互投開關(guān)原理和比較

1、1 工作原理的概述 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器簡稱為ATS，是Automatic transfer switching equipment的縮寫。ATS主要用在緊急供電系統(tǒng)，將負(fù)載電路從一個電源自動換接至另一個（備用）電源的開關(guān)電器，以確保重要負(fù)荷連續(xù)、可靠運(yùn)行。因此，ATS常常應(yīng)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二種危害之一，其電源間的短路或重要負(fù)荷斷電（甚至短暫停電），其后果都是嚴(yán)重的，這不僅僅會帶來經(jīng)濟(jì)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(dá)國家都把自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的生產(chǎn)、使用列為重點(diǎn)產(chǎn)品加以限制與規(guī)范。 ATS一般

2、由兩部分組成：開關(guān)本體+控制器。而開關(guān)本體又有PC級（整體式）與CB級（斷路器）之分。 1. PC級：一體式結(jié)構(gòu)（三點(diǎn)式）。它是雙電源切換的專用開關(guān)，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(diǎn)，但需要配備短路保護(hù)電器。 2. CB級：配備過電流脫扣器的ATS，它的主觸頭能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｋ怯蓛膳_斷路器加機(jī)械連鎖組成，具有短路保護(hù)功能； 控制器主要用來檢測被監(jiān)測電源（兩路）工作狀況，當(dāng)被監(jiān)測的電源發(fā)生故障（如任意一相斷相、欠壓、失壓或頻率出現(xiàn)偏差）時，控制器發(fā)出動作指令，開關(guān)本體則帶著負(fù)載從一個電源自動轉(zhuǎn)換至另一個電源，備用電源其容量一般僅是常用電源容

3、量的20%30%。圖1是典型ATS應(yīng)用電路。控制器與開關(guān)本體進(jìn)線端相連。 ATS的控制器一般應(yīng)有非重要負(fù)荷選擇功能。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(diǎn)。 2 CB級和PC級ATS性能比較 2.1兩者機(jī)械設(shè)計(jì)理念不同 CB級是由斷路器組成，而斷路器是以分?jǐn)嚯娀橐讶危笏臋C(jī)械應(yīng)快速脫扣。因而斷路器的機(jī)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(yuǎn)高于CB級產(chǎn)品。 2.2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(dāng)觸頭被斥開產(chǎn)生限流作用，從而分?jǐn)喽搪冯?/p>

4、流；而PC級ATSE應(yīng)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。 2.3兩路電源在轉(zhuǎn)換過程中存在電源疊加問題 PC級ATSE充分考慮了這一因素。PC級ATSE的電氣間隙、爬電距離的180%、150%（標(biāo)準(zhǔn)要求）。因而PC級ATSE安全性更好。 2.4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?jǐn)嚯娀?。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(dǎo)電、難驅(qū)除的氧化物，當(dāng)備用觸頭一但投入使用，觸頭溫升增高易造成開關(guān)燒毀甚至爆炸；而PC級ATSE充分考慮了觸頭材料氧化帶來的后果。 3 PC級AT

5、S的相關(guān)參數(shù)選擇 3.1 用類別選擇 3.1.1目前，我國市場上PC級ATSE有兩種使用類別。一是適用于AC-33B；另一種適用于AC-31B；開關(guān)的使用類別表示其控制負(fù)載的能力。 C-33B/A*：適用電動機(jī)混合負(fù)載。既包含電動機(jī)、電阻負(fù)載和30%以下白熾燈負(fù)載，接通與分?jǐn)嚯娏鳛?Ie，COSj=0.5； C-31B/A*：適用無感或微感負(fù)載，接通與分?jǐn)嚯娏鳛?.5Ie，COSj=0.8； （*B：表示不頻繁操作；A：表示頻繁操作。） 由于ATSE較難通過AC-33B試驗(yàn)。因此，一些制造廠降低開關(guān)使用要求，才選擇AC-31B使用類別。顯而易見選擇使用AC-33B的ATSE比選擇使用AC-31

6、B的ATSE更安全、可靠。 3.1.2小容量ATSE（100A）通常帶電動機(jī)負(fù)載（如消防泵）直接轉(zhuǎn)換，最好具有AC-3指標(biāo)(直接通斷鼠籠型電動機(jī)), 按接通10Ie /分?jǐn)?Ie /COSj=0.45要求進(jìn)行考核。使用該產(chǎn)品更安全。 3.2 短路保護(hù)電器選擇 PC級ATSE不具有短路保護(hù)功能，因此，需配短路保護(hù)電器。短路保護(hù)電器一般有兩種，熔斷器或斷路器。由于熔斷器限流性能好，限制短路電流能力強(qiáng)，它常被使用在系統(tǒng)出現(xiàn)預(yù)期短路電流大的地點(diǎn)處；而斷路器限流性能差，額定限制短路電流能力低。不同的企業(yè)ATSE產(chǎn)品規(guī)定的額定限制短路電流不同，表1為RTQ1（TP1）自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器所規(guī)定的額定限制短路電

7、流值。在選擇短路保護(hù)電器額定電流值時，一般的原則是短路保護(hù)電器（熔斷器或斷路器）與被保護(hù)電器（ATSE）額定框架電流值一致（即1:1）。 3.3 段式與三段式選擇 二段式ATSE開關(guān)主觸頭僅有兩個工作位，即“常用電源位”與“備用電源位”，負(fù)載不會出現(xiàn)長期斷電情況，供電可靠性高，轉(zhuǎn)換動作時間快。 三段式ATSE開關(guān)主觸頭有三個工作位，多個“零位（是指電動狀態(tài)下）”，即主觸頭處于空擋，負(fù)載斷電時間相對較長，是二段式斷電時間的2-3倍。 三段式的“零位”主要是用于ATSE在帶高感抗或大電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)換時，為避免沖擊電流做“暫態(tài)停留”之用；而非用于負(fù)載維修時隔離之用。維修時的隔離一定要選擇隔離開關(guān)，它更安全。因?yàn)椋綦x開關(guān)必須具有以下功能： 動觸頭在斷開位置時可鎖定或可視； 具有較高的額定沖擊耐受電壓（1.25倍）； 在任何情況下，極限泄漏電流不應(yīng)超過6mA。 4. ATS動作時間選擇 衡量一臺ATSE轉(zhuǎn)換速度有5種動作時間（見GB/T14048.11）。ATSE應(yīng)向用戶至少提供一種動作時間，便于用戶依據(jù)使用要求進(jìn)行選擇。 4.1 觸頭轉(zhuǎn)換時間 測定從第一組主觸頭斷開常用電源起至第二組主觸頭閉合備用電源為止的時間。 4.2 換動作時間 測定從主電源被監(jiān)測到偏差的瞬間起至主觸頭閉合備用電源為止的時間（含機(jī)構(gòu)動作時間），不包括特意引入（控制器）的延時。 4.3 總動作時間