摘要：本文通過對斷路器、刀開關（電動式）和自動轉(zhuǎn)換開關三種產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、性能及標準等方面進行分析與對比，指出用在雙路電源切換的理想產(chǎn)品為PC級ATS。
關鍵詞：轉(zhuǎn)換開關 現(xiàn)狀 選擇應用

一、國內(nèi)外ATS產(chǎn)品現(xiàn)狀　　
雙電源自動轉(zhuǎn)換開關（ATS）主要用在緊急供電系統(tǒng)，是將負載電路從一個（常用）電源自動換接至另一個（備用）電源的開關，以確保重要負荷連續(xù)、可靠運行。因此，ATS常常應用在重要用電場所，其產(chǎn)品可靠性尤為重要。轉(zhuǎn)換一旦失敗將會造成以下兩種危害之一：電源間的短路或重要負荷斷電（甚至短暫停電），其后果都是嚴重的。這不僅僅會帶來經(jīng)濟損失（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之中）。因此，工業(yè)發(fā)達國家都把雙電源自動轉(zhuǎn)換開關以及配套的轉(zhuǎn)換開關電器的生產(chǎn)、使用列為重點加以限制與規(guī)范�！　�
我國雙電源自動轉(zhuǎn)換開關的研制和生產(chǎn)在90年代初還處于空白狀態(tài)，也無國家標準。國內(nèi)所需的雙電源轉(zhuǎn)換裝置往往由設計、成套部門用接觸器、斷路器等產(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，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)的后果嚴重的可催毀整個供電系統(tǒng)。之后由天津低壓電器公司開發(fā)了由斷路器+機械連鎖+控制器構(gòu)成自動轉(zhuǎn)換開關電器。它的進步是由產(chǎn)品替代方案，并按一定技術規(guī)范進行產(chǎn)品試驗驗證，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，我國的雙電源自動轉(zhuǎn)換開關生產(chǎn)企業(yè)（尤其是生產(chǎn)CB級ATS企業(yè)）迅速增加，其產(chǎn)品性能及產(chǎn)品質(zhì)量不一，給設計、使用部門選用造成一定困難，也由于對ATS使用和選用不當，給國家財產(chǎn)造成很大損失。為了規(guī)范雙電源自動轉(zhuǎn)換開關（ATS）及配套電器產(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)換開關電器》（等同IEC60947.6.1-1998）國家標準，2003年4月1日實施。該標準將是今后ATS生產(chǎn)制造企業(yè)、設計使用單位、商業(yè)活動共同遵循的一部技術性法規(guī)文件，也將是3C認證依據(jù)的技術法規(guī)�！　�
雙電源自動轉(zhuǎn)換開關（ATS）分PC有與CB級兩種。代表PC級的具有世界先進水平的產(chǎn)品有美國的ASCO及日本共立KRC。　　
代表CB級的有法國的施耐德等�！　�
目前，國內(nèi)生產(chǎn)CB級ATS產(chǎn)品的企業(yè)約幾十家，如天津低壓電器公司、天津萬高、等公司。生產(chǎn)PC級ATS產(chǎn)品的企業(yè)有無錫韓光、北京第一低壓電器、上海超韓等。生產(chǎn)電動式刀開關（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�！　�
自動轉(zhuǎn)換開關電器（ATSE）一般由兩部分組成：①自動轉(zhuǎn)換開關本體；②控制器。
1.1自動轉(zhuǎn)換開關本體又分兩類：　　
第一類為CB級。它是由兩臺斷路器加機械連鎖組成，具有短路保護功能；　　
第二類為PC級，一體式結(jié)構(gòu)（三點式）。它是雙電源切換的專用開關，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，但需要配備短路保護電器。
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�！　�
國內(nèi)外常見的幾種ATS產(chǎn)品及電動式刀開關產(chǎn)品的對比見表1。
常見ATS產(chǎn)品與電動式刀開關產(chǎn)品的對比表1
生產(chǎn)廠家    電器級別    連鎖    操作方式    觸頭系統(tǒng)    轉(zhuǎn)換時間    控制器    控制發(fā)電機組    加載負荷    符合IEC60947-6-1標準
美國ASCO    PC級    無需    單線圈    單刀雙投式    170ms    智能型    有    無    符合
日本共立    PC級    機械連鎖    單線圈    單刀雙擲式    30～80ms    智能型    有    無    符合
韓國DACO    PC級    機械連鎖    單線圈    單刀雙擲式    120ms    智能型    有    無    符合
香港斯沃    PC級    機械連鎖    單線圈    單刀雙擲式    150ms    智能型    有    無    符合
法國施耐德    電動開關    機械連鎖    兩臺電操    斷路器    1.5s    智能型    有    有    僅符合GB14048.2
天津低壓    CB級    機械連鎖    單臺電操    斷路器    2.5s    外接    有    有    符合
法國朔高美    刀開關    機械連鎖    直流電機    雙刀雙擲式    1s    ――    ――    ――    僅符合GB14048.3

