摘要：本文通過對斷路器、刀開關（電動式）和自動轉換開關三種產品在結構、性能及標準等方面進行分析與對比，指出用在雙路電源切換的理想產品為PC級ATS。
關鍵詞：轉換開關 現(xiàn)狀 選擇應用

一、國內外ATS產品現(xiàn)狀　　
雙電源自動轉換開關（ATS）主要用在緊急供電系統(tǒng)，是將負載電路從一個（常用）電源自動換接至另一個（備用）電源的開關，以確保重要負荷連續(xù)、可靠運行。因此，ATS常常應用在重要用電場所，其產品可靠性尤為重要。轉換一旦失敗將會造成以下兩種危害之一：電源間的短路或重要負荷斷電（甚至短暫停電），其后果都是嚴重的。這不僅僅會帶來經濟損失（使生產停頓、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)達國家都把雙電源自動轉換開關以及配套的轉換開關電器的生產、使用列為重點加以限制與規(guī)范。　　
我國雙電源自動轉換開關的研制和生產在90年代初還處于空白狀態(tài)，也無國家標準。國內所需的雙電源轉換裝置往往由設計、成套部門用接觸器、斷路器等產品組合而成來替代。這種方案性產品往往因沒有經過測試檢驗，其可靠性、安全性存在較大隱患（尤其是用兩臺接觸器作為兩路電源轉換，電氣連鎖極不可靠，鎖極一旦失敗，將造成兩臺電源變壓器并聯(lián)，電源并聯(lián)的后果嚴重的可催毀整個供電系統(tǒng)。之后由天津低壓電器公司開發(fā)了由斷路器+機械連鎖+控制器構成自動轉換開關電器。它的進步是由產品替代方案，并按一定技術規(guī)范進行產品試驗驗證，產品的可靠性、安全性大大提高。90年代中期，針對國內市場急需高性能、高可靠自動轉換開關電器產品的現(xiàn)狀，日本、法國、德國、美國等自動轉換開關先后打入中國市場，在一定程度上緩解了我國市場需求。　　
近幾年，我國的雙電源自動轉換開關生產企業(yè)（尤其是生產CB級ATS企業(yè)）迅速增加，其產品性能及產品質量不一，給設計、使用部門選用造成一定困難，也由于對ATS使用和選用不當，給國家財產造成很大損失。為了規(guī)范雙電源自動轉換開關（ATS）及配套電器產品的生產與選用，國家質檢總局于2002年12月頒布了GB/T14048.11-2002《自動轉換開關電器》（等同IEC60947.6.1-1998）國家標準，2003年4月1日實施。該標準將是今后ATS生產制造企業(yè)、設計使用單位、商業(yè)活動共同遵循的一部技術性法規(guī)文件，也將是3C認證依據(jù)的技術法規(guī)。　　
雙電源自動轉換開關（ATS）分PC有與CB級兩種。代表PC級的具有世界先進水平的產品有美國的ASCO及日本共立KRC�！　�
代表CB級的有法國的施耐德等�！　�
目前，國內生產CB級ATS產品的企業(yè)約幾十家，如天津低壓電器公司、天津萬高、等公司。生產PC級ATS產品的企業(yè)有無錫韓光、北京第一低壓電器、上海超韓等。生產電動式刀開關（用于雙電源切換）產品的企業(yè)也有5-6家，如法國朔高美等�！　�
自動轉換開關電器（ATSE）一般由兩部分組成：①自動轉換開關本體；②控制器。
1.1自動轉換開關本體又分兩類：　　
第一類為CB級。它是由兩臺斷路器加機械連鎖組成，具有短路保護功能；　　
第二類為PC級，一體式結構（三點式）。它是雙電源切換的專用開關，具有結構簡單、體積小、自身連鎖、轉換速度快（0.2s內）、安全、可靠等優(yōu)點，但需要配備短路保護電器。
1.2控制器　　
控制器也有兩種形式：一種由傳統(tǒng)的電磁式繼電器構成；另一種是數(shù)字電子型智能化產品。它具有性能好，參數(shù)可調及精度高，可靠性高，使用方便等優(yōu)點�！　�
國內外常見的幾種ATS產品及電動式刀開關產品的對比見表1。
常見ATS產品與電動式刀開關產品的對比表1
生產廠家    電器級別    連鎖    操作方式    觸頭系統(tǒng)    轉換時間    控制器    控制發(fā)電機組    加載負荷    符合IEC60947-6-1標準
美國ASCO    PC級    無需    單線圈    單刀雙投式    170ms    智能型    有    無    符合
日本共立    PC級    機械連鎖    單線圈    單刀雙擲式    30～80ms    智能型    有    無    符合
韓國DACO    PC級    機械連鎖    單線圈    單刀雙擲式    120ms    智能型    有    無    符合
香港斯沃    PC級    機械連鎖    單線圈    單刀雙擲式    150ms    智能型    有    無    符合
法國施耐德    電動開關    機械連鎖    兩臺電操    斷路器    1.5s    智能型    有    有    僅符合GB14048.2
天津低壓    CB級    機械連鎖    單臺電操    斷路器    2.5s    外接    有    有    符合
法國朔高美    刀開關    機械連鎖    直流電機    雙刀雙擲式    1s    ――    ――    ――    僅符合GB14048.3

二、產品結構分析對比及ATS的選擇　　
目前，國內市場上用于兩路電源切換的大致有三種開關：①CB級ATS；②PC級 ATS；③刀開關（電動）�！　�
