自动转换开关的选用原则

自动转换开关电器的选用
（一）
对于特别重要的负荷宜采用一体化结构的PC级ATSE，对于一级负荷宜采用PC级ATSE，对于二级负荷可以采用CB级ATSE. ATSE按照工位还可以分为二位式和三位式两种结构，二位式ATSE只有正常、备用两种工作位置，除转换过程外，必有一路电源处于接通状态。

三位式主触头有三个工作位置，两个电源位、一个零位，即主触头可以处在空挡，从而能够长时间断开两路电源（断开时间由控制器决定）由上面可以看出，三位式的ATSE在两个电源切换之间有一个零位，可以较长时间切断对电源的供电，这一点有时是很有用处的。

当两个电源切换时，电网存在电压闪变或电源瞬态波动，如果ATSE不能有效地躲过电压闪变或瞬态波动，会造成ATSE的误动作。

特别是当电源质量不高（如应急发电机供电系统），ATSE应有适当的延时。

另外在带高感抗或大电动机负载转换时，会产生较强的冲击电流，为易熄灭电弧和避免冲击电流，可使ATSE 经零位转换。

另外，当将市电供电自动切换至发电机供电时应采用三位式的ATSE.因为，当正常电源发生一相断相时，ATSE应切断电源，将ATSE置于零位，待发电机稳定送电一定时间后，再至于发电机位置。

如果采用两段式ATSE，若不切除电源（在正常位置等待），非故障两相电压升高，有可能造成设备损坏。

若转换，ATSE 处于备用位置，柴油发电机起动、稳定送电需要一定的时间，由于备用电源电压不稳，此时ATSE在备用位置是待不住的，会产生不良后果。

最后三位式ATSE 还有一个用途。

当发生火灾而需要切除非消防类的重要负荷时可以使用三位式ATSE，三位式ATSE控制器可以自动将ATSE切换到零位，以达到切断电源的目的。

但是，相对于三位式ATSE，二位式ATSE转换动作时间快，负载断电时间是三位式断电时间的1/3～1/2，负载断电时间较短，所以较容易满足负荷允许中断的动作时间的要求。

对于允许中断的动作时间较短的负荷的供电更适合使用二位式ATSE.这里补充一点，并不是ATSE的转换时间越快越好，如果ATSE动作过快就不能有效地躲过电压闪变或瞬态波动，会造成ATSE的误动作，反而会降低供电的可靠性。

同时，一些负荷允许中断的动作时间是较长的，例如：一般场所
的应急照明中断的动作时间要求小于5秒（见《消防应急照明灯具》GB 17945-2000），C级计算机系统、通信系统要求小于1.5秒（见《电子计算机机房设计规范》 GB 50174-93）。

在允许的时间范围内适当延长转换时间可以使得电力系统更加稳定，能够提高供电的可靠性，这样做是恰当的。

由以上可知，当需要自动切断电源转至发电机供电、或带高感抗、或大电动机负载转换时，ATSE应采用三位式；其它场所可根据需要选择二位式或三位式ATSE.再说一下三相四线制（0.4/0.23kV）电力系统中ATSE极数的选用原则：1）同一接地系统中，带漏电保护的两个电源回路下级的ATSE，三相四线供电应采用四极ATSE，单相供电应采用两极ATSE.
2）两种不同接地系统（包括两个不同中性线接地点的TN-S系统）间电源转换的ATSE，三相四线供电应采用四极ATSE，单相供电应采用两极ATSE.
3）正常供电电源与备用发电机之间，当采用不同的接地方式时其转换开关应采用四极ATSE.
4） IT系统中当引出中性线时，三相四线供电应采用四极ATSE，单相供电应采用两极ATSE.
5）在有总等电位联结的情况下，TN-S、TN-C-S系统除原则1、2、3条的情况外一般不需要设四极ATSE.
6） TN-C系统严禁采用四极ATSE.最后说一点，当日常维护及损坏维修仍要确保连续供电时，建议选用旁路隔离型ATSE或采取其它相应措施。

