標明 CB 級 ATSE 在設備 過載時只報警不動作． 4.2CB 級ATSE 在樹干式供電方案中的應用 當某一回路發生短路故障時， 由于斷路器的選擇性配合，會導致該支線斷路器和 ATSE 的主電源斷路器同時動作，干線上主斷路器不會動作，干線正常供電．由于 ATSE 檢測的是 ATSE 進 線處電源的情況，所以 ATSE 不會切換到備用電源， 從而故障范圍僅保持在該配電箱，只會影響到該配電 箱內其他支路的供電，而不會將故障范圍擴大到整個 供電回路中． 4.3PC 級自動轉換開關電器的應用 PC 級 ATSE 在放射式供電方案中的應用． 當任一支路發生短路故障時，該支路和上級正常 供電主斷路器同時動作，ATSE 檢測到正常電源失電， 自動切換到備用電源上繼續供電，這時故障回路已經 切除，不會影響其他支路的供電，不會將故障范圍擴 大．在這種供電方案中，不需要在 PC 級 ATSE 前加保 護電器． 4.4PC 級 ATSE 在樹干式供電方案中的應用 PC 級 ATSE 前端加保護電器的樹干式供電系 統．在這種供電方案中，當樹干中某一個配電箱內發生短路故障時，本配電箱內雙電源互投開關前的斷路 器會首先斷開，啟用備用電源，將故障范圍控制在本 配電箱內，而不會將故障范圍擴大；若將雙電源互投 前的斷路器去掉之后，則當某一配電箱 內發生短路故障時，將會使該干線上的總開關發生動 作，從而將故障范圍擴大到整個干線上．由于這些負 荷都是重要負荷，雙電源沒有保證供電，失去了使用 意義． 在 PC 級 ATSE 前加保護電器可以是熔斷器或斷 路器，其具體選擇是保護電器的保護電流應低于 PC 級 ATSE 的額定短路限制電流。 |