双电源转换开关选择

ATSC即双电源自动转换开关，由一个（或几个）转换开关电器和其他必需的电器（转换控制器）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转换至另一个电源的开关电器。

作为消防负荷和其他重要负荷的末端互投装置，ATSE在工程中得到了广泛的应用，正确合理的选择ATSE可确保重要负荷的可靠供电，ATSE在重要负荷的供电系统中是不可缺少和重要的一个环节。

ATSE目前在我国经历了四个发展阶段，即两接触器型、两断路器型、励磁式专用转换开关和电动式专用转换开关。

两接触器型转换开关为第一代，是我国最早生产的双电源转换开关，它是由两台接触器搭接而成的简易电源，这种装置因机械联锁不可靠、耗电大等缺点，因而在工程中越来越少采用。

两断路器式转换开关为第二代，也就是我国国家标准和IEC标准中所提到的CB级ATSE，它是由两断路器改造而成，另配机械联锁装置，可具有短路或过电流保护功能，但是机械联锁不可靠。

励磁式专用转化开关为第三代，它是由励磁式接触器外加控制器构成的一个整体装置，机械联锁可靠，转换由电磁线圈产生吸引力来驱动开关，速度快。

电动式专用转换开关为第四代，是PC级ATSE，其主体为符合隔离开关，为机电一体式开关电器，转换由电机驱动，转换平稳且速度快，并且具有过0位功能。

ATSE的发展趋向主要包括两个方面，其一是开关主体，具备很高的抗冲击电流能力，并且可频繁转换；具有可靠的机械联锁，确保任何状态下两路电源不能并列运行；不允许带熔丝或脱跳装置，以防止双电源开关因过载而造成输出端无电现象；具备0位功能，并且隔离距离大，以便能够承受更高的冲击电压（8KV）以上；四级开关具备N级先合后分的功能，以防止ATSE在切换时，不同系统中N线上电位漂移，使电流走向不一致或分流，造成剩余电流保护装置误动作。

其二是控制器，采用微处理器智能化产品，检测模块应具有较高的检测精度和宽的参数设定范围，包括电压、频率、延时时间等；具备良好的电磁兼容性，应能承受住主回路的电压波动，浪涌保护，谐波干扰，电磁干扰等；转换时间快，且延时可调；可为用户提供各种信号及消防联动接口，通信接口。

从ATSE的发展过程和发展趋向可以看出，PC级ATSE在工程中的应用将成为主流。

值得一提的是，《固定式消防泵驱动器－控制器》（IEC标准修正草案）中指出，ATSE 不应带短路和过电流保护功能。

而CB级ATSE不能够满足这一点，一旦出现短路和过电流的
情况，脱扣器脱扣，造成电源侧虽然有电，而负载没电的情况，不能满足一、二级负荷对供电的要求。

IEC标准修订的趋向也证明了PC级ATSE在工程中的推广是必然的。

这也是我们为什么要单独对PC级ATSE进行阐述的理由。

标准中还将ATS分成PC级和CB级2个级别。

PC级ATS采用一体式转换结构，励磁驱动（Drive），容易可靠，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，仅有CB级的1/2.具有耐短时电流。

CB级ATS是由两台断路器为基础，由控制器控制带有机械连锁的电动传动机构来实现2路电源的自动转换。

切换时间1-2s。

PC级双电源用在要求较高的场合，CB级用在一般的使用场合，CB级的双电源的价格比PC级的低。

PC级双电源是有符合隔离开关组成，能够接通，承载，但不用于分断短路电流的双电源转换开关。

CB级双电源是配备过流脱扣器（断路器）的双电源，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。

浅谈CB级与PC级自动转换开关（ATSE）的区别及应用
本文在了解了自动转换开关（ATSE）这一概念和分类的基础上，通过对CB级与PC级自动转换开关的对比与分析，指出两种自动转换开关的区别，对于合理选择与使用自动转换开关电器（ATSE）有着重要的意义。

