PC级ATS与CB级的区别及特点
摘要:本文通过对断路器、刀开关（电动式）和自动转换升关 三种产品在结构、性能及标准等方面进行分析与对比，指出 用在双路电源切换的理想产品为PC级ATS.关键词:转换升关现状选择应用一、国内外ATS产品现状双电源自动转换升关（ATS）主要用在紧急供电系统，是将负 载电路从一个（常用）电源自动换接至另一个（备用）电源的 升关，以确保重要负荷连续、可靠运行.因此,ATS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 造成以下两种危害之一：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，工业发达国家都把双电源自动转换 升关以及配套的转换升关电器的生产、使用列为重点加以限 制与规范.我国双电源自动转换升关的研制和生产在90年代初还处于 空白状态,也无国家标准.国内所需的双电源转换装置往往 由设计、成套部门用接触器、断路器等产品组合而成来替代. 这种方案性产品往往因没有经过测试检验，其可靠性、安全 性存在较大隐患（尤其是用两台接触器作为两路电源转换， 电气连锁极不可靠，锁极一旦失败，将造成两台电源变压器 并联，电源并联的后果严重的可催毁整个供电系统.之后由 天津低压电器公司开发了由断路器+机械连锁+控制器构成 自动转换升关电器.它的进步是由产品替代方案，并按一定 技术规范进行产品试验验证，产品的可靠性、安全性大大提 高.90年代中期，针对国内市场急需高性能、高可靠自动转换 升关电器产品的现状，日本、法国、德国、美国等自动转换 升关先后打入中国市场，在一定程度上缓解了我国市场需 求.近几年,我国的双电源自动转换升关生产企业(尤其是生产 CB级ATS企业)迅速增加，其产品性能及产品质量不一，给设 计、使用部门选用造成一定困难，也由于对ATS使用和选用 不当，给国家财产造成很大损失为了规范双电源自动转换 升关(ATS)及配套电器产品的生产与选用，国家质检总局于 2002年12月颁布了 GB/T14048.11-2002自动转换升关电 器(等同IEC60947.6.1-1998)国家标准，2003年4月1日 实施.该标准将是今后ATS生产制造企业、设计使用单位、 商业活动共同遵循的一部技术性法规文件，也将是3C认证依 据的技术法规.双电源自动转换升关(ATS)分PC有与CB级两种.代表PC级 的具有世界先进水平的产品有美国的ASCO及日本共立.代表CB级的有法国的施耐德等.目前，国内生产CB级ATS产品的企业约几十家，如天津低压 电器公司、天津万高、等公司.生产PC级ATS产品的企业有 无锡韩光、北京第一低压电器、上海超韩等.生产电动式刀 升关（用于双电源切换）产品的企业也有5-6家，如法国朔高 美等.自动转换升关电器（ATSE） 一般由两部分组成:自动转换开 关本体:控制器.1.1自动转换升关本体又分两类：第一类为CB级.它是由两台断路器加机械连锁组成,具有短 路保护功能；第二类为PC级，一体式结构（三点式）.它是双电源切换的专 用升关，具有结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快（0.2s 内）、安全、可靠等优点,但需要配备短路保护电器.1.2控制器控制器也有两种形式：一种由传统的电磁式继电器构成；另 一种是数字电子型智能化产品它具有性能好，参数可调及 精度高，可靠性高，使用方便等优点.国内外常见的几种ATS产品及电动式刀开关产品的对比见表 1.常见ATS产品与电动式刀开关产品的对比表1生产厂家电器级别连锁操作方式触头系统转换时间 控制器控制发电机组加载负荷符合IEC60947-6-1标准 美国ASCO PC级 无需 单线圈 单刀双投式170ms智能型 有无符合日本共立PC级机械连锁单线圈单刀双掷式3080ms智 能型有无符合韩国DACO PC级 机械连锁 单线圈 单刀双掷式120ms智能 型 有 无 符合香港斯沃PC级机械连锁单线圈单刀双掷式150ms智能 型 有 无 符合法国施耐德电动升关机械连锁两台电操断路器1.5s 智能型 有 有 仅符合GB14048.2天津低压CB级机械连锁单台电操断路器2.5s外接有 有 符合法国朔高美刀开关机械连锁直流电机双刀双掷式 1s仅符合 GB14048.3二、产品结构分析对比及ATS的选择目前，国内市场上用于两路电源切换的大致有三种开关： CB级ATS ;PC级ATS :刀开关（电动）.下面从产品结构、性能及所遵循的标准三个方面,分别将CB 级与PC级ATS;PC级ATS与刀开关（电动）进行对比和分析. 