1 國內(nèi)外ATSE產(chǎn)品現(xiàn)狀
自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）主要用在緊急供電系統(tǒng),，是將負(fù)載電路從一個(gè)電源自動換接至另一個(gè)（備用）電源的開關(guān)電器,，以確保重要負(fù)荷連續(xù)、可靠運(yùn)行,。因此,，ATSE常常應(yīng)用在重要用電場所，其產(chǎn)品可靠性尤為重要,。轉(zhuǎn)換一旦失敗將會造成以下二種危害之一：電源間的短路或重要負(fù)荷斷電（甚至短暫停電）,，其后果都是嚴(yán)重的。這不僅僅會帶來經(jīng)濟(jì)損失（使生產(chǎn)停頓,、金融癱瘓）,，也可能造成社會問題（使生命及安全處于危險(xiǎn)之中）,。因此,，工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的生產(chǎn)、使用列為重點(diǎn)加以限制與規(guī)范,。
我國自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的研制和生產(chǎn)在90年代初還處于空白狀態(tài),，也無國家標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)所需的雙電源轉(zhuǎn)換裝置往往由設(shè)計(jì),、成套部門用接觸器,、斷電器等產(chǎn)品組合而成來替代。這種方案性產(chǎn)品往往因沒有經(jīng)過測試檢驗(yàn),，其可靠性,、安全性存在較大隱患（尤其是用兩臺接觸器作為兩路電源轉(zhuǎn)換，電氣連鎖極不可靠,，鎖極一旦失敗,，將造成兩臺電源變壓器并聯(lián)，電源并聯(lián)形成的系統(tǒng)潮流嚴(yán)重的可催毀整個(gè)供電系統(tǒng)）,。之后由天津低壓電器公司開發(fā)了由斷路器+機(jī)械連鎖+控制器構(gòu)成自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器,。它的進(jìn)步是由產(chǎn)品替代方案，并按一定技術(shù)規(guī)范進(jìn)行產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證,，產(chǎn)品的可靠性,、安全性大大提高。90年代中期,，針對國內(nèi)市場急需高性能,、高可靠自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器產(chǎn)品的現(xiàn)狀，日本,、法國,、德國、美國等自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器先后打入中國市場,，在一定程度上緩解了我國市場需求,。
近幾年,，我國的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器生產(chǎn)企業(yè)（尤其是生產(chǎn)CB級ATSE企業(yè)）迅速增加，其產(chǎn)品性能及產(chǎn)品質(zhì)量不一,，給設(shè)計(jì),、使用部門選用造成一定困難，也由于對ATSE使用和選用不當(dāng),，給國家財(cái)產(chǎn)造成很大損失,。為了規(guī)范自動轉(zhuǎn)換開在電器（ATSE）產(chǎn)品的生產(chǎn)與選用，國家質(zhì)檢總局于2002年12月頒布了GB/T14048.11-2002《自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》（等同IEC60947.6.1-1998）國家標(biāo)準(zhǔn),，2003年4月1日實(shí)施,。該標(biāo)準(zhǔn)將是今后ATSE生產(chǎn)制造；企業(yè),、設(shè)計(jì)使用單位,、商業(yè)活動共同遵循的一部技術(shù)性法規(guī)文件，也將是3C認(rèn)證依據(jù)的技術(shù)法規(guī),。
自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）分PC有與CB級兩種,。代表PC級的具有世界先進(jìn)水平的產(chǎn)品有美國的ASCO及ONAN。
代表CB級的有德國穆勒的ATS-NZM,、法國的施耐德,。
目前，國內(nèi)生產(chǎn)CB級ATSE產(chǎn)品的企業(yè)約幾十家,，如天津低壓電器公司,、常熟開關(guān)廠、溫州三開及穆勒電氣（上海）有限公司等,。生產(chǎn)PC級ATSE產(chǎn)品的企業(yè)有廣東奇正,、北京第一低壓電器、上海環(huán)奇等,。
生產(chǎn)電動式刀開關(guān)（用于雙電源切換）產(chǎn)品的企業(yè)也有5-6家,，如法國朔高美等。
ATSE一般由兩部分組成：①開關(guān)電器本體,；②控制器,。
1.1開關(guān)電器本體
開關(guān)電器本體又分兩類：