关键词自动转换开关；B级；PC级；区别；
自动转换开关（ATSE）的概念及分类
自动转换开关（Automatic Transfer Switching Equipment）作为一种常用的电器开关设备，它的作用主要体现在通过两路可用的供电电源间，选择一路安全、可靠的电源向负载供电，能够保证负载用电的连续性。

以GB/T14048.11-2002《低压开关设备和控制设备》对自动转换开关的定义为：自动转换开关电器（ATSE）是由必需的电器和一个（或几个）转换开关电
器组成，并将单个或若干个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源用于监测电源电路的电器。

自动转换开关（ATSE）一般包括通过进线端相连的控制器和开关本体。

在电源的工作状况中，一旦控制器监测到电源发生故障时，控制器立即发出动作命令。

开关本体的功能则是带着负载完成从一个电源至另一个电源的自动转换。

开关本体又分为CB级和PC级，CB 级开关本体主要由两个相同的断路器和机械连锁操作机构组成；PC级开关本体有两种结构形式，一种是由两个相同的隔离开关或负荷开关和机械连锁操作机构组成，另一种是整体式专用PC级自动转换开关，整个开关（包括触头材料、压力、分离速度、灭弧机构、传动机构等）都是独立重新设计的。

2 CB级与PC级自动转换开关的区别CB级能够接通并用于分断短路电流，PC级能够接通和承载，但不用于分断短路电流。

除以上区别外，还包括以下几个方面的不同：1）机构设计理念不同：由断路器组成CB级，断路器要求机构应快速脱扣，以便能很好地完成分断电弧的任务，而PC级产品的可靠性远高于CB级产品，也就根本不会存在滑扣、再扣问题；2）触头耐受电流不同：CB级主要承担分断短路电流的责任，当供电线路发生短路时，断路器的触头压力较小，一般不能承受短时耐受电流，易被斥开并产生限流作用。

相比之下，PC级触头压力较大，不易被斥开和熔焊，因此能承受20Ie甚至以上过载电流，PC级触头耐受电流的这个特性在消防供电系统中的应用非常重要；3）安全性不同：为了使分断电弧的效果更好，CB级一般选择银钨、银碳化钨材料等触头材料。

由于备用触头经常暴露于空气中，经空气的氧化，其表面易形成一种物质，此种物质阻碍导电且不易消除。

PC级则采取措施避免了此种备用触头投入使用时，触头温升增高易造成开关烧毁甚至爆炸的安全隐患，显然CB级安全系数低于PC级。

此外PC级充分考虑了两路电源在转换过程中存在电源叠加问题，PC级的标准要求电气间隙、爬电距离是CB级的180%和150%，因此PC级安全性更好。

3 如何合理选择与使用自动转换开关（ATSE）1）从负荷的重要性方面来分析：由于消防负荷不允许过负荷保护，所以消防负荷、一级负荷或特级负荷供电时，不允许采用具有过载保护功能的CB级自动转换开关，应选用PC 级ATSE 为自动转换开关。

普通二级负荷供电时，自动转换开关选用CB 级ATSE，如果条件允许时，建议优先选用PC级ATSE；2）从供电方式方面来分析：容量较大负荷时采用放射式供电方案，无论哪条支路发生短路故障，该支路和上级正常供电主断路器同时动作，自动转换开关（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，也不会存在将故障范围扩大的风险。

因此在这种供电方案中ATSE 前不需加保护电器；而使用树干式供电方式，若将双电源互投前的断路器去掉，则当树干中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，因此PC 级自动转换开关（ATSE）前需增加熔断器或断路器；3）从时间的投入情况来分析：自动转换开关（ATSE）CB级的总动作时间一般在2 000ms~3 000ms ，PC级（二位式）一般在50ms~250ms，三位式一般在350ms~600ms。

