雷存林

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

1 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）的概念及分類

自動轉(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》對自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的定義為：自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）是由必需的電器和一個（或幾個）轉(zhuǎn)換開關(guān)電器組成，并將單個或若干個負(fù)載電路從一個電源自動轉(zhuǎn)換至另一個電源用于監(jiān)測電源電路的電器。自動轉(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)測到電源發(fā)生故障時，控制器立即發(fā)出動作命令。開關(guān)本體的功能則是帶著負(fù)載完成從一個電源至另一個電源的自動轉(zhuǎn)換。開關(guān)本體又分為CB級和PC級，CB級開關(guān)本體主要由兩個相同的斷路器和機(jī)械連鎖操作機(jī)構(gòu)組成；PC級開關(guān)本體有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是由兩個相同的隔離開關(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級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，整個開關(guān)（包括觸頭材料、壓力、分離速度、滅弧機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)等）都是獨(dú)立重新設(shè)計的。

2 CB級與PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的區(qū)別

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

1）機(jī)構(gòu)設(shè)計理念不同：由斷路器組成CB級，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級產(chǎn)品的可靠性遠(yuǎn)高于CB級產(chǎn)品，也就根本不會存在滑扣、再扣問題；

2）觸頭耐受電流不同：CB級主要承擔(dān)分?jǐn)喽搪冯娏鞯呢?zé)任，當(dāng)供電線路發(fā)生短路時，斷路器的觸頭壓力較小，一般不能承受短時耐受電流，易被斥開并產(chǎn)生限流作用。相比之下， PC級觸頭壓力較大，不易被斥開和熔焊，因此能承受20Ie甚至以上過載電流，PC級觸頭耐受電流的這個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茫珻B級一般選擇銀鎢、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級則采取措施避免了此種備用觸頭投入使用時，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級安全系數(shù)低于PC級。此外PC級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級的標(biāo)準(zhǔn)要求電氣間隙、爬電距離是CB級的180%和150%，因此PC級安全性更好。

3 如何合理選擇與使用自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）

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

2）從供電方式方面來分析：容量較大負(fù)荷時采用放射式供電方案，無論哪條支路發(fā)生短路故障，該支路和上級正常供電主斷路器同時動作，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）檢測到正常電源失電，自動切換到備用電源上繼續(xù)供電，這時故障回路已經(jīng)切除，不會影響其他支路的供電，也不會存在將故障范圍擴(kuò)大的風(fēng)險。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，將會使該干線上的總開關(guān)發(fā)生動作，從而將故障范圍擴(kuò)大到整個干線上。由于這些負(fù)荷都是重要負(fù)荷，因此PC 級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）前需增加熔斷器或斷路器；

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

總之，選擇 CB 級或 PC 級 ATSE 時，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的重要性、供電方式及投入時間等綜合因素進(jìn)行考慮。自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）一般采用電阻吸收、減負(fù)荷或延時轉(zhuǎn)換這3種解決方法來避免切換過程引起的沖擊電流。是因為電源相位差距較大時，大電動機(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，同時產(chǎn)生的反電勢引起的過電流還會造成熔斷器熔斷或斷路器脫扣。

4 結(jié)論

自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。又因為在重要場所常常用到這種產(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，小則會帶來經(jīng)濟(jì)上的損失，嚴(yán)重則可能使生命處于危險之中，造成社會為題。因此選用自動轉(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]中華人民共和國建設(shè)部.JGJ16-2008 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]國家技術(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：自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

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