（江蘇省建筑設計研究院有限公司  江蘇 南京  210019）
　　摘要：本文通過對自動轉換開關電器（ATSE）的結構形式和分類的闡述分析，討論了ATSE的設計選型要點和使用中應該注意的問題。
　　關鍵詞：自動轉換開關；ATSE；CB級；PC級；動作時間

1 概述
　　自動轉換開關電器，即ATSE(Automatic Transfer Switching Equipment)。它由一個（或幾個）轉換開關電器和其它必需的電器（轉換控制器）組成，用于監測電源電路，并將一個或多個負載電路從一個電源轉至另一個電源，以確保重要負荷連續安全、可靠運行。
　　在低壓配電系統中，依據《供配電系統設計規范》GB50052-95與《民用建筑電氣設計規范》JGJ/16-2008的要求：對于較重要的一、二級負荷，應采用雙電源或雙回路供電，對一、二級消防用電設備的供電，應在最末一級配電箱處做自動切換。因此，ATSE在工程中得到了廣泛的應用，對產品的正確認識，合理選擇，合理使用也變得越來越重要。
2  ATSE的結構形式、分類及市場應用情況
　　ATSE的結構一般由三部分組成：開關本體（或者稱為主觸頭開關）+控制器+傳動機構（包括驅動機構和傳動機構）。而開關本體又有PC級(整體式)與CB級(斷路器)之分。
　　PC級：能夠接通、承載、但不用于分斷短路電流的ATSE。
　　CB級：配備過電流脫扣器的ATSE，它的主觸頭能夠接通并用于分斷短路電流。
　　控制器主要用來檢測被監測電源(兩路)的工作狀況，當被監測的電源發生故障(如任意一相斷相、欠壓、失壓或頻率出現偏差)時，控制器發出動作指令，通過傳動機構控制開關本體從一個電源自動轉換至另一個電源。
　　國內市場用于兩路電源轉換的電器產品主要有三類，
　　一是由接觸器組成的ATSE。 其結構形式為：兩個接觸器+機械連鎖+控制器。 該類產品是我國最早生產的雙電源轉換開關，其優點是價格低，機械及電氣壽命高，產品體積小，由成套廠家自行組裝，生產制作方便。缺點是接觸器線圈長期通電耗能，且受電網波動線圈易燒毀，觸頭因抖動易熔焊，其產品的機械聯鎖、電氣可靠性很低。目前此類產品逐步被CB級和一體化PC級ATSE所替代，工程中越來越少采用。
　　二是由斷路器組成的CB級ATSE, 其結構形式為：兩個斷路器+傳動機構（電機驅動+轉動板/撥動版）+控制器。該類產品由兩斷路器改造而成，另配機械聯鎖裝置，具有短路或過電流保護功能。
　　三是一體化PC級ATSE。該類產品只有電源轉換功能，沒有短路及過載保護功能，整個開關都是獨立重新設計的一體式結構形式。
　　中國電器工業協會通用低壓電器分會和上海電器科學研究所(集團)有限公司于2007年第4季度曾聯合對ATSE中國市場情況進行調研，調查對象包括在中國大陸市場進行生產、銷售的內、外資企業，調查的產品主要為PC型和CB型。其中， PC型產品包含3種型式， CB型產品也包括3種型式(MCB、MCCB、ACB組合的ATSE)。
　　從調查數據分析，我國雙電源ATSE總量在30萬臺左右，產值約15億元，已獲得廣泛應用，在低壓電器產品中占有一定地位。從ATSE兩種最基本形式CB型、PC型比較看，產量和臺數基本相當，PC型產值型略高一些。從增長幅度看，PC型增長高于CB型增長約3. 5個百分點。從生產企業分析，PC型大部分為外資企業，CB型內資企業與外資企業相當，內資企業略占多數。
3  CB級和PC級ATSE的選擇
　　CB級ATSE具有短路保護功能，實現了雙電源切換和短路保護功能，減少了連接點，價格相對于PC級ATSE較低。從ATSE保障電源供應的角度看，不允許過載切換，所以，不能采用具有過載保護功能的斷路器作為ATSE主觸頭開關電器。因此，在工程設計中，應選擇不帶過載保護功能的塑殼斷路器（MCCB），不宜采用微型斷路器。
　　同時CB級ATSE的低壓斷路器選型與上下級出線回路低壓斷路器選型配合應滿足配電保護選擇性的要求，否則容易導致上下級同時跳閘。試考慮如下情況：當一臺ATSE帶幾路負荷時，由于某路負荷回路出現故障，導致了ATSE的斷路器與下級斷路器同時跳閘后，由于ATSE控制器僅檢測ATSE進線端電源狀態，當正常電源側電壓或頻率都正常時，ATSE的控制器檢測不到電源故障，開關就不會自動轉換, 就會造成同一ATSE下的其他重要負荷電源供電中斷的事故。因此，在工程設計中，消防負荷等重要負荷應避免采用CB級ATSE。
