雷存林

武漢和創(chuàng)建筑工程設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司，湖北 武漢 430071

1 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）的概念及分類

自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（Automatic Transfer Switching Equipment）作為一種常用的電器開關(guān)設(shè)備，它的作用主要體現(xiàn)在通過兩路可用的供電電源間，選擇一路安全、可靠的電源向負(fù)載供電，能夠保證負(fù)載用電的連續(xù)性。以GB/T14048.11-2002《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的定義為：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）是由必需的電器和一個(gè)（或幾個(gè)）轉(zhuǎn)換開關(guān)電器組成，并將單個(gè)或若干個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源用于監(jiān)測(cè)電源電路的電器。自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）一般包括通過進(jìn)線端相連的控制器和開關(guān)本體。在電源的工作狀況中，一旦控制器監(jiān)測(cè)到電源發(fā)生故障時(shí)，控制器立即發(fā)出動(dòng)作命令。開關(guān)本體的功能則是帶著負(fù)載完成從一個(gè)電源至另一個(gè)電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。開關(guān)本體又分為CB級(jí)和PC級(jí)，CB級(jí)開關(guān)本體主要由兩個(gè)相同的斷路器和機(jī)械連鎖操作機(jī)構(gòu)組成；PC級(jí)開關(guān)本體有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是由兩個(gè)相同的隔離開關(guān)或負(fù)荷開關(guān)和機(jī)械連鎖操作機(jī)構(gòu)組成，另一種是整體式專用PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，整個(gè)開關(guān)（包括觸頭材料、壓力、分離速度、滅弧機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等）都是獨(dú)立重新設(shè)計(jì)的。

2 CB級(jí)與PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的區(qū)別

CB級(jí)能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏?，PC級(jí)能夠接通和承載，但不用于分?jǐn)喽搪冯娏?。除以上區(qū)別外，還包括以下幾個(gè)方面的不同：

1）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理念不同：由斷路器組成CB級(jí)，斷路器要求機(jī)構(gòu)應(yīng)快速脫扣，以便能很好地完成分?jǐn)嚯娀〉娜蝿?wù)，而PC級(jí)產(chǎn)品的可靠性遠(yuǎn)高于CB級(jí)產(chǎn)品，也就根本不會(huì)存在滑扣、再扣問題；

2）觸頭耐受電流不同：CB級(jí)主要承擔(dān)分?jǐn)喽搪冯娏鞯呢?zé)任，當(dāng)供電線路發(fā)生短路時(shí)，斷路器的觸頭壓力較小，一般不能承受短時(shí)耐受電流，易被斥開并產(chǎn)生限流作用。相比之下， PC級(jí)觸頭壓力較大，不易被斥開和熔焊，因此能承受20Ie甚至以上過載電流，PC級(jí)觸頭耐受電流的這個(gè)特性在消防供電系統(tǒng)中的應(yīng)用非常重要；

3）安全性不同：為了使分?jǐn)嚯娀〉男Ч?，CB級(jí)一般選擇銀鎢、銀碳化鎢材料等觸頭材料。由于備用觸頭經(jīng)常暴露于空氣中，經(jīng)空氣的氧化，其表面易形成一種物質(zhì)，此種物質(zhì)阻礙導(dǎo)電且不易消除。PC級(jí)則采取措施避免了此種備用觸頭投入使用時(shí)，觸頭溫升增高易造成開關(guān)燒毀甚至爆炸的安全隱患，顯然CB級(jí)安全系數(shù)低于PC級(jí)。此外PC級(jí)充分考慮了兩路電源在轉(zhuǎn)換過程中存在電源疊加問題，PC級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)要求電氣間隙、爬電距離是CB級(jí)的180%和150%，因此PC級(jí)安全性更好。

3 如何合理選擇與使用自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）

1）從負(fù)荷的重要性方面來(lái)分析：由于消防負(fù)荷不允許過負(fù)荷保護(hù)，所以消防負(fù)荷、一級(jí)負(fù)荷或特級(jí)負(fù)荷供電時(shí)，不允許采用具有過載保護(hù)功能的CB級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，應(yīng)選用 PC 級(jí) ATSE 為自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。普通二級(jí)負(fù)荷供電時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)選用 CB 級(jí)ATSE，如果條件允許時(shí)，建議優(yōu)先選用 PC級(jí) ATSE；

2）從供電方式方面來(lái)分析：容量較大負(fù)荷時(shí)采用放射式供電方案，無(wú)論哪條支路發(fā)生短路故障，該支路和上級(jí)正常供電主斷路器同時(shí)動(dòng)作，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）檢測(cè)到正常電源失電，自動(dòng)切換到備用電源上繼續(xù)供電，這時(shí)故障回路已經(jīng)切除，不會(huì)影響其他支路的供電，也不會(huì)存在將故障范圍擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)。因此在這種供電方案中ATSE 前不需加保護(hù)電器；而使用樹干式供電方式，若將雙電源互投前的斷路器去掉，則當(dāng)樹干中某一配電箱內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)，將會(huì)使該干線上的總開關(guān)發(fā)生動(dòng)作，從而將故障范圍擴(kuò)大到整個(gè)干線上。由于這些負(fù)荷都是重要負(fù)荷，因此PC 級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）前需增加熔斷器或斷路器；

3）從時(shí)間的投入情況來(lái)分析：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）CB級(jí)的總動(dòng)作時(shí)間一般在2000ms～3000ms ，PC級(jí)（二位式）一般在50ms～250ms，三位式一般在350ms～600ms。應(yīng)急照明的斷電時(shí)間必須小于1.5s，醫(yī)療、商業(yè)及金融交易的斷電時(shí)間必須小于1.5s，CB級(jí)的轉(zhuǎn)換時(shí)間不可能小于1.5s，因此應(yīng)采用PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。

總之，選擇 CB 級(jí)或 PC 級(jí) ATSE 時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的重要性、供電方式及投入時(shí)間等綜合因素進(jìn)行考慮。自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）一般采用電阻吸收、減負(fù)荷或延時(shí)轉(zhuǎn)換這3種解決方法來(lái)避免切換過程引起的沖擊電流。是因?yàn)殡娫聪辔徊罹噍^大時(shí)，大電動(dòng)機(jī)類負(fù)載在運(yùn)行切換中受到巨大的機(jī)械應(yīng)力沖擊，同時(shí)產(chǎn)生的反電勢(shì)引起的過電流還會(huì)造成熔斷器熔斷或斷路器脫扣。

4 結(jié)論

自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。又因?yàn)樵谥匾獔?chǎng)所常常用到這種產(chǎn)品，它的可靠性就顯得至關(guān)重要。轉(zhuǎn)換一旦失敗造成的電源間短路或重要負(fù)荷斷電，小則會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的損失，嚴(yán)重則可能使生命處于危險(xiǎn)之中，造成社會(huì)為題。因此選用自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)從重要負(fù)載停電可能發(fā)生的損失方面考慮。

[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.JGJ16-2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T14048.11-2002 開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第6部分：多功能電器第1篇：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[3]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50052-2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.