下面從產品結構、性能及所遵循的標準三個方面，分別將CB級與PC級ATS；PC級ATS與刀開關（電動）進行對比和分析。從中不難發(fā)現(xiàn)，PC級ATS是理想的雙電源切換開關。
2.1 CB級與PC級ATS兩者有以下區(qū)別
2.1.1兩者機械設計理念不同　　
CB級是由斷路器組成，而斷路器是以分斷電弧為已任，要求它的機械應快速脫扣。因而斷路器的機構存在滑扣、再扣問題；而PC級產品不存在該方面問題。PC級產品的可靠性遠高于CB級產品。
2.1.2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，當觸頭被斥開產生限流作用，從而分斷短路電流；而PC級ATS應承受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。
2.1.3雙電源在轉換過程中存在電源疊加問題　　
PC級ATS充分考慮了這一因素。PC級ATS的電氣間隙、爬電距離的180%、150%（標準要求）。因而PC級ATS安全性更好。
2.1.4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，這有利于分斷電弧。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)易形成阻礙導電、難驅除的氧化物，當備用觸頭一但投入使用，觸頭溫升增高易造成開關燒毀甚至爆炸；而PC級ATS充分考慮了觸頭材料氧化帶來的后果，尤其是日本共立的ATS其接點有硅合金制成，高度抗燃燒，而且當開關運行時，每一次接觸自滑觸點可以清理灰塵和氧化，這大大提高了ATS的使用壽命，降低了風險。
2.2PC級ATS與刀開關（電動）區(qū)別
2.2.1兩者遵循的標準不同　　
PC級ATS符合GB/T14048.11《自動轉換開關電器》。刀開關（電動）符合GB14048.3《開關、隔離器、隔離開關以及熔斷器組合電器》。
2.2.2滅弧系統(tǒng)不同　　
PC級ATS充分考慮了在電源轉換過程中可能出現(xiàn)的二次電弧擊穿問題，所以對觸頭開距有一定要求，而且要求電弧的游離氣體應迅速排放。否則，易造成電源相間短路。
2.2.3兩者電氣性能要求不同　　
PC級ATS是在6In電流，1.05Ue電壓下，接通/分斷循環(huán)次數(shù)為12次；而刀開關是在3Ie/1Ue下，接通/分斷5次。兩者的電氣壽命、機械壽命也不同。PC級ATS的電氣壽命是在2In/1.05Ue條件下至少操作循環(huán)1000次，機械壽命5000次；而刀開關的電氣壽命僅在1In/1Ue條件下操作200次，機械壽命800次。兩者電氣可靠性不同。
2.2.4切換速度不同　
PC級ATS切換速度一般小于0.3s；而刀開關用于雙電源轉換時切換速度不少于1s。
2.2.5試驗方法不同　　
在進行接通與分斷試驗時，PC級ATS是在不同的電源相序下進行（滅弧能力考核較嚴）；而刀開關對相序無要求�！　�
通過上述對比可知PC級ATS是理想的雙電源轉換開關。
三、ATS產品的應用　　
隨著經濟發(fā)展，現(xiàn)代生活和現(xiàn)代工業(yè)對斷電的容忍能力越來越差。國外工業(yè)發(fā)達國家（尤其是美國和日本）把ATS及配套產品視為電源的一部分，對ATS產品選擇與使用都很慎重。在雙電源緊急供電系統(tǒng)首選PC級產品，且開關在轉換過程中不允許中間停留（即不帶零位）。其目的是增加電源的可靠性�！　�
由于備用電源種類不同，ATS選擇也應有所不同�！　�
目前，國內備用電源有三種形式：（1）電網(wǎng)；（2）發(fā)電機組；（3）EPS（蓄電池組逆變）。當備用電源為（2）或（3）時，其容量一般僅是常用電源容量的20%~30%。　　
ATS一般是不允許帶大電動機或高感抗負載轉換。如大電動機負載在運行中切換，電源相位差距較大時它將受到巨大的機械應力。同時由電動機產生的反電勢引起的過電流可能造成熔斷器熔斷或斷路器脫扣。解決方法常采用電阻吸收或減負荷方式�！　�
在ATS的應用電路中一般采用熔斷器隔離器，它們在電路中起兩個作用，一是短路保護；二是維修隔離。
四、我公司PC級ATS產品簡介　　
為了向廣大用戶提供理想的ATS產品，上海超瑪進出口有限公司與日韓兩國此類產品的生產廠商長期合作，目前是日本共立和韓國DACO ATS的國內總代理。該產品完全符合國家標準及相應的國際標準的PC級ATS。日本共立SSK-MZ系列產品有30A、60A、100A、150A、300A、400A、500A、600A、800A、1000A、1200A、1400A、1800A、2000A、3000A；韓國DACO ATS M型產品有：400A、600A、800A、1000A、1200A、1400A、2000A、2500A、3200A、4000A；DACO ATS T型產品有:100A、200A、400A.
SSK-MZ型產品特點
1）足夠的接觸開放時間,以避免在轉換過程中可能出現(xiàn)的電弧放電。
2）板簧保證接觸壓力不變，因此在電壓變換的情況下接觸導電率不變。
3）因為機械閉鎖裝置的存在，在轉換之后，無需操作電流。
4）接點材料采用耐電弧能力極強的銀合金。
5）當開關運行時，每一次接觸自滑觸點可以清理灰塵和氧化。
6）共立SSK系列雙電源轉換開關的時間轉換等級：MZ為30ms～80ms、ES/HTS為3～8ms；可滿足要求比較高的計算機控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及醫(yī)療設備等兩路電源的切換。