ATSE有一个双投刀开关，当需要检修ATSE时，将双投刀开关置于检修位置，既可以检修ATSE，又不会影响对设备的供电。

这种ATSE用于对电源连续供电要求很高的地方。

对于如何对ATSE选用还有很多其它需要注意的方面，本文不再讨论。

ATSE 作为保证电源供应的电气元件，其选用是很重要的，同时，ATSE是低压电器中复杂性最高的开关。

所以我们应该在保证可靠性的情况下，经济合理的选择ATSE.这样才能更好的保证用电的可靠性。

（二）
目前，在我国国内市场上用于两路电源切换的装置比较多的有电动式刀开关,CB级（断路器）的ATSE与PC级（整体式）的ATSE三种。

严格来讲，由于PC级、CB级与电动式刀开关遵循的制造标准不同，试验、考核、要求、电气等性能均不同，导致使用场合和使用要求也不尽相同。

CB级ATSE一般由两个断路器加机械联锁和电气联锁装置及控制器组成，它的主触头能够接通和分断过负荷、短路电流；PC级ATSE是遵循《自动转换开关电器》（GB/T14048.11）标准，能够接通、承载，但不能分断短路电流；电动式刀开关这类产品由两台负荷开关再加装电操装置组成，它符合《开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》（GB 14048.3）标准，能接通和分断过负荷及短路电流。

此三种电源转换开关装置均能达到电源转切功能，但由于最初这三类电器主要用途侧重点不同，导致了灭弧能力、切换时间、电气寿命、机械寿命，接通与分断电流值均不同。

现对常用的CB级与PC级ATSE的选用作一介绍。

1 CB级ATSE的选用
CB级ATSE的执行机构由两台断路器组成，而断路器是具有过负荷和短路保护功能的，因此，当此功能用于ATSE时是否有必要和怎样应用此功能，值得商榷。

在一些制造厂家的样本中把CB级ATSE具有防止二次重合闸功能（即负载侧过负荷、短路使ATSE脱扣后不能自行自动合阿）作为一个重要功能介绍。

工作原理（见图1）就是利用控制器连接两路电源的进线侧，不管负荷侧电源正常还是异常。

从图1中可看出取样的只是电源进线异常与、否，从而决定ATSE的两个断路器是否切换。

假如负荷过负荷短路，由于某种原因QF11没有分断导致QFI 分断，或QFl1, QF1同时分断，由于前述原因ATSE不会切换，此时将引起ATSE 以下的所有负载均失电，虽然两路进线电源均正常，但是供电系统没有起到安装ATSE应该起的作用。

当然，此功能有利有弊，从防止供电系统事故进一步扩大的角度考虑，如负荷侧为永久性过载短路故障，利用防止二次重合闸功能，避免把备用电源再次合上是有利的。

但如为过负荷跳阿而使其他重要负荷也失去电源，则要设计人员权衡再三了。

因此，此种CB级的ATSE以笔者所见，是否应有以下考虑：对于用以构成ATSE的断路器，宜只采用带电磁脱扣的断路器，不要采用复式脱扣（带过负荷热脱扣与电磁脱扣）的断路器，或者把复式脱扣都取消，纯粹只作为两个电源切换装置的触头。

当然也可把CB级的ATSE分为三种规格型号，以便供不同场合、不同使用要求的用户选择。

（1）对于有两路电源供电要求，使用性质和要求一般，下接负荷重要性基本相同，则可考虑选用带复式脱扣的CB级ATSE。

（2）对于如像消防设备之类的重要负荷有过负荷不跳闸要求的，则可选用只带电磁脱扣器的CB级ATSE。

（3）对于不同性质及不同重要级别负荷混合供电的，则可采用不带保护脱扣器的CB级ATSE。

值得注意的是，若选用带有保护脱扣CB级ATSE，下级馈电断路器应与ATSE的保护脱扣器有电流和时间上的级差配合，以便提高选择性。

现在，由于要求两路电源供电的场合越来越多，而有些场合容量又较小，如果选用塑壳断路器（MCCB）组成ATSE,设计人员与用户感觉到体积较大，造价似乎也过高。

因此，一些厂家开发出了微型断路器（MCB）构成ATSE。

对于此类产品须要引起注意的是，不管哪个MCB的生产厂家、哪个型号规格，均为固定复式脱扣器，没有单带短路电磁脱扣器而不带过负荷脱扣器且过负荷只报警的MCB。

所以，目前用MCB构成ATSE不能用作消防设备用电的切换，而且MCB的一般开
断容量较低（一般小于等于l0kA）。

因此，在一些电源容量较大，离电源较近，导线截面较粗的场合还应考虑它的开断容量。

其他则类似于MCCB构成的ATSE。

2 PC级ATSE的选用
PC级ATSE中有一体式的电源转换装置，它不带任何保护脱扣器装置，却能承受20IN以上的过载电流，触头压力较大不易被斥开。

目前，市场上的PC级的ATSE有两位式与三位式之分。

所谓两位式就是 ATSE的动触头有两个位置，即一个“常用电源接通”位置与一个“备用电源接通”位置，它使负荷始终保持接通其中一路电源，符合IEC有关对消防设备电源转换开关的要求。

