朱熔吾 / 徐 雄

(深圳市泰永電氣科技有限公司，廣東 深圳 518057)

淺談帶旁路功能ATSE試驗方法及應(yīng)用環(huán)境

朱熔吾 / 徐 雄

(深圳市泰永電氣科技有限公司，廣東 深圳 518057)

基于帶旁路功能ATSE在一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的研究成果，現(xiàn)有低壓行業(yè)ATSE產(chǎn)品試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14048.11-2016《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6-1部分：多功能電器 轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》對部分要求不能滿足，現(xiàn)對帶旁路功能ATSE在本標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上做一些補充研究。

低壓開關(guān)柜 ATSE 帶旁路功能

0 引言

隨著科技日新月異，在國內(nèi)企業(yè)的推動下，ATSE產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展越來越快，新產(chǎn)品種類越來越多，可以滿足不同的應(yīng)用環(huán)境。另有一些實力企業(yè)根據(jù)特殊應(yīng)用場合研發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品，以滿足特定客戶對此市場產(chǎn)品的需求。

ATSE產(chǎn)品所遵循的GB/T 14048.11標(biāo)準(zhǔn)已對基本型的型式試驗進行規(guī)范化，但對于帶旁路功能產(chǎn)品的定義、原理、功能、特性、型式試驗流程及應(yīng)用環(huán)境規(guī)范化暫無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)化委員會也尚未對其進行較深入、充分地討論及研究。因此，本文僅就帶旁路功能的ATSE產(chǎn)品的定義、原理、分類、特性及型式試驗流程做粗淺分析，以方便大家探討。

1 定義

ATSE產(chǎn)品基本型的定義：由一個或多個開關(guān)設(shè)備構(gòu)成，用于監(jiān)測電源電路，自動將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉(zhuǎn)換至另一個電源的電器。

從其定義可看出，此類型ATSE有一個顯著特點：由于常用電源及備用電源有可能不同相，在其轉(zhuǎn)換過程中必須存在一個斷電時間，造成負載端出現(xiàn)短暫時間停電。此情況在一些特殊的應(yīng)用場合是不容許的，有可能對負載設(shè)備或其他關(guān)聯(lián)設(shè)備造成損害或經(jīng)濟損失。另外，產(chǎn)品本身的故障會導(dǎo)致功能失效，也有可能造成整個負載較長時間斷電，失去其保證電源端向負載持續(xù)供電的功能。

為解決上述第二種情況的出現(xiàn)，實現(xiàn)負載端的不間斷供電及主體開關(guān)的檢修，筆者所在單位特研發(fā)出帶旁路功能的ATSE產(chǎn)品即：在開關(guān)本體實現(xiàn)其正常切換功能的同時，在常用電源或備用電源側(cè)設(shè)置并聯(lián)回路，實現(xiàn)開關(guān)本體的檢修及維護功能。

2 原理

在供電狀態(tài)下，對開關(guān)本體進行定期檢修或開關(guān)本體出現(xiàn)不能切換的情況時，把對應(yīng)回路側(cè)的旁路開關(guān)合閘，維持電源端對負載端供電。

通過抽出式機械連鎖裝置，將開關(guān)本體移動至測試位或抽離主體開關(guān)框架，進行定期檢修或維護，待開關(guān)本體完成檢修或維護后，重新安裝回主體開關(guān)框架內(nèi)，通過手動或自動操作方式將開關(guān)本體對應(yīng)原有由旁路開關(guān)供電的回路閉合，恢復(fù)開關(guān)本體供電再斷開旁路開關(guān)，在此過程中，實現(xiàn)開關(guān)本體不斷電檢修或維護，保證供電連續(xù)性。

3 分類

3.1 按其實現(xiàn)方式

按其實現(xiàn)方式可分為兩種：帶單旁路功能ATSE、帶雙旁路功能ATSE。

帶單旁路功能ATSE：在開關(guān)本體常用電源側(cè)設(shè)置并聯(lián)回路。常用電源供電時，如需進行檢修或維護，可由常用電源側(cè)旁路開關(guān)實現(xiàn)負載不間斷供電功能。

帶雙旁路功能ATSE：在開關(guān)本體常用電源側(cè)及備用電源側(cè)同時設(shè)置并聯(lián)回路。常用電源供電時，如需進行檢修或維護，可由常用電源側(cè)旁路開關(guān)實現(xiàn)負載不間斷供電功能；備用電源供電時，如需進行檢修或維護，可由備用電源側(cè)旁路開關(guān)實現(xiàn)負載不間斷供電功能。

為避免常用電源和備用電源同時閉合所造成的短路情況發(fā)生，上述兩種方式中，在開關(guān)本體與旁路開關(guān)、常用電源側(cè)旁路開關(guān)與備用電源側(cè)旁路開關(guān)之間均設(shè)置了機械連鎖及電氣連鎖裝置，保證產(chǎn)品的安全可靠。

