自動轉換開(kāi)關ATSE（AutomaticTransfer Switch Equipment）是一(yī)種常用的電(diàn)器開(kāi)關設備，主要作用是在兩路可用的供電(diàn)電(diàn)源間，選擇一(yī)路安全、可靠的電(diàn)源向負載供電(diàn)，以保證負載用電(diàn)的連續性。自從有了雙路電(diàn)源向負載供電(diàn)的配電(diàn)系統，就有了雙電(diàn)源自動轉換開(kāi)關的應用。我(wǒ)(wǒ)國相關部門于2002年10月8日頒布了ATSE的國家标準GB／T14048.11，并在2003年4月1日起實施。該标準等同于國際電(diàn)工(gōng)委員(yuán)會标準IEC60947—6—1。本文将緊密結合GB／T14048.11标準，綜合設計和使用中(zhōng)存在的問題，尤其是招标技術要求中(zhōng)，對ATSE的要求和限定内容，做以下(xià)初步的闡述和探讨。
1、自動轉換開(kāi)關的定義
GB／T14048.11定義：自動轉換開(kāi)關電(diàn)器ATSE是由一(yī)個（或幾個）轉換開(kāi)關電(diàn)器和其他必需的電(diàn)器組成，用于監測電(diàn)源電(diàn)路、并将一(yī)個或幾個負載電(diàn)路從一(yī)個電(diàn)源自動轉換至另一(yī)個電(diàn)源的電(diàn)器。由該定義我(wǒ)(wǒ)們可以理解如下(xià)：
（1）ATSE是一(yī)種獨立的電(diàn)氣開(kāi)關
它并列于斷路器、負荷開(kāi)關、熔斷器、接觸器等電(diàn)氣開(kāi)關，具有相應的電(diàn)氣參數要求。
（2）ATSE是由轉換開(kāi)關和相應的監視、控制等電(diàn)子電(diàn)路組成
也就是說，隻有完整的ATS主開(kāi)關加配套的控制器才能構成ATSE。
（3）由ATSE所配套的控制機構自行監視兩路供電(diàn)電(diàn)源的狀況
按一(yī)般理解，供電(diàn)電(diàn)源被監視的主要參數應該是電(diàn)壓和頻(pín)率，但該标準中(zhōng)沒有明确指出被監視的應該是三相還是單相電(diàn)壓／頻(pín)率。對于設計者來說，如果要求ATSE有缺相轉換功能，則ATSE的控制器應具備雙路三相偵測的功能。
（4）這一(yī)轉換過程是自動完成的
ATSE的控制器将偵測的雙路電(diàn)源的實際狀況，與控制器預先存儲的設定做比較和邏輯判斷，然後做出是否驅動轉換的控制命令。
（5）這種轉換是在兩路電(diàn)源間完成的
目前的供電(diàn)系統中(zhōng)，對于緊急負載大(dà)多數是兩路電(diàn)源一(yī)用一(yī)備的情況，但也有一(yī)用兩備的三電(diàn)源供電(diàn)系統。對于這種系統，不能單靠一(yī)個ATSE來完成轉換。其解決辦法是：用兩個ATSE來組合完成，或使用三台斷路器（注意是否有機械連鎖）外(wài)置控制和電(diàn)氣連鎖來完成。
2、ATSE的分(fēn)類
依據國家标準，ATSE隻有一(yī)種分(fēn)類方式：PC級和CB級。目前市場上常說的“兩段式”、“三段式”ATSE是不規範的稱謂。
PC級的ATSE就是隻完成雙電(diàn)源自動轉換的功能，而不具備短路電(diàn)流分(fēn)斷的功能；CB級的ATSE是既可以完成雙電(diàn)源轉換、又(yòu)可以具有短路電(diàn)流保護的功能。
PC級和CB級ATSE各有優點和缺點，無法簡單的衡量PC級和CB級到底哪一(yī)個更好。設計和使用者自己可根據本地區的使用習慣和系統要求來選擇ATSE的級别，同時要結合其他電(diàn)氣元件來組建應急供電(diàn)系統。
3、ATSE的基本技術參數
