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双电源转换开关知识学习

  • 来源:未知 原创
  • 时间:2018-05-08
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            自动转换开关电器简称为ATSE(俗称双电源转换开关),是Automatic transfer switching equipment的缩写。ATSE主要用在紧急供电系统,将负载电路从一个电源自动换接至另一个(备用)电源的开关电器,以确保重要负荷连续、可靠运行。因此,ATSE常常应用在重要用电场所,其产品可靠性尤为重要。转换一旦失败将会造成以下二种危害之一,其电源间的短路或重要负荷断电(甚至短暂停电),其后果都是严重的,这不仅仅会带来经济损失(使生产停顿、金融瘫痪),也可能造成社会问题(使生命及安全处于危险之中)。因此,工业发达国家都把自动转换开关电器的生产、使用列为重点产品加以限制与规范。双电源转换开关的组成:ATSE一般由两部分组成:开关本体+控制器。而开关本体又有PC级(整体式)与CB级(断路器)之分。PC级:能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE。(如下图)。其主体是负荷(隔离)开关,为机电一体式开关电器,转换机构由电机或励磁驱动。




             CB级: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。(如下图)由断路器(微型断路器或塑壳断路器)另配机械联锁装置。控制器主要用来检测被监测电源(两路)工作状况,当被监测的电源发生故障(如任意一相断相、欠压、失压或频率出现偏差)时,控制器发出动作指令,开关本体则带着负载从一个电源自动转换至另一个电源,图1是典型ATSE应用电路。控制器与开关本体进线端相连国内市场用于两路电源转换电器的产品目前有四类。第一类:是由接触器组成的转换开关第二类:是由断路器组成的转换开关;第三类:用电动负荷开关(符合GB14048.3标准)完成两路电源转换的产品;第四类:电动式专用转换开关,为PC级(一体式)ATSE。由接触器组成的ATSE产品,它的优点是价格低;缺点是线圈长期通电耗能易烧毁,产品的接通分断能力低,触头易抖动、熔焊,其产品可靠性很低,尤其是在带负荷转换时易出现爆炸性事故,这类产品在国外已被淘汰并禁止使用。为克服上述产品缺点,生产断路器企业推出了CB级ATSE,CB级ATSE是由断路器加机械连锁组成,CB级的ATSE为机械保持,触头的接通与分断能力有所提高,但又不是理想的ATSE产品。因此,市场出现了第三类产品-电动负荷开关,这类产品是由两台负荷开关组合加上电操装置组成,产品操作的可靠性又有较大提高,但触头灭弧系统是以分断一次电弧要求设计的,用在双电源电路切换,也存在不合理因素。为此,市场呼唤着理想的ATSE产品。PC级(一体式)ATSE产品综合了上述产品优点,克服了其缺点,是目前国内外市场较理想的双电源转换产品。





           ATSEPC级(一体式)ATSE以美国为代表的ATSE技术代表着当今世界PC级ATSE先进水平。因为,ATSE产品率先是在军工领域得到使用,如雷达、通讯、航天等领域,而美国在上述领域处于世界领先地位,因此,美国对ATSE产品有较高要求,他们将ATSE产品视为电源一部分,为了提高其产品可靠性,不惜采用黄金作为触头材料。因此,在产品开发、研制方面投入较大。目前美国生产ATSE产品规模较大的企业有三至四家,如ONAN、ASCO、GE-ZENITH,主要生产PC级(一体式)ATSE产品,除基本型外,还有瞬间并联型、旁路-隔离型、延时转换型等。图2,图3分别为ONAN,ASCO产品机构及触头系统示意图。电子式ATSE为满足不停电电源要求,国外一些大公司推出以可控硅为主的电子式ATSE,额定工作电流100A~1200A,检测、转换时间≤5ms。它主要应用在电子商务网站、计算机数据中心、半导体芯片制造业及紧急救援中心等要害部门B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。2.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。3. 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。4.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。观点:1、ATSE的主要作用是可靠的切换电源,短路保护并不是ATSE必备的功能,另外,从ATSE保障电源供应的角度来说,过载并不属于电源故障,不允许过载切断重要负荷的电源。CB级ATSE增加了短路保护这种可有可无的功能,反而会使ATSE的可靠性降低。在我们现实应用中,由于ATSE实际使用频率不高,这类问题没有得到充分暴露。2、按照消防规范要求,消防负荷不允许过负荷保护,所以消防类负荷不允许采用具有过载保护功能的断路器组成的CB级ATSE。这大概就是为什么近年来很多销售人员感叹PC级双电源类产品应用猛增的因素之一吧。


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