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析對比及ATS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：①CB級ATS；②PC級 ATS；③刀開關（電動）。　　
下面從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能及所遵循的標準三個方面，分別將CB級與PC級ATS；PC級ATS與刀開關（電動）進行對比和分析。從中不難發(fā)現(xiàn)，PC級ATS是理想的雙電源切換開關。
2.1 CB級與PC級ATS兩者有以下區(qū)別
2.1.1兩者機械設計理念不同　　
CB級是由斷路器組成，而斷路器是以分斷電弧為已任，要求它的機械應快速脫扣。因而斷路器的機構(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，當觸頭被斥開產(chǎn)生限流作用，從而分斷短路電流；而PC級ATS應承受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雙電源在轉(zhuǎn)換過程中存在電源疊加問題　　
PC級ATS充分考慮了這一因素。PC級ATS的電氣間隙、爬電距離的180%、150%（標準要求）。因而PC級ATS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，這有利于分斷電弧。但該類觸頭材料易氧化，備用觸頭長期暴露在外，在其表現(xiàn)易形成阻礙導電、難驅(qū)除的氧化物，當備用觸頭一但投入使用，觸頭溫升增高易造成開關燒毀甚至爆炸；而PC級ATS充分考慮了觸頭材料氧化帶來的后果，尤其是日本共立的ATS其接點有硅合金制成，高度抗燃燒，而且當開關運行時，每一次接觸自滑觸點可以清理灰塵和氧化，這大大提高了ATS的使用壽命，降低了風險。
2.2PC級ATS與刀開關（電動）區(qū)別
2.2.1兩者遵循的標準不同　　
PC級ATS符合GB/T14048.11《自動轉(zhuǎn)換開關電器》。刀開關（電動）符合GB14048.3《開關、隔離器、隔離開關以及熔斷器組合電器》。
2.2.2滅弧系統(tǒng)不同　　
PC級ATS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ATS是在6In電流，1.05Ue電壓下，接通/分斷循環(huán)次數(shù)為12次；而刀開關是在3Ie/1Ue下，接通/分斷5次。兩者的電氣壽命、機械壽命也不同。PC級ATS的電氣壽命是在2In/1.05Ue條件下至少操作循環(huán)1000次，機械壽命5000次；而刀開關的電氣壽命僅在1In/1Ue條件下操作200次，機械壽命800次。兩者電氣可靠性不同。
2.2.4切換速度不同　
PC級ATS切換速度一般小于0.3s；而刀開關用于雙電源轉(zhuǎn)換時切換速度不少于1s。
2.2.5試驗方法不同　　
在進行接通與分斷試驗時，PC級ATS是在不同的電源相序下進行（滅弧能力考核較嚴）；而刀開關對相序無要求�！　�
通過上述對比可知PC級ATS是理想的雙電源轉(zhuǎn)換開關。
三、ATS產(chǎn)品的應用　　
隨著經(jīng)濟發(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)達國家（尤其是美國和日本）把ATS及配套產(chǎn)品視為電源的一部分，對ATS產(chǎn)品選擇與使用都很慎重。在雙電源緊急供電系統(tǒng)首選PC級產(chǎn)品，且開關在轉(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，ATS選擇也應有所不同�！　�
目前，國內(nèi)備用電源有三種形式：（1）電網(wǎng)；（2）發(fā)電機組；（3）EPS（蓄電池組逆變）。當備用電源為（2）或（3）時，其容量一般僅是常用電源容量的20%~30%�！　�
ATS一般是不允許帶大電動機或高感抗負載轉(zhuǎn)換。如大電動機負載在運行中切換，電源相位差距較大時它將受到巨大的機械應力。同時由電動機產(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荷方式�！　�
在ATS的應用電路中一般采用熔斷器隔離器，它們在電路中起兩個作用，一是短路保護；二是維修隔離。
四、我公司PC級ATS產(chǎn)品簡介　　
為了向廣大用戶提供理想的ATS產(chǎn)品，上海超瑪進出口有限公司與日韓兩國此類產(chǎn)品的生產(chǎn)廠商長期合作，目前是日本共立和韓國DACO ATS的國內(nèi)總代理。該產(chǎn)品完全符合國家標準及相應的國際標準的PC級ATS。日本共立SSK-MZ系列產(chǎn)品有30A、60A、100A、150A、300A、400A、500A、600A、800A、1000A、1200A、1400A、1800A、2000A、3000A；韓國DACO ATS M型產(chǎn)品有：400A、600A、800A、1000A、1200A、1400A、2000A、2500A、3200A、4000A；DACO ATS T型產(chǎn)品有:100A、200A、400A.
SSK-MZ型產(chǎn)品特點
1）足夠的接觸開放時間,以避免在轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的電弧放電。
2）板簧保證接觸壓力不變，因此在電壓變換的情況下接觸導電率不變。
3）因為機械閉鎖裝置的存在，在轉(zhuǎn)換之后，無需操作電流。
4）接點材料采用耐電弧能力極強的銀合金。
5）當開關運行時，每一次接觸自滑觸點可以清理灰塵和氧化。
6）共立SSK系列雙電源轉(zhuǎn)換開關的時間轉(zhuǎn)換等級：MZ為30ms～80ms、ES/HTS為3～8ms；可滿足要求比較高的計算機控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及醫(yī)療設備等兩路電源的切換。

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