作爲一(yī)種電(diàn)氣開(kāi)關，ATSE有些基本的技術參數和要求，這也是設計中(zhōng)應該注意的細節和編寫招标技術文件中(zhōng)應該包含的技術要點，主要有：
（1）級别
選擇和使用ATSE，首先要确定其級别，是PC級還是CB級。這将影響到以後如何選擇ATSE的短路特性。
（2）額定電(diàn)壓、額定工(gōng)作電(diàn)流、額定頻(pín)率、開(kāi)關極數
這些電(diàn)氣技術參數跟我(wǒ)(wǒ)們熟悉的斷路器的電(diàn)氣參數一(yī)樣，在這裏就不贅述了。
（3）使用類别
使用類别是對負載類型的分(fēn)類。按照國家标準，具體(tǐ)分(fēn)類見表l。
表l ATSE的使用類别
在國家标準中(zhōng)，至少有額定接通和分(fēn)斷能力和操作性能兩個ATSE的重要指标是跟使用類别密切相關的。
額定接通與分(fēn)斷能力是由制造廠規定的，指在規定條件下(xià)，ATSE能夠接通與分(fēn)斷的電(diàn)流值。對于純阻性負載來說，接通和分(fēn)斷的電(diàn)流就是額定電(diàn)流。但實際使用中(zhōng)很少有單純的阻性負載，大(dà)多數是感性、容性、阻性的混合負載。例如對電(diàn)動機型負載的轉換，對于絕大(dà)多數ATSE都是“先斷後接”的轉換，也就是在轉換過程中(zhōng)，對于電(diàn)動機負載來說實際是再加電(diàn)、再起動的過程。此處的ATSE要有足夠的接通和分(fēn)斷能力來滿足起動瞬間的沖擊電(diàn)流。國家标準中(zhōng)對這一(yī)參數做了專門的限定和實驗條件，見表2。
表2 ATSE的接通與分(fēn)斷實驗條件
由上表可以看出，無感或微感負載AC一(yī)31的接通能力很小(xiǎo)，其額定接通和分(fēn)斷能力隻有1.5倍的額定電(diàn)流，基本上不考慮感性或容性負載的再起動沖擊。對于大(dà)多數負載來說，應該按AC一(yī)33來考慮，也就是說能夠滿足6倍額定電(diàn)流接通與分(fēn)斷條件要求（因爲大(dà)多數電(diàn)動機的起動電(diàn)流是額定電(diàn)流的6～8倍，所以在國家标準中(zhōng)，對于AC一(yī)33的負載類型，是用6倍的額定電(diàn)流來做實驗的）。
在設計和使用過程中(zhōng)，一(yī)定要分(fēn)清使用類另Ⅱ的概念，即使選擇了滿足IEC60947—6一(yī)l（等同于GBl4048.11的IEC标準）要求、但僅适用于AC一(yī)3l級負載使用類别的ATSE，對電(diàn)動機型負載而言，依然會因瞬間接觸産生(shēng)的沖擊電(diàn)流造成ATS觸頭的融化、粘連。
因此，建議設計者和使用者在不能明确負載類型時，可以依據AC一(yī)33 A、33 B型負載來選擇ATSE。
跟使用類别緊密相連的另一(yī)ATSE技術指标就是操作性能，相關國家标準要求參見表3。
表3 驗證ATSE的操作性能對應于各種使用類别的接通與分(fēn)斷條件
與上面的講解一(yī)樣，因爲負載使用類别的不同，AC一(yī)33型負載比AC一(yī)3l型負載的實驗條件更苛刻，更能适用于複雜(zá)類型的實際負載。
（4）短路特性
1) 額定短時耐受電(diàn)流ICW
對于PC級ATSE來說，其隻完成轉換而不具備短路保護能力，其自身的短路保護是依靠前端的斷路器（或熔斷器）來完成的。該斷路器或熔斷器不是爲保護ATSE而單獨設立的，而是保護整個回路的。ATSE也是回路中(zhōng)的電(diàn)氣元件，也是在被保護範圍之内的。