3.2 按其切換方式

按其切換方式可分為旁路非帶載切換功能ATSE、旁路帶載切換功能ATSE，此分類僅針對帶雙旁路功能ATSE。

旁路非帶載切換功能ATSE：帶雙旁路功能ATSE。在由旁路開關(guān)供電期間，開關(guān)本體進行維修或維護時，如供給電源出現(xiàn)過欠壓、失壓、缺相或頻率波動等異常情況，旁路開關(guān)不能通過控制器進行手動或自動操作方式發(fā)出指令，控制旁路開關(guān)在常用電源及備用電源之間進行切換。

旁路帶載切換功能ATSE：帶雙旁路功能ATSE。在由旁路開關(guān)供電期間，開關(guān)本體進行維修或維護時，如供給電源出現(xiàn)過欠壓、失壓、缺相或頻率波動等異常情況，旁路開關(guān)可通過控制器自動操作方式發(fā)出指令，控制旁路開關(guān)在常用電源及備用電源之間進行自動切換，即旁路帶載切換功能ATSE相當(dāng)于存在兩套基本型ATSE的功能，可以實現(xiàn)負載端長時間不間斷供電的屬性。

對于旁路非帶載切換功能ATSE或旁路帶載切換功能ATSE，因其所對應(yīng)的控制器對旁路開關(guān)有指令關(guān)聯(lián)性，所以控制器必須同時具備對開關(guān)本體及旁路開關(guān)位置的檢測功能，防止誤動作，且在開關(guān)本體檢修時，控制器必須具備熱插拔功能，且不能對旁路部分ATSE的正常功能造成影響。帶旁路功能ATSE如圖1所示。

圖1 TBBQ3-W/2W系列帶旁路功能ATSE

3.3 產(chǎn)品說明

帶旁路功能ATSE產(chǎn)品操作說明(以深圳市泰永電氣科技有限公司ATSE產(chǎn)品為例，具備互為備用功能，A電源指常用電源側(cè)，B電源指備用電源側(cè))如下。

1)ATSE初始狀態(tài)為開關(guān)本體A電源(常用電源)供電，對開關(guān)本體進行檢修或維護時實現(xiàn)A電源(常用電源)側(cè)旁路開關(guān)供電操作，詳見圖2。

圖2 A電源(常用電源)側(cè)旁路開關(guān)供電操作說明

圖2中，圖a：帶旁路功能ATSE產(chǎn)品處于開關(guān)本體A電源(常用電源)對負載供電狀態(tài)。圖b：A電源(常用電源)側(cè)旁路開關(guān)觸頭組件閉合，與開關(guān)本體A電源(常用電源)形成并聯(lián)回路，由A電源(常用電源)側(cè)旁路開關(guān)及開關(guān)本體同時對負載供電狀態(tài)。圖c：開關(guān)本體A電源(常用電源)觸頭組件分閘，由A電源(常用電源)側(cè)旁路開關(guān)對負載供電狀態(tài)。圖d：抽出開關(guān)本體，實現(xiàn)A電源(常用電源)側(cè)旁路開關(guān)對負載供電狀態(tài)。

2)實現(xiàn)B電源(備用電源)側(cè)旁路開關(guān)供電操作說明，詳見圖3。

圖3 B電源(備用電源)側(cè)旁路開關(guān)供電操作說明

圖3中，圖e：帶旁路功能ATSE產(chǎn)品處于開關(guān)本體B電源(備用電源)對負載供電狀態(tài)。圖f：B電源(備用電源)側(cè)旁路開關(guān)觸頭組件閉合，與開關(guān)本體B電源(備用電源)形成并聯(lián)回路，由B電源(備用電源)側(cè)旁路開關(guān)及開關(guān)本體同時對負載供電狀態(tài)。圖g：開關(guān)本體B電源(備用電源)觸頭組件分閘，由B電源(備用電源)側(cè)旁路開關(guān)對負載供電狀態(tài)。圖h：抽出開關(guān)本體，實現(xiàn)B電源(備用電源)側(cè)旁路開關(guān)對負載供電狀態(tài)。

對于帶旁路功能ATSE簡化標(biāo)識尚無國標(biāo)規(guī)定的情況，建議確定相關(guān)簡化標(biāo)示符號并規(guī)范化，詳見圖4。

圖4 旁路功能ATSE簡化符號

4 特性

帶旁路功能ATSE的額定工作電壓(Ue)、額定絕緣電壓(Ui)、額定沖擊耐受電壓(Uimp)、額定工作電流(Ie)、額定頻率需具備與開關(guān)本體同等水平。

4.1 使用類別

根據(jù)GB/T 14048.11-2016，基本型ATSE(即本文所述開關(guān)本體)所要求使用類別分類詳見表1(A操作、B操作次數(shù)參考GB/T 14048.11-2016中表8)。

