雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用探討

控制器：從單相移相控制功能到參用于雙電源自動轉(zhuǎn)換的開關(guān)在中國已經(jīng)使用了幾十年。在沒有標(biāo)準(zhǔn)之前，在雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)上使用了各種開關(guān)（接觸器、斷路器、隔離開關(guān)等）。自**標(biāo)準(zhǔn)GB/14048.11實施以來，雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)(ATS)作為一種獨立的低壓開關(guān)，在兩種電源之間的自動轉(zhuǎn)換中得到了廣泛的應(yīng)用，以保證重要負(fù)荷電源的連續(xù)供電。有很多種雙電源開關(guān)結(jié)構(gòu),本文從標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)、可靠性、選擇、等,通過討論,參考行業(yè)的朋友。

標(biāo)準(zhǔn)：

**標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1404811-2002

IEC標(biāo)準(zhǔn)：IEC 60947-6-1：1998

ATSE產(chǎn)品GB定義：由一個(或多個)開關(guān)和其他必要設(shè)備組成的設(shè)備，用于檢測電源電路并自動將一個或多個負(fù)載電路從一個電源轉(zhuǎn)換到另一個電源。

中文標(biāo)準(zhǔn)名稱：自動開關(guān)

Standard English name: AutomaticTransferSwitchingEquipment (ATSE)

PC級：可連接和加載的ATSE，但不用于斷開短路電流。

斷路器級：雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，配有過電流釋放裝置，其主觸點可開啟并用于斷開短路電流。

認(rèn)證：目前ATSE還沒有開展CCC認(rèn)證，因此**證明開關(guān)是否符合標(biāo)準(zhǔn)的是通過中國質(zhì)量認(rèn)證中心頒發(fā)的CCC認(rèn)證。

特別說明：

在沒有**標(biāo)準(zhǔn)之前，只要它具有自動功率轉(zhuǎn)換功能，就可以用于兩種電源之間的自動轉(zhuǎn)換。最早的產(chǎn)品是由兩個接觸器和一個邏輯電路控制器組成。當(dāng)有**標(biāo)準(zhǔn),選擇雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)必須從**標(biāo)準(zhǔn)的**要求設(shè)計、制造、選擇和使用。目前，由于雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)還沒有實施CCC認(rèn)證，所以證明開關(guān)是否符合雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)**標(biāo)準(zhǔn)的**依據(jù)是CQC認(rèn)證（根據(jù)GB/14048.11標(biāo)準(zhǔn)）。

雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分為兩類：PC類和CB類。國標(biāo)CQC認(rèn)證的類型測試內(nèi)容不同，頒發(fā)的CQC證書也不同，既不能相互替代，也不能混淆。

雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種由開關(guān)本體和檢測控制器組成的裝置。它可以實時檢測兩個電源的狀態(tài)，當(dāng)普通電源發(fā)生故障（單相換一種說法，我們可以多相斷相、欠壓、過電壓、頻率偏差等）時，開關(guān)可自動轉(zhuǎn)換為備用電源?？刂破魇强刂破鞯闹匾M成部分，也是雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)與其它低壓開關(guān)的主要區(qū)別?？刂破鞯墓δ芎涂煽啃员仨毜玫礁叨戎匾?。

結(jié)構(gòu)分析：

ATSE一般由三部分組成：開關(guān)本體、驅(qū)動/保持機構(gòu)和控制器。

開關(guān)體：指主觸頭結(jié)構(gòu)、材料、靜態(tài)和靜態(tài)接觸連接方式、接觸壓力、同步性、過程、動態(tài)觸點開啟速度、滅弧方式等。

驅(qū)動器/保持機構(gòu)：關(guān)閉并打開觸點的驅(qū)動機構(gòu)。有三種方式:電磁直接驅(qū)動/保持(接觸器);勵磁桿驅(qū)動/機械保持;齒輪馬達驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動/機械。數(shù)檢測、現(xiàn)場設(shè)置、顯示和通信接口功能，這些功能都超過了ATSE設(shè)定的參數(shù)，差別很大。

建議一個真正先進、可靠的自動測試系統(tǒng)必須同時達到上述三個方面的相應(yīng)水平。缺陷的一部分是整個ATSE缺陷。高可靠性ATSE的選擇也必須從以上三個方面來判斷。

