电力工程技术精编—自动转换开关电器(ATSE)解析

电力工程技术精编—自动转换开关电器(ATSE)解析

一、电气工程技术自动转换开关简述

自动转换开关电器，即ATSE。主要适用于额定电压交流不超过1000V 或直流不超过1500V 的紧急供电系统，在转换电源期间中断向负载供电。

1.1 电气工程技术转换开关电器（转换开关）

将一个或几个负载电路从一个电源转换至另一个电源的电器。

1.2 自动转换开关电器(ATSE)

由一个（或几个）转换开关电器和其它必需的电器组成，用于监测电源电路、并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器。电气行业中简称为“双电源自动转换开关”或“双电源开关”。

二、自动转换开关分类

双电源自动切换开关一般由两部分组成：开关本体(ats)+控制器。

双电源主要分为PC级双电源（整体式）和CB级双电源（双断路器式）

第一类：是由接触器组成； (CC级已经淘汰)

第二类：是由断路器组成； (CB级，由断路器构成的CB级ATSE存在无选择性保护现象，停电面积扩大，不能满足重要负荷供电要求。)

第三类：用电动负荷开关组成；(PC级)

第四类：为PC级励磁一体式ATSE 。(PC级)

2.1PC级双电源

能够接通、承载、但不用于分断短路电流的双电源，若选择不具有过电流脱扣器的负荷开关作为执行器则属于PC级自动转换开关。电气工程技术不具备保护功能，但其具备较高的耐受和接通能力，能够确保开关自身的安全，不因过载或短路等故障而损坏，在此情况下保证可靠的接通回路。

PC级，一体式结构三点式　，它是双电源切换的专用开关，它具有结构简单、体积小、自身联锁、转换速度快0.2s内　、安全、可靠等优点，但需要配备短路保护电器。

PC级ATSE ：只完成双电源自动转换的功能，不具备短路电流分断（仅能接通、承载）的功能；

2.2CB级双电源

配备过电流脱扣器的双电源，它的主触头能够接通并用于分断短路电流，

双电源若选择具有过电流脱扣器的断路器作为执行器则属于CB级自动转换开关。具备选择性的保护功能，能对下端的负荷和电缆提供短路和过载保护；其接通和分断能力远大于使用接触器和继电器等其他元器件

CB级ATSE ：既完成双电源自动转换的功能，又具有短路电流保护（能接通并分断）的功能。

2.3工作原理及结构

三、CB级和PC级的区别

3.1两者机构设计理念不同

CB级是由断路器组成，而断路器是以分断电弧为己任，要求它的机构应快速脱扣。因而断路器的机构存在滑扣、再扣问题的不可靠因素；而PC级产品不存在这方面问题，PC级产品的可靠性远高于CB级产品。

3.2断路器不承载短路耐受电流，触头压力小

供电电路发生短路时，动触头被斥开产生限流作用，从而分断短路电流；而PC级ATSE应承受20Ie及以上过载电流。触头压力大不易被斥开，因而触头不易被熔焊。这一特性对消防供电系统尤为重要。

3.3 两路电源在转换过程中存在电源叠加问题

PC级ATSE充分考虑了这一因素。PC级ATSE的电气间隙、爬电距离一般是断路器的电气间隙、爬电距离的180％、150％标准要求　，安全性更好。

3.4 触头材料的选择角度不同

断路器常常选择银钨、银碳化钨材料配对，这有利于分断电弧，但该类触头材料易氧化，备用触头长期暴露在外，在其表面易形成阻碍导电、难去除的氧化物。备用触头一旦投入使用，触头温升增高易造成开关烧毁甚至爆炸；而PC级ATSE充分考虑了触头材料氧化带来的后果。

3.5PC与BC的转换速度不同

CB级的是由两个断路器、电动机、机械连锁组成，切换时间1000毫秒-2500毫秒，安全没有保障，但价格低廉。

PC级采用一体式转换结构，励磁驱动，简单可靠，动作时间快，一般100-200MS。触头为银合金，触头分离速度大，有专门设计的灭弧室。体积小，CB级的1/2.具有耐短时电流。

根据实际工程需要选择合理的ATSE动作时间，且ATSE应能躲过电源电压闪变、瞬变等干扰。

3.6总结：

CB级选用的是断路器；PC级是隔离开关。

普通负荷选用CB级；消防负荷应选用PC级。

PC级无短路保护功能；CB级有短路保护功能

四、ATSE产品的应用

4.1CB 级 ATSE 在放射式供电方案中的应用

当主 电源发生故障时，自动切换到备用电源，继续供电，满 足重要负载的供电需要，虽然 CB 级 ATSE 可以满足主电源和备用电源的 切换，但《民规建筑电气设计规范》(JGJ16—2008) 中规定：“当采用 CB 级 ATSE 为消防负荷供电时，应 采用仅具有短路保护的断路器组成的 ATSE，其保护 选择性应与上下级保护电器相配合”，故在消防设备 中使用 CB 级 ATSE 时，应标明 CB 级 ATSE 在设备 过载时只报警不动作．

4.2CB 级ATSE 在树干式供电方案中的应用

当某一回路发生短路故障时， 由于断路器的选择性配合，会导致该支线断路器和 ATSE 的主电源断路器同时动作，干线上主断路器不会动作，干线正常供电．由于 ATSE 检测的是 ATSE 进 线处电源的情况，所以 ATSE 不会切换到备用电源， 从而故障范围仅保持在该配电箱，只会影响到该配电 箱内其他支路的供电，而不会将故障范围扩大到整个 供电回路中．

4.3PC 级自动转换开关电器的应用

PC 级 ATSE 在放射式供电方案中的应用． 当任一支路发生短路故障时，该支路和上级正常 供电主断路器同时动作，ATSE 检测到正常电源失电， 自动切换到备用电源上继续供电，这时故障回路已经 切除，不会影响其他支路的供电，不会将故障范围扩 大．在这种供电方案中，不需要在 PC 级 ATSE 前加保 护电器．

4.4PC 级 ATSE 在树干式供电方案中的应用

PC 级 ATSE 前端加保护电器的树干式供电系 统．在这种供电方案中，当树干中某一个配电箱内发生短路故障时，本配电箱内双电源互投开关前的断路 器会首先断开，启用备用电源，将故障范围控制在本 配电箱内，而不会将故障范围扩大；若将双电源互投 前的断路器去掉之后，则当某一配电箱 内发生短路故障时，将会使该干线上的总开关发生动 作，从而将故障范围扩大到整个干线上．由于这些负 荷都是重要负荷，双电源没有保证供电，失去了使用 意义．

在 PC 级 ATSE 前加保护电器可以是熔断器或断路器，电气工程技术其具体选择是保护电器的保护电流应低于 PC 级 ATSE 的额定短路限制电流。