對于帶旁路功能ATSE，筆者認(rèn)為，結(jié)合此類型產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境，對旁路開關(guān)使用類別的定義可以參考表1，但因帶旁路功能ATSE，其帶旁路功能主要用于維修或維護，可以確定旁路開關(guān)僅用于不頻繁切換場合，可考慮僅進行使用類別中的B操作。如應(yīng)用環(huán)境可以確定，其旁路開關(guān)進行正常切換，其接通及分?jǐn)嗄芰χ笜?biāo)遠低于開關(guān)本體切換，可以相對于開關(guān)本體使用類別降低一個等級。如開關(guān)本體使用類別為AC-33A，旁路開關(guān)使用類別可定為AC-33B、AC-33iB等。當(dāng)然如能達到與開關(guān)本體使用類別同等接通及分?jǐn)嗄芰ψ詈茫缟蟽H為筆者個人意見，僅供參考。

4.2 操作控制、程序和范圍

可以參考GB/T 14048.11-2016中8.2.1.2。

帶旁路功能ATSE，其旁路回路必須具有和主回路同等載流能力，并能通過與主回路一致的溫升(包括單獨測試旁路溫升或與主開關(guān)本體閉合連接回路同時進行溫升測試)，達到GB 14048.1-2012

表1 基本型ATSE所要求使用類別分類

中表2和表3的要求。

4.3 介電性能

帶旁路功能ATSE，其旁路開關(guān)的工頻耐壓及額定沖擊耐受電壓與開關(guān)本體保持一致，按國標(biāo)GB/T 14048.1- 2012中7.2.3進行試驗。

4.4 封閉電器的外殼防護等級

帶旁路功能ATSE，因主開關(guān)本體抽出后，旁路仍為閉合回路，帶電需考慮安全性，因此必須做好隔離。具體IP等級建議參考GB 14048.1-2012附錄C。

4.5 型式試驗

對于帶旁路功能ATSE，如其開關(guān)本體對額定短時耐受電流(Icw)、額定短路接通能力(Icm)、額定短路分?jǐn)嗄芰?Icn)、額定限制短路電流(Iq)做出要求，其旁路開關(guān)必須具備同等能力。

其旁路開關(guān)結(jié)構(gòu)如為不中斷電源的帶電轉(zhuǎn)換，則不需進行接通及分?jǐn)嗄芰y試及電氣操作性能驗證。

因帶旁路功能ATSE僅為基本型產(chǎn)品的一個功能補充，故筆者認(rèn)為，在基本型產(chǎn)品上已進行的、且對旁路開關(guān)性能及功能無影響的型式試驗流程可簡化或取消，如EMC測試等，以減輕企業(yè)負擔(dān)。

5 前瞻性研究

結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品在電源端及配電端的應(yīng)用(見圖5)，未來將著重于研究旁路帶載切換功能ATSE，可以滿足旁路開關(guān)在常用電源及備用電源之間進行帶載自動切換。同時，研發(fā)專用控制器，可同時控制開關(guān)本體及旁路開關(guān)的切換功能，并具備可靠的電氣連鎖邏輯關(guān)系，保證產(chǎn)品的安全性。

圖5 帶旁路功能ATSE在電源端及配電端應(yīng)用環(huán)境

6 結(jié)束語

通過以上對帶旁路功能ATSE的性能及功能的一些基本闡述，可以確定此類型產(chǎn)品一般適用于大額定電流應(yīng)用環(huán)境，其應(yīng)用范圍可確定在電源端或配電端，因此可基本確定其使用類別定位在AC-33i或AC-33，符合移動大型通訊基站或通訊中繼站應(yīng)用環(huán)境的期望，極好地切入了大型通訊基站對此類型產(chǎn)品的需求。

[1] GB 14048.1.2012低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分：總則.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[2] GB/T 14048.11-2016低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6-1部分 多功能電器 轉(zhuǎn)換開關(guān)電器.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[3] GB/T 31142-2014轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(TSE)的選擇和使用導(dǎo)則.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[4] 曲德剛，沈迪等. 從工程應(yīng)用談自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器產(chǎn)品發(fā)展趨勢[J].低壓電器，2014(3)：01-06.

Discussion on Test Method and Application of ATSE with Bypass Function

Zhu Rongwu / Xu Xiong

Based on the achievements of the ATSE products, the existing Low-Voltage industry ATSE product testing standards GB/T14048.11-2016 “Low-voltage switchgear and control gear-Part 6-1:Multiple function equipment-Transfer switching equipment” cannot meet the test requirements of the bypass function ATSE products, some research beyond this standard on the bypass function ATSE has been done to be as a supplementary.Keywords low-vattage switchgear, ATSE, bypass function