应急照明的断电时间必须小于 1.5s，医疗、商业及金融交易的断电时间必须小于 1.5s，CB 级的转换时间不可能小于1.5s，因此应采用PC级自动转换开关。

总之，选择CB 级或PC 级ATSE 时，应根据负荷的重要性、供电方式及投入时间等综合因素进行考虑。

自动转换开关（ATSE）一般采用电阻吸收、减负荷或延时转换这3种解决方法来避免切换过程引起的冲击电流。

是因为电源相位差距较大时，大电动机类负载在运行切换中受到巨大的机械应力冲击，同时产生的反电势引起的过电流还会造成熔断器熔断或断路器脱扣。

4 结论自动转换开关（ATSE）的应用领域非常广泛。

又因为在重要场所常常用到这种产品，它的可靠性就显得至关重要。

转换一旦失败造成的电源间短路或重要负荷断电，小则会带来经济上的损失，严重则可能使生命处于危险之中，造成社会为题。

因此选用自动转换开关（ATSE）的出发点应从重要负载停电可能发生的损失方面考虑。

参考文献[1]中华人民共和国建设部.JGJ16-2008 民用建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008. [2]国家技术监督局.GB/T14048.11-2002 开关设备和控制设备第6部分：多功能电器第1篇：自动转换开关电器[S].北京：中国标准出版社，2002. [3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50052-2009 供配电系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010
在现阶段使用中的双电源自动切换开关主要分为PC级和CB级两种类型。

PC级双电源自动切换开关在很多时候都是优先选择的类型。

但是这不意味着CB级双电源自动转换开关就没用。

有些地方是需要选择CB级双电源的。

下面介绍PC级和CB级双电源自动切换开关的选型区别。

PC级双电源自动切换开关的可靠性高于CB级双电源自动切换开关：到目前为止，世界上CB级双电源自动切换开关都是由两个断路器构成本体，是各种双电源自动切换开关解决方案中结构最复杂的方案（运动部件比PC级双电源自动切换开关多一倍以上），按照“结构越复杂，可靠性越低”的原则，CB级双电源自动切换开关的可靠性低于PC级双电源自动切换开关的可靠性（就如同断路器的可靠性低于负荷开关的可靠性一样的道理）。

CB级双电源自动切换开关，实际上就是一个断路器，要按照选择断路器的原则和方式，选择CB级双电源自动切换开关断路器的参数。

如果决定选择某一个品牌，一定要校验该品牌采用的断路器是否符合安装位置对断路器的要求。

基于本文前述理由，建议选择仅有短路保护功能的MCCB作为CB级双电源自动切换开关本体开关。

注：这一点往往被忽视，大多数设计师选用CB级双电源自动切换开关时，仅仅标注产品的型号、电流等级和级数，忽视了其所用断路器的型号、规格等。

如果CB级双电源自动切换开关所用的断路器不合适，就相当于错误使用断路器，危害很大。

PC级双电源自动切换开关要校验额定限制短路电流：双电源自动切换开关是重要开关，必需具备抵抗安装地点电流冲击的能力。

双电源自动切换开关标准是用Icw或者额定限制短路电流（其概念是指双电源自动切换开关前端SCPD保护动作完成后，双电源自动切换开关仍然能够可靠的转换和导电）表示开关的抗电流冲击能力。

在现阶段使用中的双电源自动切换开关主要分为PC级和CB级两种类型。

PC级双电源自动切换开关在很多时候都是优先选择的类型。

但是这不意味着CB级双电源自动转换开关就没用。

有些地方是需要选择CB级双电源的。

下面介绍PC级和CB级双电源自动切换开关的选型区别。

PC级双电源自动切换开关的可靠性高于CB级双电源自动切换开关：到目前为止，世界上CB级双电源自动切换开关都是由两个断路器构成本体，是各种双电源自动切换开关解决方案中结构最复杂的方案（运动部件比PC级双电源自动切换开关多一倍以上），按照“结构越复杂，可靠性越低”的原则，CB级双电源自动切换开关的可靠性低于PC级双电源自动切换开关的可靠性（就如同断路器的可靠性低于负荷开关的可靠性一样的道理）。

