浅谈ATSE发展历程及PC与CB区别

ATSE(Automatic Transfer Switching Equipment)即自动转换开关电器。是由一个(或几个)转换开关电器和其它必需的电器组成，用于监测电源电路(失压、过压、欠压、断相、频率偏差等);并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器。如市电与发电的转换，两路市电的转换;电气行业中简称为“双电源自动转换开关”或“双电源开关”。主要适用于低压供电系统，即额定电压交流不超过1000V 或直流不超过1500V ，在转换电源期间中断向负载供电。

自动转换开关电器发展大体经历了三类：接触器类、塑壳断路器类/负荷隔离开关类、一体式自动转换开关电器类。

1 接触器类

此类电源切换系统以接触器为切换执行部件，切换功能用中间继电器或逻辑控制模块组成二次回路完成控制功能，一般为非标产品，缺点是主回路接触器工作需要二次回路长期通电，容易产生温升发热、触点粘结、线圈烧毁等故障。因为是非标产品，其组成元器件较多，产品质量受元器件、制造工艺制约，故障率较高，现已逐渐被新产品代替。

塑壳断路器类：此类电源切换系统以塑壳式断路器为切换执行部件，切换功能用ATS自动控制单元完成，有机械和电气连锁，功能完善，操作性能好，使用寿命高，组成元器件较少，安装方便。该类属CB级转换开关电器，由两个断路器作为电流分断单元，并配备电流脱扣器，具备一定的保护能力，断路器的接通/分断能力比继电器高很多。

该类产品稳态时由机械结构进行保持，由于断路器同负荷隔离开关本身的区别，在过电流状况下的应用效果不如PC级产品。(关于CB级和PC级，下文有详细描述)

2 负荷隔离开关类

负荷隔离开关型转换开关电器是在两个负荷隔离开关的基础上加装电动操作机构、机械连锁机构、自动控制单元等一体化组装而成。电流的分断单元为负荷隔离开关，其触头灭弧系统是以分断一次电弧要求设计的，不具备电路的保护功能，这一类产品属于PC级产品，它因采用了弹簧储能、瞬时释放的加速机构，能快速接通、分断电路或进行电路的转换，产品操作性能可靠。

3 一体式自动转换开关电器类

此类电源转换系统是集开关与逻辑控制于一体，无需外加控制器，真正实现机电一体化的自动转换开关。此类电源切换系统产品的触头系统采用“单刀双掷”设计，为统一设计制造，体积小，结构简单。该产品不具备电流保护功能，属于PC级转换开关电器产品。该类产品一般转换时间比较小，开关切换驱动采用电机驱动，切换平稳可靠，操作器电机驱动只在开关切换瞬间有电流通过，稳态时无需提供工作电流，节能显著。产品无温升发热、触点粘结、线圈烧毁现象。开关带有机电联锁装置，可实现自投自复、自投不自复、失压、欠压、断相保护、手动-自动转换、延时控制等，为电源切换类主流产品。

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ATSE ：只完成双电源自动转换的功能，不具备短路电流分断(仅能接通、承载)的功能; CB级ATSE ：既完成双电源自动转换的功能，又具有短路电流保护(能接通并分断)的功能。 CB级与PC级ATSE两者有以下几点区别

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。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。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。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。CB级ATSE比PC级ATSE多一个短路保护功能，在选择时，应注意下列问题： PC级ATSE的可靠性高于CB级ATSE：到目前为止，世界上CB级ATSE都是由两个断路器构成本体，是各种ATSE解决方案中结构最复杂的方案(运动部件比PC级ATSE多一倍以上)，按照“结构越复杂，可靠性越低”的原则，CB级ATSE的可靠性低于PC级ATSE的可靠性(就如同断路器的可靠性低于负荷开关的可靠性一样的道理)。

在现在的供电系统中(尤其是在消防回路中)，会经常用到自动转换开关电器，通过对自动转换开关电器的了解，可以正确的选择PC级和CB级自动转换开关电器。做到安全用电。值得一提的是，《固定式消防泵驱动器-控制器》(IEC标准修正草案)中指出，ATSE不应带短路和过电流保护功能。而CB级ATSE不能够满足这一点，一旦出现短路和过电流的情况，脱扣器脱扣，造成电源侧虽然有电，而负载没电的情况，不能满足一、二级负荷对供电的要求。IEC标准修订的趋向也证明了PC级ATSE在工程中的推广是必然的。