从中不难发现,PC级ATS是理想的双电源切换升关.2.1 CB级与PC级ATS两者有以下区别2.1.1两者机械设计理念不同CB级是由断路器组成，而断路器是以分断电弧为已任，要求 它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级产品不存在该方面问题.PC级产品的可靠性远高 于CB级产品.2.1.2断路器不承载短路耐受电流，触头压力小供电电路发生短路时，当触头被斥开产生限流作用，从而分 断短路电流;而PC级ATS应承受20Ie及以上过载电流.触头 压力大不易被斥开，因而触头不易被熔焊这一特性对消防 供电系统尤为重要.2.1.3双电源在转换过程中存在电源叠加问题PC级ATS充分考虑了这一因素.PC级ATS的电气间隙、爬电 距离的180%、150%（标准要求）.因而PC级ATS安全性更好. 2.1.4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 现易形成阻碍导电、难驱除的氧化物，当备用触头一但投入 使用,触头温升增高易造成升关烧毁甚至爆炸;而PC级ATS 充分考虑了触头材料氧化带来的后果，尤其是日本共立的 ATS其接点有硅合金制成,高度抗燃烧，而且当升关运行时, 每一次接触自滑触点可以清理灰尘和氧化，这大大提高了 ATS的使用寿命，降低了风险.2.2PC级ATS与刀开关（电动）区别2.2.1两者遵循的标准不同PC级ATS符合GB/T14048.11自动转换升关电器.刀开关 （电动）符合GB14048.3开关、隔离器、隔离开关以及熔断 器组合电器2.2.2灭弧系统不同PC级ATS充分考虑了在电源转换过程中可能出现的二次电弧 击穿问题，所以对触头升距有一定要求，而且要求电弧的游 离气体应迅速排放.否则，易造成电源相间短路.2.2.3两者电气性能要求不同PC级ATS是在6In电流，1.05Ue电压下，接通/分断循环次数 为12次;而刀开关是在3Ie/1Ue下,接通/分断5次.两者的 电气寿命、机械寿命也不同.PC级ATS的电气寿命是在 2In/1.05Ue条件下至少操作循环1000次，机械寿命5000次; 而刀开关的电气寿命仅在1In/1Ue条件下操作200次，机械 寿命800次.两者电气可靠性不同.2.2.4切换速度不同PC级ATS切换速度一般小于0.3s;而刀开关用于双电源转换 时切换速度不少于1s.2.2.5试验方法不同在进行接通与分断试验时，PC级ATS是在不同的电源相序下 进行（灭弧能力考核较严）；而刀开关对相序无要求.通过上述对比可知PC级ATS是理想的双电源转换升关.三、ATS产品的应用随着经济发展，现代生活和现代工业对断电的容忍能力越来 越差.国外工业发达国家(尤其是美国和日本)把ATS及配套 产品视为电源的一部分，对ATS产品选择与使用都很慎重.在 双电源紧急供电系统首选PC级产品，且升关在转换过程中不 允许中间停留(即不带零位).其目的是增加电源的可靠 性.由于备用电源种类不同,ATS选择也应有所不同.目前，国内备用电源有三种形式：(1)电网；(2)发电机 组；(3)EPS(蓄电池组逆变).当备用电源为(2)或(3)时,其容 量一般仅是常用电源容量的20%30%.ATS 一般是不允许带大电动机或高感抗负载转换.如大电动 机负载在运行中切换,电源相位差距较大时它将受到巨大的 机械应力.同时由电动机产生的反电势引起的过电流可能造 成熔断器熔断或断路器脱扣.解决方法常采用电阻吸收或减 负荷方式.在ATS的应用电路中一般采用熔断器隔离器,它们在电路中 起两个作用，一是短路保护；二是维修隔离.四、公司PC级ATS产品简介为了向广大用户提供理想的ATS产品,上海超玛进出口有限 公司与日韩两国此类产品的生产厂商长期合作，目前是日本 共立和韩国DACO ATS的国内总代理.该产品完全符合国家标 准及相应的国际标准的PC级ATS.日本共立SSK-MZ系列产品 有 30A、 60A、 100A、 150A、 300A、 400A、 500A、 600A、 800A、 1000A、1200A、1400A、1800A、2000A、3000A;韩国 DACO ATS M 型产品有：400A、600A、800A、1000A、1200A、1400A、2000A、 2500A、3200A、4000A;DACO ATS T 型产品有：100A、200A、 400A.SSK-MZ型产品特点1）足够的接触开放时间，以避免在转换过程中可能出现的电 弧放电.2）板簧保证接触压力不变，因此在电压变换的情况下接触导 电率不变.3）因为机械闭锁装置的存在，在转换之后，无需操作电流.4）接点有硅合金制成，高度抗燃烧.5）当升关运行时，每一次接触自滑触点可以清理灰尘和氧化.6）共立SSK系列双电源转换升关的时间转换等级:MZ为 30ms80ms、ES为38ms;可满足要求比较高的计算机控制系 统、通信系统以及医疗设备等两路电源的切换.