三位式的PC级ATSE主触头有三个工作位置，即“常用电源位”、“备用电源位”与“零位”。

其中前两个工作位置极易理解，此处“零位”有些厂家的介绍为：三位式ATSE 的功能触头在满足两位式ATSE的转换功能基础上增加一个断开位置，可同时断开两路电源，切断向负荷的供电，如用于消防时紧急断电，电力系统检修时隔离电源等场合。

实际上这样的介绍是不妥的，具有误导的作用。

此“零位”根据有关制造规范，它的主要目的是用于ATSE在带大电感或大电动机等类似负荷转换时，为避免反电势的冲击电流而作极短暂的延时之用，最多亦只能作为停电之用，并非适用于负荷维修时隔离之用。

据笔者所知，目前没有哪个厂家对三位式ATSE 的“零位”做过电源隔离功能试验。

因此，对于PC级ATSE的电源侧，从维修角度和保护角度综合考虑，应装隔离开关、熔断器式刀开关或选择带有隔离功能的MCCB。

笔者推荐使用隔离开关，它有以下优点：
（1）根据有关设计规范，重要负荷多为从配电室以放射式供电，这样前后级容易配合，不会造成配电级数过多。

（2）在ATSE的双电源切换箱中有两路电源，如采用隔离开关，其动触头在断开位置时可锁定，并且有可见的明显断开点，使维修人员一目了然。

（3）隔离开关有较高的额定冲击耐受电压，极低的泄漏电流，故选用隔离开关是首选的器件。

对于用断路器构成的CB级ATSE前级是否要求再安装隔离开关，在设计行业中也有不同的认识。

目前的许多MCCB、MCB均能达到隔离功能要求，所以用此类的断路器构成的ATSE，从理论上说可以不必再装隔离电器。

笔者以为：切换箱中有两路不同的电源，从维修方便和安全的角度出发，进线宜加装隔离电器；当然，如果构成ATSE的断路器没有达到隔离功能，则进线端必须加装隔离电器了。

3 ATSE极数的选用
对于ATSE的极数选用，大家也要引起重视。

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-1992）等有关设计规范，两种不同接地形式之间的电源切换、正常供电与备用发龟机之间的电源切换、ATSE下接负荷三相严重不平衡及谐波容量较高的两路三相四线配电线之间切换、进线电源侧带剩余电流保护的两路电源间的切换应采用四极型ATSE，其他场合宜用三极为妥价不然，体积大、造价高，还易引起断中性线故障的发生。

4 ATSE不宜加装剩余电流保护与过电压保护装置
目前，我国有关电气规范中，对于人身防触电、防电气火灾及设备的安全运行等都基本与IEC接轨了。

因此，剩余电流的检测与保护、线路的操作过电压、雷击过电压的防范均作为强制性规范在执行。

一些电器生产厂家为满足设计与客户的需求，对有关电器产品也不断推陈出新，ATSE当然也不例外。

为此，有的厂家提出了在ATSE中加装剩余电流保护与有关过电压保护装置。

笔者从一个设计人员的角度认为，开发这种产品的出发点是不错的，但似乎没必要口ATSE的定义就是电源自动转换开关，亦就决定了自动转换开关是两个电源之间的转换为己任。

它应用的场合范围广和环境复杂，而且剩余电流检测、雷电和操作过电压也是一个根据使用环境、安装方式和安装地点等因素而千变万化的。

一个ATSE 不可能包罗万象，如这样做势必导致ATSE的规格繁琐，成本提高。

因此，笔者认为如果厂家一定要开发此类产品，是否以模块的型式，作为附件加装，以供有此类要求的用户选用。

作为电气设计人员，应尽量根据使用功能、安装环境、用户要求等具体使用条件，在有关供电、配电线路上和发电馈电柜内加装有关保护电器。

一来可以按实际需要所装，灵活应用，更符合现场实际；二来可以降低成
本；最主要可提高供电可靠性。

因为电器产品的特点是多一个元件就多一份故障的可能性，而ATSE本身应用的场合就是要求供电的可靠性提高。

5 结语
总而言之，在选用ATSE产品时，一定要根据负荷的性质，使用场合、安装条件等综合考虑，不能顾此失彼，要使选用的ATSE真正发挥它最大的功能。

对ATSE的生产厂家要求能朝智能化、网络化方向发展，进一步提高和完善该产品的质量和实用功能。