自动转换开关电器的发展与应用.pdf

第四届中国智能电工技术论坛报告文集自动转换开关电器的发展与应用( 杭州之江开关股份有限公司胡雪松王加法)1 ．自动转换开关电器( A T S E ) 的发展过程A T S E 即自动转换开关电器，由一个( 或几个) 转换开关电器和其他必需的电器( 转换控制器) 组成，用于监测电源电路、并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以确保重要负荷连续、可靠运行因此，A T S E 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，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A T S E 目前在我国经历了四个发展阶段，即两接触器型、C B 级的两断路器型、用电动负荷开关( 符合G B l 4 0 4 8 3 标准) 完成两路电源转换的产品和P C 级( 一体式) A T S E 两接触器型转换开关为第一代，是我国最早生产的双电源转换开关，它是由两台接触器搭接而成的简易电源，这种装置因机械联锁不可靠、耗电大等缺点，因而在工程中越来越少采用。

两断路器式转换开关为第二代，也就是我国国家标准和I E C 标准中所提到的C B 级A T S E ，它是由两断路器改造而成，另配机械联锁装置，可具有短路或过电流保护功能用电动负荷开关完成两路电源转换的产品为第三代，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第四代是P c 级A T S E ，其主体为机电一体式开关电器，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以美国为代表的A T S E 技术代表着当今世界P c 级A T S E 先进水平因为，A T S E 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A T S E 产品有较高要求，他们将A T S E 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A T S E 产品规模较大的企业有三至四家，如O N A N 、A S C O 、G E —Z E N I T H ，主要生产P C 级( 一体式) A T S E 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。

一1 0 0 -第四届中国智能电工技术论坛报告文集2 ．自动转换开关电器( A T S E ) 的应用现状和发展趋向国际上自动转换开关电器的应用现状是：北美和日本等国家以P C 级自动转换开关为主，而西欧等国家以C B 级自动转换开关为主C B 级自动转换开关具有开发投入少，整体结构简单，造价低，应用时不用另加保护电器的优点，但C B 级自动转换开关也存在一些缺陷C B 级自动转换开关具有“过载保护”功能，这个功能不是A T S E 所必需的，当“过载保护”功能起作用时，负载将断电，A T S E 功能失效另外，C B 级自动转换开关总动作时间长，不适用于断电时间要求较高的场合P C 级自动转换开关总动作时间短，可靠性高，适用于重要场合但开发投入大，整体造价高，应用时还需另加保护电器P c 级和c B 级A T S E 各有优点和缺点，无法简单的衡量P C 级和C B 级到底哪一个更好设计和使用者自己可根据本地区的使用习惯和系统要求来选择A T S E 的级别，同时要结合其他电气元件来组建应急供电系统值得一提的是，《固定式消防泵驱动器一控制器》( I E C 标准修正草案) 中指出，A T S E不应带短路和过电流保护功能。

而C B 级A T S E 不能够满足这一点，一旦出现短路和过电流的情况，脱扣器脱扣，造成电源侧虽然有电，而负载没电的情况，不能满足一、二级负荷对供电的要求I E C 标准修订的趋向也证明了P C 级A T S E 在工程中的推广是必然的A T S E 的发展趋向主要包括两个方面，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；具有可靠的机械联锁，确保任何状态下两路电源不能并列运行：应用的额定电流等级也有越来越大的趋势，其c B 级的自动转换开关电器有采用框架式万能断路器作为执行开关，比如，杭州之江开关股份有限公司生产的c B 级H S Q t 系列自动转换开关，其8 0 0 A 以上自动转换开关电器采用H S W l 系列框架式万能断路器作为执行开关，最大额定电流可达6 3 0 0 A 其二是控制器，采用微处理器智能化产品，检测模块具有较高的检测精度和宽的参数设定范围，包括电压、频率、延时时间等；具备良好的电磁兼容性，能承受住主回路的电压波动，浪涌保护，谐波干扰，电磁干扰等；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，通信接口第四届中国智能电工技术论坛报告文集3 ．自动转换开关电器( A T S E ) 的选用3 ．1 使用类别选择目前，我国市场上A T S E 有两种使用类别。

一是适用于A C 一3 3 B ：另一种适用于A C 一3 1 B ；开关电器使用类别决定其开关电器的用途A C - 3 3 B ／A ：适用电动机混合负载既包含电动机、电阻负载和3 0 ％以下白炽灯负载，接通与分断电流为6 I e ，C O S 由= O5 ：A C - 3 1 B ／A ：适用无感或微感负载，接通与分断电流为1 ．5 I e ，C O S 由= 08 ：由于A T S E 较难通过A C 一3 3 B试验因此，一些制造厂降低开关使用要求，才选择A C - 3 1 B 使用类别显而易见选择使用A C 一3 3 B 的A T S E 比选择使用A C 一3 1 B 的A T S E 更安全、可靠杭州之江开关股份有限公司生产的C B 级H S Q l 系列自动转换开关，P c 级H S Q 6 系列自动转换开关，其使用类别均为A C - 3 3 B ，应用安全、可靠3 ．2 短路保护电器选择P C 级A T S E 不具有短路保护功能，因此，需配短路保护电器短路保护电器～般有两种，熔断器或断路器由于熔断器限流性能好，限制短路电流能力强，它常被使用在系统出现预期短路电流大的地点；而断路器限流性能差，额定限制短路电流能力低。

