常见问题

双电源转换开关电器的选择及应用

北京市建筑设计研究院

洪元颐(总工) 任红 罗洁 韩全胜 林骥

自动转换开关电器前是否需设置隔离电器：

根据有关规范对配电系统的要求，一级负荷及二级负荷配电系统应采用双电源供电末端自动互投，按其使用性质自动转换开关电器通常安装在配电系统最后一级的配电箱、柜的进线侧。（市电-发电机主备型除外）

根据《低压配电设计规范》GB50054-95

第2.1.3条 当维护、测试和检修设备需断开电源时，应设置隔离电器。

以及《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93

第2.5.1条 对隔离电器的装设也做了具体规定

现行国家标准《低压电器基本标准》中，已将低压空气式开关（刀开关）、隔离开关、隔离器、熔断器式开关、熔断器式隔离器等隔离电器；低压断路器标准中亦列入了隔离型。

根据以上规范及标准的相关要求，在配电系统中自动转换开关电器前端应设置隔离电器。

自动转换开关电器前是否需设置短路保护电器：

目前自动转换开关电器根据保护特性分为两类：CB级和PC级，下面分别阐述：

1.CB级：CB级自动转换开关电器开关执行断路器本身带热磁保护，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。

配电箱、柜内CB级自动转换开关电器前端可只设置隔离电器或隔离开关，不必再设短路保护电器。

2.PC级：PC级自动转换开关电器只有电源转换功能，没有短路及过载保护功能。额定电流小于等于250A的PC级自动转换开关电器，额定短时耐受电流有效值（1秒）一般在5KA-12KA左右；额定电流大于250A小于等于630A的PC级自动转换开关电器，额定短时耐受电流有效值（1秒）一般在13KA-25KA左右。

由于以下因素在配电箱、柜内PC级自动转换开关电器前端须设置短路保护电器：

（1）虽然PC级自动转换开关电器有一定的承受短路电流的能力，但没有切断短路电流的能力，其前端需要设置短路保护电器。

（2）此外还应考虑设置隔离电器的要求。

      综合以上因素在配电箱、柜内PC级自动转换开关电器前端应设置符合隔离要求的短路保护电器。

符合隔离要求的短路保护电器有：

1．熔断器

2．熔断器式开关

3．熔断器式隔离器

4．符合IEC947-3隔离标准要求的隔离型低压断路器。

自动转换开关电器是否可作为隔离电器使用：

根据自动转换开关电器的定义，自动转换开关电器是由一个（或几个）转换开关电器和其他必需的电器（转换控制器）组成。用于检测电源电路，并将一个或几个负载电路从一个电源自动换接至另一个电源的开关电器。从自动转换开关电器的定义可以看出，自动转换开关电器应用在电气系统中主要目的是在一、二级负荷紧急供电系统中，检测被监测电源（两路）的工作状态，当被监测的电源发生故障时，将负载电路从一个电源换接至另一个电源,以保证供电的连续性，确保重要负荷连续可靠运行。目前自动转换开关电器有二段式和三段式两种，二段式自动转换开关电器开关主触头仅有两个工作位（正常电源位及备用电源位），这种自动转换开关电器转换动作时间较快；三段式自动转换开关电器开关主触头有三个工作位，（正常电源位、备用电源位及零位），零位时主触头处于空挡，因为设置了零位，三段式自动转换开关电器转换动作时间较慢，三段式自动转换开关电器设置“零位”的主要作用是当负载为高感抗或大电机负载时，为避免冲击电流做暂态停留之用，而非用于负载维修时隔离之用。另一方面，自动转换开关电器自身也有检修和维护的可能，所以带零位的三段式自动转换开关电器不宜兼做隔离电器，为满足维修问题需要隔离时，应在自动转换开关电器前单独设置隔离电器。

受开关物理特性和制造工艺的限制，并考虑到“电弧短路”的问题（实验测定可靠灭弧时间约120ms，转换时间小于100ms是不可靠的），机械式ATSE的转换动作时间在100多毫秒至几秒钟。 速度也决定分断能力                      

提示： 处于供电核心位置的ATSE一旦发生故障，祸害非浅，特提醒设计人员要注意以下几点：

      1、PC级ATSE：

      ① 一体化ATSE符合GB14048.11《自动转换开关电器》标准。

       ②电动负荷开关型ATSE：

a.符合GB14048.3《开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》标准。

b.负荷开关一般为V型触头，该触头的特点是：新开关时动、热稳定性较好，但经过几次开断后触头间烧损，易出现接触不良现象，而且灭弧性能差。

    2、CB级ATSE：两断路器之间的转换是靠电动机驱动完成，每动作一次，电机都要“堵转”，导致电机寿命缩短且易损坏，难以做到高可靠性。CB级的各类保护装置动作是否引起第二次故障，保护的设置参数与上、下级之间是否配合恰当，是否能保证选择性。

    3、控制器：

① 从可靠性角度来看，功能应仅可能简化，不宜附加不必要的功能。

② 其保护元件-熔断器，应可被检测。

③ 应从ATSE前端取动作信号及电源，应保证三相或零线有任何故障，均应启动转换至第二电源上。

    4、转换时如果发生触头粘接，将会形成第二电源投入发生两电源并网及第二次短路，而造成巨大的损失。因此选型时，ATSE的结构型式、容量、转换时间、环境条件等均需综合考虑。

    5、定期应做转换实验，以便破除触点氧化层。