PC級ATSE在遇到短路電(diàn)流時，要在一(yī)定的時間内可以耐受一(yī)定的短路電(diàn)流沖擊，直到保護斷路器起作用。這一(yī)耐受能力就是額定短時耐受電(diàn)流，具有“耐受時間”和“耐受電(diàn)流值”兩個概念。國家标準中(zhōng)對額定短時耐受電(diàn)流的規定見表4。
表4 額定鋪時耐受電(diàn)．流的相關規定
注：以交流50Hz來考慮
目前中(zhōng)國市場上的ATSE基本滿足這一(yī)要求。需要說明的是兩點：
(1) 額定短時耐受電(diàn)流是由制造廠規定的，ICW和ICU 、ICS是不同的概念。
額定極限短路分(fēn)斷能力ICU也是由制造廠家給出的，是斷路器的标準技術參數，表示斷路器最大(dà)能承載和分(fēn)斷開(kāi)多大(dà)的短路電(diàn)流。
額定運行短路分(fēn)斷能力ICS也是斷路器的基本技術指标，表示實際運行中(zhōng)，斷路器可以分(fēn)斷開(kāi)多大(dà)的短路電(diàn)流。用極限短路分(fēn)斷能力ICU的百分(fēn)比來表示，一(yī)般有：50%、75%、100%。
額定短時耐受電(diàn)流ICW，一(yī)是針對不具備保護能力的電(diàn)器元件，例如：負荷開(kāi)關、接觸器、PC級ATSE等的基本技術參數。ICW和ICU間沒有換算關系，但斷路器的ICW值一(yī)定小(xiǎo)于ICU值。例如NS系列開(kāi)關，800A額定的ICU值可以高達75kA，但ICW值隻有25Ka（1s）。它們都是由生(shēng)産廠家實驗給出的數值，用于衡量不同電(diàn)氣設備的參數。在實際的工(gōng)程設計和使用中(zhōng)，這兩個數值要求都應該是設計者計算得出，由生(shēng)産廠家來滿足的。
簡單來說，ATSE的核心部件應該是開(kāi)關的觸頭，至于驅動觸頭的方式和閉鎖觸頭位置的方法有很多種。而ICW值的大(dà)小(xiǎo)主要是取決于觸頭的品質。我(wǒ)(wǒ)們知(zhī)道，導體(tǐ)通電(diàn)發熱量與流過的電(diàn)流平方和時間成正比，要想提高ICW值使觸頭不因過熱而熔化，就要提高開(kāi)關觸頭的熔點，使用高熔點的合金觸頭和增大(dà)觸頭接觸面積來降低導體(tǐ)電(diàn)阻。
(2) ICW值滿足國家要求不一(yī)定滿足實際工(gōng)程的使用要求。對于相同額定電(diàn)流的斷路器來說，其短路分(fēn)斷容量就有高、中(zhōng)、低的區分(fēn)，所以設計者要根據自己的計算來指定使用ATES處的短路耐受電(diàn)流，這一(yī)值往往高出國家标準要求很多。例如從變電(diàn)所低壓母線上直接引出150A額定容量的回路爲變電(diàn)所本身使用，所選擇的ATSE額定容量爲150A，但短路耐受容量可能要到40kA以上。而國家标準對應的150A ATSE 10kA就可以滿足了。
2) 短路接通能力
與前面讨論的額定接通能力類似，如果轉換是發生(shēng)在短路故障時，例如因短路而跳脫正常電(diàn)源的斷路器使ATSE正常電(diàn)源側失電(diàn)，ATS觸頭接觸時就要承受更大(dà)的電(diàn)流，ATSE的這一(yī)承受能力用短路接通能力來衡量。
3) CB級ATSE的額定短路接通和分(fēn)斷能力這一(yī)技術指标很好理解，實際上就是斷路器的額定短路接通和分(fēn)斷能力，這裏就不贅述了。
4、結束語
國家标準GB／T14048.11僅僅是對ATSE的研制、生(shēng)産、設計、使用的一(yī)個通用标準和最起碼的要求。實際設計和使用中(zhōng)還會遇到其他的問題，還有ATSE的控制器和邏輯判斷問題。希望以上的介紹，能讓讀者對ATSE的技術指标有一(yī)個大(dà)緻的了解，結合自己的實際工(gōng)程情況，更方便、靈活的選擇和使用ATSE設備，同時提出與國家标準相一(yī)緻的技術規格要求。