以下是對目前在國內(nèi)市場上提供的產(chǎn)品的分析：？

本體(ATS):開關(guān)本體是雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的核心,雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電氣性能基本上取決于它。目前，在市場上銷售的雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)具有兩種本體結(jié)構(gòu)：一是直接使用現(xiàn)有的開關(guān)（CC電平接觸器、CB級斷路器、由隔離（負(fù)載）衍生的PC級開關(guān)作為本體（WangAO、Swarf、GOM可追溯性）。市場上雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的90%以上是這樣的結(jié)構(gòu)。其特點是：利用現(xiàn)有的非常成熟的開關(guān)，所以開發(fā)、制造成本低，開發(fā)風(fēng)險小，投資少，產(chǎn)品營銷速度快，有很多國內(nèi)廠家專門生產(chǎn)這種產(chǎn)品的OEM標(biāo)簽。需要注意的是，這種開關(guān)的電氣性能取決于所選散裝開關(guān)的電氣性能。二是獨立設(shè)計的PC級本體結(jié)構(gòu)(以ASCO、GE、Tyrone為代表)。由于它是專門設(shè)計的，所以觸頭材料、壓力、開啟速度、滅弧等各項性能都可以根據(jù)要求設(shè)計（特別是針對國標(biāo)換一種說法，我們可以以上的特殊用途，如AC-33A、大電流沖擊等）。該產(chǎn)品存在開發(fā)周期長、成本高、產(chǎn)品成本高等缺點。

主體結(jié)構(gòu)的選擇,取決于使用的類別(負(fù)載類型)。例如，用于消防泵、風(fēng)機、電梯的ATE屬于感應(yīng)負(fù)載，所以需要AC-33B型雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)產(chǎn)品。美國ASCO、GE、深圳泰永雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)產(chǎn)品甚至符合AC-33iA的要求。雖然ATSE是一種非頻繁操作的開關(guān)，但它是根據(jù)AC-33A的要求制造的，反映了產(chǎn)品的更高的可靠性。

根據(jù)我們的研究和開發(fā)經(jīng)驗,滿足AC - 33的標(biāo)準(zhǔn)使用類別,和交換機必須特殊接觸材料(銀),打開速度(> 0.5 m / s),有一個特殊的滅弧裝置迅速滅弧。一般采用銅作為觸頭材料，開關(guān)由電機（慢開速度）驅(qū)動，無特殊滅弧裝置。很難嚴(yán)格按照AC-33iA服務(wù)類別（2008年最新標(biāo)準(zhǔn)）通過測試，同時滿足ATSE機電壽命標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2.驅(qū)動/保持機構(gòu)：由于采用不同的車身結(jié)構(gòu)，紅心蒸燙機使驅(qū)動/保持結(jié)構(gòu)不同。采用斷路器和隔離（負(fù)載）開關(guān)作為主體，驅(qū)動機構(gòu)為減速電機+傳動機構(gòu)，機械維修，不需要電能來維持狀態(tài)。該結(jié)構(gòu)的特點是轉(zhuǎn)換速度慢，接觸分離速度慢（相對于直接激勵驅(qū)動）。特別設(shè)計的ATSE，采用勵磁傳動連桿傳動、機械維修、結(jié)構(gòu)連桿，這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換速度快，接觸分離速度快(小于100 A可達0.75m/s以上)。

3.控制器:控制器是必不可少的雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的一部分,ATSE可以在關(guān)鍵時刻發(fā)揮作用,控制器的可靠性是關(guān)鍵,也是ATSE區(qū)別于其他低壓開關(guān)是最重要的一個地方。一般用戶（包括一些制造商）往往只關(guān)注雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的電氣性能，而忽略了控制器的功能和可靠性。事實上，在使用ATSE時，大多數(shù)故障都是控制器故障。由于控制器是一種連續(xù)工作裝置，因此對控制器的設(shè)計、制造和檢測應(yīng)嚴(yán)格控制。

