雙電源自動轉換開關電器標準、結構及應用探討

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

標準：

**標準：GB/T1404811-2002

IEC標準：IEC 60947-6-1：1998

ATSE產品GB定義：由一個(或多個)開關和其他必要設備組成的設備，用于檢測電源電路并自動將一個或多個負載電路從一個電源轉換到另一個電源。

中文標準名稱：自動開關

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：雙電源自動轉換開關，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。

認證：目前ATSE還沒有開展CCC認證，因此**證明開關是否符合標準的是通過中國質量認證中心頒發(fā)的CCC認證。

特別說明：

在沒有**標準之前，只要它具有自動功率轉換功能，就可以用于兩種電源之間的自動轉換。最早的產品是由兩個接觸器和一個邏輯電路控制器組成。當有**標準,選擇雙電源自動轉換開關必須從**標準的**要求設計、制造、選擇和使用。目前，由于雙電源自動轉換開關還沒有實施CCC認證，所以證明開關是否符合雙電源自動轉換開關**標準的**依據(jù)是CQC認證（根據(jù)GB/14048.11標準）。

雙電源自動轉換開關標準分為兩類：PC類和CB類。國標CQC認證的類型測試內容不同，頒發(fā)的CQC證書也不同，既不能相互替代，也不能混淆。

雙電源自動轉換開關是一種由開關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，開關可自動轉換為備用電源?？刂破魇强刂破鞯闹匾M成部分，也是雙電源自動轉換開關與其它低壓開關的主要區(qū)別。控制器的功能和可靠性必須得到高度重視。

結構分析：

ATSE一般由三部分組成：開關本體、驅動/保持機構和控制器。

開關體：指主觸頭結構、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。

驅動器/保持機構：關閉并打開觸點的驅動機構。有三種方式:電磁直接驅動/保持(接觸器);勵磁桿驅動/機械保持;齒輪馬達驅動機構驅動/機械。數(shù)檢測、現(xiàn)場設置、顯示和通信接口功能，這些功能都超過了ATSE設定的參數(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市場上提供的產品的分析：？

本體(ATS):開關本體是雙電源自動轉換開關的核心,雙電源自動轉換開關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換開關具有兩種本體結構：一是直接使用現(xiàn)有的開關（CC電平接觸器、CB級斷路器、由隔離（負載）衍生的PC級開關作為本體（WangAO、Swarf、GOM可追溯性）。市場上雙電源自動轉換開關的90%以上是這樣的結構。其特點是：利用現(xiàn)有的非常成熟的開關，所以開發(fā)、制造成本低，開發(fā)風險小，投資少，產品營銷速度快，有很多國內廠家專門生產這種產品的OEM標簽。需要注意的是，這種開關的電氣性能取決于所選散裝開關的電氣性能。二是獨立設計的PC級本體結構(以ASCO、GE、Tyrone為代表)。由于它是專門設計的，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)要求設計（特別是針對國標換一種說法，我們可以以上的特殊用途，如AC-33A、大電流沖擊等）。該產品存在開發(fā)周期長、成本高、產品成本高等缺點。

主體結構的選擇,取決于使用的類別(負載類型)。例如，用于消防泵、風機、電梯的ATE屬于感應負載，所以需要AC-33B型雙電源自動轉換開關產品。美國ASCO、GE、深圳泰永雙電源自動轉換開關產品甚至符合AC-33iA的要求。雖然ATSE是一種非頻繁操作的開關，但它是根據(jù)AC-33A的要求制造的，反映了產品的更高的可靠性。

根據(jù)我們的研究和開發(fā)經(jīng)驗,滿足AC - 33的標準使用類別,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，開關由電機（慢開速度）驅動，無特殊滅弧裝置。很難嚴格按照AC-33iA服務類別（2008年最新標準）通過測試，同時滿足ATSE機電壽命標準的要求。

2.2.驅動/保持機構：由于采用不同的車身結構，紅心蒸燙機使驅動/保持結構不同。采用斷路器和隔離（負載）開關作為主體，驅動機構為減速電機+傳動機構，機械維修，不需要電能來維持狀態(tài)。該結構的特點是轉換速度慢，接觸分離速度慢（相對于直接激勵驅動）。特別設計的ATSE，采用勵磁傳動連桿傳動、機械維修、結構連桿，這種結構轉換速度快，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換開關的一部分,ATSE可以在關鍵時刻發(fā)揮作用,控制器的可靠性是關鍵,也是ATSE區(qū)別于其他低壓開關是最重要的一個地方。一般用戶（包括一些制造商）往往只關注雙電源自動轉換開關的電氣性能，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，因此對控制器的設計、制造和檢測應嚴格控制。

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)設計和負載。

特別提示：

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

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**雙電源自動轉換開關標準要求的產品，具備CQC認證(依據(jù)GB/14048.11標準)是目前**的依據(jù)；

在結構可靠性方面，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,應該考慮的出發(fā)點應該是短路保護功能(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、開關電源的時間和成本?？煽啃砸蟾?，應選擇PC級產品，選擇CB級產品降低成本。

(4)不同結構產品的斷電時間不同。對于對故障電源(如斷相)高度敏感的負載，需要注意使用勵磁驅動ATSE來快速斷開故障電源。斷路器的CB級ATSE和隔離(負載)開關的ATSE由減速電機驅動(電機轉速為15~20 rpm，開關在斷開觸點之前需要轉向一定的角度)。以100 A以下電流電平開關為例，控制器發(fā)出轉換指令后，斷開故障電源需1秒以上，而直接由勵磁驅動的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。如果你能負擔得起，就沒有必要在開關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換開關非常重要，否則開關可能會被單個交換機損壞。帶有電感負載的ATSE應選擇AC-33使用類別的ATSE.為了滿足開關的要求，觸頭材料應該是銀合金，開得更快，還必須有專門的滅弧裝置。

應充分注意操作、維護和更換的方便：由于雙電源自動轉換開關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）對產品的操作、維護和更換的方便性重視不夠，但成熟的產品應充分考慮這些因素。由于控制器的故障是ATSE過程中最嚴重的故障部分，因此無錫ATS公司提出控制器應該是外部設計的，即可以方便、快速地更換控制器，而不需要拆下開關。B和C,短路保護跳閘,需要特殊操作可以恢復。如果其中一個斷路器發(fā)生故障，如果產品供應（制造商的供應和物流、服務能力）在任何時候都不能得到保證，并且故障將導致長時間的停電，則必須全部更換新的ATSE。這些需要事先得到充分考慮。