不同企业的A T S E 产品，所规定的额定限制短路电流不同t 在选择短路保护电器额定电流值时，一般的原则是短路保护电器( 熔断器或断路器)与被保护电器( A T S E ) 额定电流值一致( 即1 ：1 ) 3 ．3A T S E 动作时间选择衡量一台A T S E 转换速度有5 种动作时间( 见G B ／T 1 4 0 4 8 ．1 1 ) A T S E 应向用户至少提供一种动作时间，便于用户依据使用要求进行选择a 触头转换时间测定从第一组主触头断开常用电源起至第二组主触头闭合备用电源为止的时间b 转换动作时间测定从主电源被监测到偏差的瞬间起至主触头闭合备用电源为止的时间( 含机构动作时间) ，不包括特意引入( 控制器) 的延时c 总动作时间转换动作时间与特意引入( 控制器) 的延时之和一1 0 2 -第四届中国智能电工技术论坛报告文集d 返回转换时间从常用电源完全恢复正常的瞬间起至一组主触头闭合常用电源的瞬间为止的时间加上特意引入的延时e 断电时间测定从各相电弧最终熄灭的瞬间起至主触头闭合另一个电源为止的转换过程时间，包括特意引入的延时一般用户应注重“总动作时间”或者“转换动作时间”，以满足不同配电系统使用要求。

．P C 级A T S E 总动作时间一般在5 0 ～2 5 0 m s ；C B 级A T S E 总动作时间一般在2 0 0 03 0 0 0 m s -3 ．4 延时设定及极数的选择在常用电源转换至备用电源时，为防止常用电源在市电瞬态波动或失压而误动作，A T S E 应具有延时检测功能，民用建筑电气设计规范要求不大于3 0 秒，很多产品均设有转换延时，应根据具体应用来设定当备用电源转换至常用电源时，普遍厂家均有i “ ' 3 0 0秒的延时，以确认常用电源恢复正常而且稳定供电，笔者认为2 分钟比较合适在延时时间内，A T S E 一直在向负载供电，不会影响电器设备使用在选择A T S E 时，宜选用四极开关，N 线应当完全隔离，目的是防止A T S E 切换时，不同系统中N 线上电位漂移，使电流走向偏差，剩余电流保护装置误动作3 ．5 控制器的选择对于A T S E 的控制器，各厂家有不同的分类方法，但基本上按功能要求及用户的使用场合，可将控制器分为三种类型：a 简单型该类控制器功能少，一般只检测电源的失压，有的只检测三相中的一相，有些厂家将该类控制器装于转换开关本体上，使之成为一体化，该类控制器一般适用于末端控制，使用要求不高的场合。

b 标准型该类控制器功能适中，应用最多，一般具有欠压检测，过压检测，过欠压值可设定，转换延时、返回延时可调，适用于电网一电网的自动转换，也适用于电网一发电机的自动一1 0 3 -第四届中国智能电工技术论坛报告文集转换，对于电网一发电机的自动转换，还能输出启动和停止发电机信号c 高档型该类控制器功能多，智能化程度高，在标准型基础上增加电压和频率的检测与显示，可为用户提供各种信号及消防联动接口等，该类控制器一般适用于电网一发电机的自动转换，使用要求较高的场合4 ．结束语自动转换开关电器( A T S E ) 是一种保证供电连续性，提高供电可靠性的新产品，对其本身的可靠性有着更高要求，目前国内产品还存在一些问题，比如C B 级的A T S E 可靠性不高，P C 级的A T S E 容量小等随着技术的不断发展和进步，必然向大电流、更多电压等级、切换可靠性更高、功能更完善的方向发展，在工业与民用建筑中将得到更广泛的应用作者简介胡雪松，男，1 9 7 0 年1 2 月出生，毕业于西北工业大学现任杭州之江开关股份有限公司总工程师1 9 9 3 年开始从事低压电器产品研发及管理工作，先后担任技术员、项目负责人、开发室主任、副总工程师、总工程师。

获得的荣誉有中国机械工业科技进步奖、浙江省科学技术进步奖、浙江省机械工业科学技术奖以及市、区各级各类奖项若干王加法，男，( 1 9 6 9 一) ，工程师，毕业于浙江工业大学，于1 9 9 2 年3 月以来一直工作于杭州之江开关股份有限公司，从事低压电器研发工作，主要参与了H S Q l 、H S Q 2 、H S Q 6 系列自动转换开关电器的开发和改进工作，设计开发了H S W l 系列万能断路器的附件和H S D l系列电子式电动机保护器等产品．。