合理选择与使用自动转换开关电器.docx

合理选择与使用自动转换开关电器1．概述　　 自动转换开关电器简称为ATSE，是Automatic?transfer?switching?equipment的缩写。ATSE主要用在紧急供电系统，将负载电路从一个电源自动换接至另一个（备用）电源的开关电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。因此，ATSE常常应用在重要用电场所，其产品可靠性尤为重要。转换一旦失败将会造成以下二种危害之一，其电源间的短路或重要负荷断电（甚至短暂停电），其后果都是严重的，这不仅仅会带来经济损失（使生产停顿、金融瘫痪），也可能造成社会问题（使生命及安全处于危险之中）。因此，工业发达国家都把自动转换开关电器的生产、使用列为重点产品加以限制与规范。ATSE一般由两部分组成：开关本体+控制器。而开关本体又有PC级（整体式）与CB级（断路器）之分。PC级：能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE。CB级：配备过电流脱扣器的ATSE，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。　　 控制器主要用来检测被监测电源（两路）工作状况，当被监测的电源发生故障（如任意一相断相、欠压、失压或频率出现偏差）时，控制器发出动作指令，开关本体则带着负载从一个电源自动转换至另一个电源，图1是典型ATSE应用电路。控制器与开关本体进线端相连。 国内市场用于两路电源转换电器的产品目前有四类。第一类.是由接触器组成的ATSE；第二类.是由断路器组成的ATSE;?第三类.用电动负荷开关(符合GB14048.3标准)完成两路电源转换的产品;?第四类为PC级（一体式）ATSE。　　 由接触器组成的ATSE产品，它的优点是价格低；缺点是线圈长期通电耗能易烧毁，产品的接通分断能力低，触头易抖动、熔焊，其产品可靠性很低，尤其是在带负荷转换时易出现爆炸性事故，这类产品在国外已被淘汰并禁止使用。为克服上述产品缺点，生产断路器企业推出了CB级ATSE，CB级ATSE是由断路器加机械连锁组成，CB级的ATSE为机械保持，触头的接通与分断能力有所提高，但又不是理想的ATSE产品（见本文第三段）。因此，市场出现了第三类产品-电动负荷开关，这类产品是由两台负荷开关组合加上电操装置组成，产品操作的可靠性又有较大提高，但触头灭弧系统是以分断一次电弧要求设计的，用在双电源电路切换，也存在不合理因素（见本文第三段）。为此，市场呼唤着理想的ATSE产品。PC级（一体式）ATSE产品综合了上述产品优点，克服了其缺点，是目前国内外市场较理想的双电源转换产品。2．国外ATSE产品简介2.1?PC级（一体式）ATSE　　 以美国为代表的ATSE技术代表着当今世界PC级ATSE先进水平。因为，ATSE产品率先是在军工领域得到使用，如雷达、通讯、航天等领域，而美国在上述领域处于世界领先地位，因此，美国对ATSE产品有较高要求，他们将ATSE产品视为电源一部分，为了提高其产品可靠性，不惜采用黄金作为触头材料。因此，在产品开发、研制方面投入较大。目前美国生产ATSE产品规模较大的企业有三至四家，如ONAN、ASCO、GE-ZENITH，主要生产PC级（一体式）ATSE产品，除基本型外，还有瞬间并联型、旁路-隔离型、延时转换型等。?图2，图3分别为ONAN，ASCO产品机构及触头系统示意图。 2.2?电子式ATSE　　 为满足不停电电源要求，国外一些大公司推出以可控硅为主的电子式ATSE，额定工作电流100A～1200A，检测、转换时间≤5ms。它主要应用在电子商务网站、计算机数据中心、半导体芯片制造业及紧急救援中心等要害部门。3．同类产品结构分析与对比3.1?CB级与PC级ATSE两者有以下几点区别3.1.1?两者机构设计理念不同CB级是由断路器组成，而断路器是以分断电弧为己任，要求机构快速脱扣。因而可能存在滑扣、再扣不可靠因素；而PC级机构不存在该方面问题。PC级产品的可靠性远高于CB级产品。3.1.2?断路器（MCCB）一般不承受短时耐受电流，触头压力较小。当供电电路发生短路时，断路器的动触头被斥开并产生限流作用，从而分断短路电流；而PC级ATSE应承受20Ie及以上过载电流，触头压力要求较大，因而ATSE触头不易被斥开，也不易被熔焊。这一特性对消防供电系统尤为重要。3.1.3?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、爬电距离一般是断路器的电气间隙、爬电距离的180%、150%（标准要求）。因而PC级ATSE安全性更好。3.1.4?触头材料的选择角度不同。　　 断路器常常选择银钨、银碳化钨材料配对，这有利于分断电弧，但该类触头材料易氧化，备用触头长期暴露在外，在其表面易形成阻碍导电、难驱除的氧化物，当备用触头一但投入使用，触头温升增高易造