CB级双电源自动切换开关，实际上就是一个断路器，要按照选择断路器的原则和方式，选择CB级双电源自动切换开关断路器的参数。

如果决定选择某一个品牌，一定要校验该品牌采用的断路器是否符合安装位置对断路器的要求。

基于本文前述理由，建议选择仅有短路保护功能的MCCB作为CB级双电源自动切换开关本体开关。

注：这一点往往被忽视，大多数设计师选用CB级双电源自动切换开关时，仅仅标注产品的型号、电流等级和级数，忽视了其所用断路器的型号、规格等。

如果CB级双电源自动
切换开关所用的断路器不合适，就相当于错误使用断路器，危害很大。

PC级双电源自动切换开关要校验额定限制短路电流：双电源自动切换开关是重要开关，必需具备抵抗安装地点电流冲击的能力。

双电源自动切换开关标准是用Icw或者额定限制短路电流（其概念是指双电源自动切换开关前端SCPD保护动作完成后，双电源自动切换开关仍然能够可靠的转换和导电）表示开关的抗电流冲击能力。

注：直接用Icw参数，不容易校验双电源自动切换开关是否能够抵抗冲击，实际上，双电源自动切换开关所在地点短路电流的大小和时间，取决于前端SCPD，所以，额定限制短路电流是更加有效的参数，可以直接使用。

由于不同SCPD短路电流的时间差异很大，所以，选择时要注意厂商资料提供的SCPD 型式。

最新送审的《民规》已经明确提出：“微断不宜用作CB级双电源自动切换开关的主开关”。

同时明确规定：“当采用CB级双电源自动切换开关为消防负荷供电时，应采用仅具有短路保护功能的断路器组成的双电源自动切换开关，其保护选择性应与上下级保护电器相配合。

”
所有需要设置双电源自动切换开关的地方，都可以采用PC级双电源自动切换开关（如果系统需要短路保护功能，只需在PC级双电源自动切换开关前端设置短路保护电器即可）；
按照《IEC62091固定式消防泵控制器》标准，用于消防泵的双电源自动切换开关只能够采用PC级双电源自动切换开关；
PC级双电源
能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE
摘自中华人民共和国国家标准GB 14048.11-2008
双电源自动转换开关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。

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。

CB级双电源
配备过电流脱扣器的ATSE
它的主触头能够接通并用于分断短路电流
摘自中华人民共和国国家标准GB 14048.11-2008
双电源自动转换开关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 级双电源产品及PC级双电源产品孰优孰劣？
不能泛泛而谈，需根据不同的现场需求，不同厂家产品的制造技术、工艺、品质管理而定。

选择性是配电系统的基本要求，对CB级产品而言，可以根据生产厂家提供的数据进行选型，实现选择性；对PC级产品而言，就需要在ATSE的进线端加装短路电流保护器：熔断器或断路器，来实现选择性的要求。

CB级产品自身带有电流故障保护有利于降低成本及系统复杂度。

对于消防泵类负载，发生火警时，设备的安全和供电的连续性相比已不再是首要考虑的因素，此时PC级产品比较适合。

但对照明类负荷或生产过程电动机负载，CB级产品的保护特性将保证供电连续性及负载安全，如果选用PC级产品，则必须在进线端加过电流保护电器，加大箱体的尺寸和造价，同时易出现故障状态下的重合闸，扩大事故的影响范围。

所以CB级产品和PC级产品的选择，视具体应用而定。

CB级与PC级ATSE两者有以下几点区别
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，要求机构快速脱扣。

因而可能存在滑扣、再扣不可靠因素；而PC级机构不存在该方面问题。

PC级产品的可靠性远高于CB级产品。

断路器（MCCB）一般不承受短时耐受电流，触头压力较小。

当供电电路发生短路时，断路器的动触头被斥开并产生限流作用，从而分断短路电流；而PC级ATSE应承受20Ie及以上过载电流，触头压力要求较大，因而ATSE触头不易被斥开，也不易被熔焊。

这一特性对消防供电系统尤为重要。

2、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）。

因而PC级ATSE安全性更好。

3、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、难驱除的氧化物，当备用触头一但投入使用，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。