第一類為CB級。它是由兩臺斷路器加機(jī)械連鎖組成,，具有短路保護(hù)功能,；
第二類為PC級，一體式結(jié)構(gòu)（三點(diǎn)式）,。它是雙電源切換的專用開關(guān),，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、自身連鎖,、轉(zhuǎn)換速度快（0.2s內(nèi)）,、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn),，但需要配備短路保護(hù)電器,。
1.2控制器
控制器也有兩種形式：一種由傳統(tǒng)的電磁式繼電器構(gòu)成；另一種是數(shù)字電子型智能化產(chǎn)品,。它具有性能好,，參數(shù)可調(diào)及精度高，可靠性高,，使用方便等優(yōu)點(diǎn),。
國內(nèi)外常見的幾種ATSE產(chǎn)品及電動式刀開關(guān)產(chǎn)品的對比見表1。
常見ATSE產(chǎn)品與電動式刀開關(guān)產(chǎn)品的對比表1
2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析對比及ATSE的選擇
目前,，國內(nèi)市場上用于兩路電源切換的大致有三種開關(guān)電器：①CB級ATSE,；②PC級 ATSE；③刀開關(guān)（電動）,。
下面從產(chǎn)品結(jié)構(gòu),、性能及所遵循的標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)方面,，分別將CB級與PC級ATSE,；PC級ATSE與刀開關(guān)（電動）進(jìn)行對比和分析。從中不難發(fā)現(xiàn),，PC級ATSE是理想的兩路電源切換電器產(chǎn)品,。
2.1CB級與PC級ATSE兩者有以下區(qū)別
2.1.1兩者機(jī)械設(shè)計(jì)理念不同
CB級是由斷路器組成，而斷路器是以分?jǐn)嚯娀橐讶?，要求它的機(jī)械應(yīng)快速脫扣,。因而斷路器的機(jī)構(gòu)存在滑扣、再扣問題,；而PC級產(chǎn)品不存在該方面問題,。PC級產(chǎn)品的可靠性遠(yuǎn)高于CB級產(chǎn)品。
2.1.2斷路器不承載短路耐受電流,，觸頭壓力小
供電電路發(fā)生短路時(shí),，當(dāng)觸頭被斥開產(chǎn)生限流作用，從而分?jǐn)喽搪冯娏?；而PC級ATSE應(yīng)承受20Ie及以上過載電流,。觸頭壓力大不易被斥開，因而觸頭不易被熔焊,。這一特性對消防供電系統(tǒng)尤為重要,。
2.1.3兩路電源在轉(zhuǎn)換過程中存在電源疊加問題
PC級ATSE充分考慮了這一因素。PC級ATSE的電氣間隙、爬電距離的180%,、150%（標(biāo)準(zhǔn)要求）,。因而PC級ATSE安全性更好。
2.1.4觸頭材料的選擇角度不同
斷路器常常選擇銀鎢,、銀碳化鎢材料配對,，這有利于分?jǐn)嚯娀 ５擃愑|頭材料易氧化,，備用觸頭長期暴露在外,，在其表現(xiàn)易形成阻礙導(dǎo)電、難驅(qū)除的氧化物,，當(dāng)備用觸頭一但投入使用,，觸頭溫升增高易造成開關(guān)燒毀甚至爆炸；而PC級ATSE充分考慮了觸頭材料氧化帶來的后果,。
2.2PC級ATSE與刀開關(guān)（電動）區(qū)別
2.2.1兩者遵循的標(biāo)準(zhǔn)不同
PC級ATSE符合GB/T14048.11《自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》,。刀開關(guān)（電動）符合GB14048.3《開關(guān)、隔離器,、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器》,。
2.2.2滅弧系統(tǒng)不同
PC級ATSE充分考慮了在電源轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的二次電弧擊穿問題，所以對觸頭開距有一定要求,，而且要求電弧的游離氣體應(yīng)迅速排放,。否則，易造成電源相間短路,。
2.2.3兩者電氣性能要求不同
PC級ATSE是在6In電流,，1.05Ue電壓下，接通/分?jǐn)嘌h(huán)次數(shù)為12次,；而刀開關(guān)是在3Ie/1Ue下,，接通/分?jǐn)?次。兩者的電氣壽命,、機(jī)械壽命也不同,。PC級ATSE的電氣壽命是在2In/1.05Ue條件下至少操作循環(huán)1000次，機(jī)械壽命5000次,；而刀開關(guān)的電氣壽命僅在1In/1Ue條件下操作200次,，機(jī)械壽命800次。兩者電氣可靠性不同,。
2.2.4轉(zhuǎn)換速度不同
PC級ATSE轉(zhuǎn)換速度一般小于0.3s,；而刀開關(guān)用于雙電源軒換時(shí)轉(zhuǎn)換速度不少于1s。
2.2.5試驗(yàn)方法不同
在進(jìn)行接通與分?jǐn)嘣囼?yàn)時(shí),，PC級ATSE是在不同的電源相序下進(jìn)行（滅弧能力考核較嚴(yán)）,；而刀開關(guān)對相序無要求。
