|
PC级双电源自动转换开关（ATSE）在工程中的应用
王志平
中国石油集团工程设计有限责任公司 北京市 100083
摘要：我国国家标准以及IEC标准将ATSE分为PC级和CB级，由于CB级ATSE体积大、动作速度慢、机械连锁可靠性较差等缺点，其应用领域逐步缩小，而PC级ATSE由于其结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快（0.2S内）、安全可靠等优点，逐渐成为ATSE的主流。本文从ATSE的发展过程、发展趋势及应用入手，对ATSE进行了必要的阐述。
关键词：TSE
双电源自动转换开关
CB级
PC级
发展过程及趋势
连锁选择应用
一、双电源自动转换开关（ATSE）的发展过程
ATSE即双电源自动转换开关电器,由一个(或几个)转换开关电器和其它必需的电器(转换控制器)组成,用于监测电源电路、将一个或几个负载电路从一个电源转换至另一个电源的开关电器。ATSE作为消防负荷或其它重要负荷的末端互投装置，让负载在正常电源、应急电源间进行选择，并自动转换连接供电电源，在工程中得到了广泛应用。正确合理的选择ATSE可确保重要负荷的可靠供电，ATSE在重要负荷的配电系统中是一个关键开关电器。
ATSE在我国经历了四个发展阶段，即接触器式、断路器式、负荷开关式和双投式。接触器式转换开关为第一代，是我国最早生产的双电源转换开关，它是由两台交流接触器及其机械和电气连锁装置组成，这种装置因机械连锁不可靠、耗电量大等缺点，在工程中越来越少采用。断路器式转换开关为第二代，也就是我国国家标准和IEC标准中所谓的CB级ATSE，它是由两台断路器及其机械和电气连锁装置组成，具有短路和过电流保护功能，但是机械连锁不可靠。负荷开关式转换开关为第三代，它是由两台负荷开关和一套内置的连锁机构组合而成，机械连锁可靠，转换由电磁线圈产生吸引力来驱动开关，速度快。双投式转换开关为第四代，它是由电磁力驱动、内置的机械连接保持状态，单刀双投一体化的转换开关，具有结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快、安全可靠等优点，是PC级ATSE。
二、双电源自动转换开关（ATSE）的发展趋势
ATSE一般有两部分组成：（1）开关电器本体；（2）控制器。
ATSE的发展趋势主要包括两个方面：其一是开关主体，具备很高的抗冲击电流能力，并且可频繁转换；具有可靠的机械连锁，确保在任何状态下两路电源不能并列运行；不允许带熔丝或脱扣装置，以防双电源转换开关因过载而造成输出端断电现象；四极开关具备N极先合后分的功能，以防ATSE在切换时，不同系统中的N线上电位漂移，使电流走向不一致或分流，造成剩余电流保护装置误动作。其二是控制器，采用微处理器和集成芯片智能化产品，检测模块具有较高的检测精度，逻辑判断模块有较宽的参数设定范围（电压、频率、延迟时间、延迟时间的屏蔽）以及必要的状态显示设备，来满足不同负载的要求；具备良好的电磁兼容性，能承受主回路的电压波动、浪涌电压、谐波干扰、电磁干扰等影响；转换时间快，且延时可调；可为用户提供各种信号及消防联动接口、通信接口。
从ATSE的发展过程及发展趋势看出，PC级ATSE在工程中的实际应用将成为ATSE的主流。
三、CB级与PC级ATSE的区别
（1）两者机械设计理念不同：设备转换开关是为双电源转换，而并不是用作线路分段和线路保护，ATSE不应带短路和过电流保护功能。CB级ATSE由两断路器组成，而断路器是以分断电弧为己任，要求他的机械应快速脱扣，因而断路器的机构存在滑扣、再扣问题；而PC级ATSE不存在该方面问题，PC级产品的可靠性远高于CB级产品。
（2）分断短路电流能力不同：CB级ATSE断路器不承载短路耐受电流，触头压力小，一旦发生短路或过电流的情况，当触头被斥开产生限流作用，脱扣器脱扣，从而分断短路电流，造成电源侧虽然有电，而负载断电的情况，不能满足一、二级负荷对供电的要求；而PC级ATSE能承受20Ie及以上的过载电流，触头压力大不易被斥开，因而触头不易被熔焊，能确保重要负荷的可靠供电。
（3）安全性不同：两路电源在转换过程中存在电源叠加问题，PC级ATSE充分考虑了这一因素，PC级ATSE的电气间隙、爬电距离是标准要求的180%、150%，因而PC级ATSE的安全性更好。
（4）触头材料的选择角度不同：断路器触头一般选择银钨、银碳化钨等材料，但该类材料易氧化，备用触头长期暴露在外，其表面易形成阻碍导电、难驱除的氧化物，当备用触头一旦投入使用，触头温升增高造成开关烧毁甚至爆炸；而PC级ATSE充分考虑了触头材料氧化带来的后果。
通过以上对比和分析，从中不难发现，PC级ATSE是理想的双电源自动转换开关电器。
参考文献：
1． 国家标准《低压开关设备和控制设备》第6部分：多功能电器 第1篇：自动转换开关电器
2． 北京市建筑设计研究院 洪元颐 李宏毅编著《建筑工程电器设计》下册：应急电源系统
|