　　PC級ATSE只有電源轉換功能，沒有短路及過載保護功能，整個開關都是獨立重新設計的一體式結構形式，操作機構簡單、可靠，主觸頭切換容量大，抗氧化性能好，耐短路電流沖擊能力強，轉換速度快。如果出現ATSE前端與后端斷路器選擇性保護不當，同時跳閘，ATSE能夠檢測到電源停電，將會轉換到備用電源，確保其他重要負荷供電。對于一級負荷以及一、二級消防負荷采用一體化結構的PC級ATSE，可以大大提高設備的配電可靠安全性。
4  ATSE前端是否應設保護電器
　　關于ATSE前面有沒必要加開關？開關選擇應該用斷路器還是隔離開關？筆者平時與同行交流時，經常會遇到對這些問題的爭論。筆者認為，要不要加開關、加何種開關，要根據ATSE的自身結構分析和規范要求來確定。
　　目前ATSE有二段式和三段式兩種。二段式開關主觸頭僅有兩個工作位（正常電源位和備用電源位），這種ATSE轉換動作時間較快；三段式開關主觸頭有三個工作位，多個“零位”，零位時主觸頭處于空檔，負載斷電時間相對較長，是二段式的2~3倍。
　　有些工程人員認為，既然三段式ATSE中有“零位”，那么在檢修時只需將主觸頭置于零位，便可實現隔離目的。這種做法是不可取的。三段式ATSE設置“零位”的主要作用是當負載為高感抗或大電機負載時，為避免沖擊電流做“暫態停留”之用；另在實際設計中又兼做非消防電源斷電之用，而非用于負載維修時隔離之用。根據國標《低壓配電設計規范》GB50054-95第2.1.3條及第2.1.6條的規定，考慮ATSE自身的檢修和維護實際需要，在配電系統中ATSE前端還是應設置隔離電器。
　　至于開關選擇應該用斷路器還是隔離開關這個問題，應由ATSE是選擇了CB級的還是PC級、以及ATSE與電源干線間的關系來決定。由于CB級ATSE本身已具有短路保護功能，所以CB級ATSE前端只需設置負荷隔離開關便可。對于PC級ATSE，當配電系統采用樹干式供電時，其ATSE前端應設置符合隔離要求的斷路器，從而實現隔離和短路保護功能的要求；當采用放射式供電時，由于上級已經設置了斷路器保護，ATSE前端只須設隔離開關即可。
5  ATSE動作時間的選擇
　　根據GB/T14048.11-2002《自動轉換開關電器》的規定，一臺ATSE轉換速度有五種動作時間（觸頭轉換時間、轉換動作時間、總動作時間、返回轉換時間、斷電時間）。一般設計人員應注意“總動作時間”或者“轉換動作時間”，以滿足不同配電系統的要求。二段式PC級ATSE總動作時間一般為50~250ms，三段式PC級ATSE總動作時間一般為350~600ms，CB級ATSE總動作時間一般為2000~3000ms。
　　在常用電源轉換至備用電源時，為防止備用電源瞬態波動或失壓，并且防止電力設備（如大電機）斷電即接通啟動可能造成機械損傷或對設備產生不良影響時，應采用具有延時檢測功能的ATSE。目前ATSE的轉換延時普遍設為1～8秒，使用時設為3秒比較合適，它不會影響用電設備或照明等的正常使用。當備用電源轉換至常用電源時，廠家普遍均有1～300秒的延時，以確認常用電源己恢復正常能穩定供電。使用時2分鐘比較合適。在延時時間內，ATSE一直在向負載供電，不會影響電器設備使用。
6  結束語
　　隨著技術的不斷發展和進步，自動轉換開關電器（ATSE）必然向大電流、更多電壓等級、切換可靠性更高、功能更完善的方向發展，在工業與民用建筑中將得到更廣泛的應用。如何正確的選擇和使用ATSE，對于重要負荷的配電安全至關重要。以上這些是我對ATSE的一點淺薄的看法，不妥之處還希望各位電氣同行指點。

參考文獻：
【1】《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16-2008
【2】《低壓配電設計規范》GB50054-2011
【3】《低壓開關設備與控制設備第6部分：多功能電器第1篇 自動轉換開關電器》GB/T14048.11-2002
【4】 何瑞華. 一種新型雙電源自動轉換開關及其應用. 低壓電器[J]. 2008.9,51~54