通過上述對比可知PC級ATSE是理想的電源轉(zhuǎn)換開關(guān)產(chǎn)品。
3 ATSE產(chǎn)品的應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,，現(xiàn)代生活和現(xiàn)代工業(yè)對斷電的容忍能力越來越差,。國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家（尤其是美國）把ATSE產(chǎn)品視為電源的一部分，對ATSE產(chǎn)品選擇與使用都很慎重,。在雙電源緊急供電系統(tǒng)首先PC級產(chǎn)品,，且開關(guān)在轉(zhuǎn)換過程中不允許中間停留（即不帶零位）。其目的是增加電源的可靠性,。
由于備用電源種類不同,，ATSE選擇也應(yīng)有所不同。
目前,，國內(nèi)備用電源有三種形式：（1）電網(wǎng),；（2）發(fā)電機(jī)組；（3）EPS（蓄電池組逆變）,。當(dāng)備用電源為（2）或（3）時(shí),，其容量一般僅是常用電源容量的20%～30%。ATSE的控制器一般應(yīng)有非重要負(fù)荷選擇功能（如圖1所示）,。QT由控制器控制,。QT在ATSE轉(zhuǎn)換前斷開，在ATSE返回后閉合,。
圖1緊急供電系統(tǒng)線路
注：①Un為常用電源（電網(wǎng)）
②Ug為備用電源（發(fā)電機(jī)）
③Qg為熔斷器隔離器
④QT為負(fù)荷選擇開關(guān),，由控制器操作。
⑤DN為控制器
當(dāng)ATSE使用在電路末端且用于消防電源轉(zhuǎn)換時(shí),，負(fù)荷過載應(yīng)有報(bào)警提示功能,。其熔斷器（Qg）保護(hù)特性應(yīng)與負(fù)載要求相匹配,。
ATSE一般是不允許帶大電動機(jī)或高感抗負(fù)載轉(zhuǎn)換,。如大電動機(jī)負(fù)載在運(yùn)行中切換，電源相位差距較大時(shí)它將受到巨大的機(jī)械應(yīng)力,。同時(shí)由電動機(jī)產(chǎn)生的反電勢引起的過電流可能造成熔斷器熔斷或斷路器脫扣,。解決方法常采用電阻吸收或減負(fù)荷方式。
圖1是ATSE在緊急供電系統(tǒng)中理想的使用線路圖,。圖中的Qg在電路中起兩個(gè)作用,，一是短路保護(hù)；二是維修隔,。
4 新一代PC級ATSE產(chǎn)品簡介
為了向廣大用戶提供理想的ATSE產(chǎn)品,，上海電器科學(xué)研究所與國內(nèi)多家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)出我國新一代PC級ATSE產(chǎn)品——HYQ1系列自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。該產(chǎn)品是目前國內(nèi)第一家完全依據(jù)新的國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),、生產(chǎn)并通過檢測的PC級ATSE產(chǎn)品,。該系列產(chǎn)品有80A、160A、225A,、400A,、800A、1600A,。
4.1HYQ1產(chǎn)品特點(diǎn)
（1）符合GB/T14048.11-2002《自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》標(biāo)準(zhǔn),；
（2）產(chǎn)品適應(yīng)環(huán)境強(qiáng)，具有較強(qiáng)的可靠性：
工作環(huán)境溫度寬：+55℃/～25℃,，
工作電壓范圍廣：70%Ue～120%Ue,，
電磁環(huán)境1：公共電網(wǎng)；
（3）開關(guān)本體結(jié)構(gòu)為積木式,，體積小,，是同規(guī)格CB級ATSE體積的1/3～1/2；
（4）主觸頭系統(tǒng)為單刀雙擲（三點(diǎn)式）結(jié)構(gòu),，自身連鎖,，不會同時(shí)接通兩路電源；
（5）操作機(jī)構(gòu)為單線圈雙向操作,，機(jī)構(gòu)簡單,，轉(zhuǎn)換動作速度快，時(shí)間小于150ms,；
（6）主觸頭切換容量大,，可以帶6Ie切換，而且是在兩路電源相序不同下切換,；
（7）帶非優(yōu)先線路選擇開關(guān)（加卸負(fù)荷）,；
（8）產(chǎn)品有2極、3極,、4極之分,，第4極（N極）有閉路轉(zhuǎn)換和開路轉(zhuǎn)換兩種。
4.2控制器產(chǎn)品特點(diǎn)
控制器是以CPU為核心,，具有對電壓,、頻率故障進(jìn)行檢測與判斷，并可以實(shí)現(xiàn)啟動,、關(guān)閉發(fā)電機(jī)組,、相位角監(jiān)測、暫態(tài)停留控制,、非優(yōu)先線路選擇,、遙控、通訊功能,，帶有液晶顯示,。
參考文獻(xiàn)
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