目前市面上最簡單的ATSE控制器是只檢測一條電源線路的斷相，復(fù)雜的ATSE控制器可以檢測電源的故障（單相換一種說法，我們可以多相斷相、欠電壓、過電壓、頻率偏差等）。還可以檢測發(fā)電機的多個參數(shù)，并提供發(fā)電機控制信號和通信接口。選擇什么樣的控制器,需要考慮系統(tǒng)設(shè)計和負(fù)載。

特別提示：

在系統(tǒng)中，各級雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)換時間應(yīng)有合理的“順序”，這就要求ATSE控制器現(xiàn)場設(shè)定ATSE的轉(zhuǎn)換時間。

具有通信接口的控制器需要能夠向主機提供通信記錄的測試報告，因為只有通信接口（硬件）不能保證正常通信（軟件）。根據(jù)我們的研發(fā)經(jīng)驗，我們需要在這方面做大量的工作；

選用注意事項

必須選擇符合**雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品，具備CQC認(rèn)證(依據(jù)GB/14048.11標(biāo)準(zhǔn))是目前**的依據(jù)；

在結(jié)構(gòu)可靠性方面，由斷路器組成的PC ATSE可靠性高于CB ATSE。因此，PC級ATSE(美國ASCO，GE，愛知，高田，日本，美國)適用于高可靠性要求的場所。法國回到美國等國際知名的專業(yè)ATSE制造商只提供PC ATSE也是證據(jù))；

選擇PC級或CB級,應(yīng)該考慮的出發(fā)點應(yīng)該是短路保護功能(PC與短路保護措施如保險絲、也有相同的保護CB級功能),但考慮到可靠性、開關(guān)電源的時間和成本?？煽啃砸蟾撸瑧?yīng)選擇PC級產(chǎn)品，選擇CB級產(chǎn)品降低成本。

(4)不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的斷電時間不同。對于對故障電源(如斷相)高度敏感的負(fù)載，需要注意使用勵磁驅(qū)動ATSE來快速斷開故障電源。斷路器的CB級ATSE和隔離(負(fù)載)開關(guān)的ATSE由減速電機驅(qū)動(電機轉(zhuǎn)速為15~20 rpm，開關(guān)在斷開觸點之前需要轉(zhuǎn)向一定的角度)。以100 A以下電流電平開關(guān)為例，控制器發(fā)出轉(zhuǎn)換指令后，斷開故障電源需1秒以上，而直接由勵磁驅(qū)動的ATSE只需30毫秒左右，故障電源即可斷開。

PC前端需要短路保護嗎？根據(jù)PC ATSE可以承受短路保護器保護電流的影響。如果你能負(fù)擔(dān)得起，就沒有必要在開關(guān)柜里增加短路保護器。如果您無法忍受，您需要添加一個低于pc額定電流的保護電流來限制短路電流，這要求制造商提供種姓額定保護電器類型和限制短路電流的參數(shù)。PCATSE的額定短路電流必須與前端保護器的類型和參數(shù)匹配，這需要特別注意。

需要注意的是，選擇適合于加載特性的雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)非常重要，否則開關(guān)可能會被單個交換機損壞。帶有電感負(fù)載的ATSE應(yīng)選擇AC-33使用類別的ATSE.為了滿足開關(guān)的要求，觸頭材料應(yīng)該是銀合金，開得更快，還必須有專門的滅弧裝置。

應(yīng)充分注意操作、維護和更換的方便：由于雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)在我國還是一種相對較新的電器，所以使用時間短，范圍小。一般用戶（尤其是不直接使用的用戶）對產(chǎn)品的操作、維護和更換的方便性重視不夠，但成熟的產(chǎn)品應(yīng)充分考慮這些因素。由于控制器的故障是ATSE過程中最嚴(yán)重的故障部分，因此無錫ATS公司提出控制器應(yīng)該是外部設(shè)計的，即可以方便、快速地更換控制器，而不需要拆下開關(guān)。B和C,短路保護跳閘,需要特殊操作可以恢復(fù)。如果其中一個斷路器發(fā)生故障，如果產(chǎn)品供應(yīng)（制造商的供應(yīng)和物流、服務(wù)能力）在任何時候都不能得到保證，并且故障將導(dǎo)致長時間的停電，則必須全部更換新的ATSE。這些需要事先得到充分考慮。