我國國家標準以及IEC標準將ATSE分類為PC級和CB級兩個級別，由于CB級ATSE存在著體積大，動作速度慢，機械聯鎖可靠性較差等缺點，其應用領域正在逐步縮小，而PC級ATSE由于其結構簡單，體積小，自身聯鎖，轉換速度快，安全，可靠已成為ATSE的主流。從ATSE的發展過程、發展趨向及PC級ATSE在工程中的應用入手，對PC級ATSE進行了必要的闡述。 關鍵詞： ATSE雙電源自動轉換開關 機械聯鎖 電氣隔離 延時設定。

一、雙電源自動轉換開關ATSE?的發展過程 ATSE即雙電源自動轉換開關，由一個（或幾個）轉換開關電器和其他必需的電器（轉換控制器）組成，用于監測電源電路、并將一個或幾個負載電路從一個電源轉換至另一個電源的開關電器。作為消防負荷和其他重要負荷的末端互投裝置，ATSE在工程中得到了廣泛的應用，正確合理的選擇ATSE可確保重要負荷的可靠供電，ATSE在重要負荷的供電系統中是不可缺少和重要的一個環節。 ATSE目前在我國經歷了四個發展階段，即兩接觸器型、兩斷路器型、勵磁式專用轉換開關和電動式專用轉換開關。兩接觸器型轉換開關為第一代，是我國最早生產的雙電源轉換開關，它是由兩臺接觸器搭接而成的簡易電源，這種裝置因機械聯鎖不可靠、耗電大等缺點，因而在工程中越來越少采用。兩斷路器式轉換開關為第二代，也就是我國國家標準和IEC標準中所提到的CB級ATSE，它是由兩斷路器改造而成，另配機械聯鎖裝置，可具有短路或過電流保護功能，但是機械聯鎖不可靠。勵磁式專用轉化開關為第三代，它是由勵磁式接觸器外加控制器構成的一個整體裝置，機械聯鎖可靠，轉換由電磁線圈產生吸引力來驅動開關，速度快。電動式專用轉換開關為第四代，是PC級ATSE，其主體為符合隔離開關，為機電一體式開關電器，轉換由電機驅動，轉換平穩且速度快，并且具有過0位功能。

二、雙電源自動轉換開關（ATSE）的發展趨向 ATSE的發展趨向主要包括兩個方面，其一是開關主體，具備很高的抗沖擊電流能力，并且可頻繁轉換；具有可靠的機械聯鎖，確保任何狀態下兩路電源不能并列運行；不允許帶熔絲或脫跳裝置，以防止雙電源開關因過載而造成輸出端無電現象；具備0位功能，并且隔離距離大，以便能夠承受更高的沖擊電壓（8KV）以上；四級開關具備N級先合后分的功能，以防止ATSE在切換時，不同系統中 N線上電位漂移，使電流走向不一致或分流，造成剩余電流保護裝置誤動作。其二是控制器，采用微處理器智能化產品，檢測模塊應具有較高的檢測精度和寬的參數設定范圍，包括電壓、頻率、延時時間等；具備良好的電磁兼容性，應能承受住主回路的電壓波動，浪涌保護，諧波干擾，電磁干擾等；轉換時間快，且延時可調；可為用戶提供各種信號及消防聯動接口，通信接口。

從ATSE的發展過程和發展趨向可以看出，PC級ATSE在工程中的應用將成為主流。 值得一提的是，《固定式消防泵驅動器－控制器》（IEC標準修正草案）中指出，ATSE不應帶短路和過電流保護功能。而CB級ATSE不能夠滿足這一點，一旦出現短路和過電流的情況，脫扣器脫扣，造成電源側雖然有電， 而負載沒電的情況，不能滿足一、二級負荷對供電的要求。IEC標準修訂的趨向也證明了PC級ATSE在工程中的推廣是必然的。這也是我們為什么要單獨對PC級ATSE進行闡述的理由。

三、PC級ATSE的選擇 在談及PC級ATSE如何選擇之前，我們先分析一下ATSE轉換程序。1.如果常用電源被檢測到出現偏差時，則自動將負載從常用電源轉接至備用電源； 2.如果常用電源恢復正常時，則自動將負載返回轉接到常用電源。 雙電源自動轉換開關用于常用電源和備用電源之間的轉換，要求電源轉換開關的操作機構不應使負載電路與常用電源或備用電源長期斷開，電源轉換開關應提供指示所連接（常用或備用）電源位置的輔助觸頭。那么我們在選用PC級ATSE時，除按照正常參數進行選擇外（同其他同類低壓配電設備，在此不做贅述），

還要 注意以下幾個方面：

?1.電氣隔離，0位及掛鎖功能 從保證雙電源系統長期穩定、安全、安全供電和遠程管理考慮，ATSE的主體開關電氣隔離特性非常重要，其輸入和輸出端承受兩路電源電壓。接觸器、斷路器和隔離開關其作用功能不同，在選擇時要區分對待，隔離開關在斷開位置應具有較大的開斷距離，國標規定其線間及斷開觸頭間必須承受8KV的額定沖擊耐受電壓。建議選用隔離開關做主體開關的ATSE。在非消防電源發生火災及ATSE下端電器設備檢修和維護，ATSE應具有0位，有的已經具有0位接口功能，可接至消防控制中心。并且在0位檢修時，應具備掛鎖功能，以保證檢修人員及設備的安全。

?2.延時設定及級數的選擇 在常用電源轉換至備用電源時，為防止備用電源在市電瞬態波動或失壓，ATSE應具有延時檢測功能，民規要求不大于30秒，很多產品均設有轉換延時，普遍設為1～8秒，，筆者認為設為3秒比較合適，它不會影響用電設備或照明等的正常使用。當備用電源轉換至常用電源時，普遍廠家均有1～300秒的延時，以確認常用電源恢復正常而且穩定供電，筆者認為2分鐘比較合適。在延時時間內，ATSE一直在向負載供電，不會影響電器設備使用。在選擇ATSE時，應選用四級開關，N線應當完全隔離，目的是防止ATSE切換時，不同系統中N線上電位漂移，使電流走向偏差，剩余電流保護裝置誤動作。?

3.關于機電一體智能式 機電一體智能式雙電源自動轉換開關具有自動化程度高，安全可靠性好等優點以成為發展趨勢。開關由開關主體和驅動控制部分組成，開關選用集成控制技術，過零及獨特的觸頭分合技術。

下面對其性能作一分析： 1.驅動控制部分，由邏輯控制電路和齒輪電機組成。電路控制核心采用CPU控制，電源部分采用開關電源穩壓系統，供電可靠，電路具有良好的電磁兼容性，齒輪電機具有很強的耐濕熱性和耐高溫性，安全保護功能良好。 2.機械聯鎖部分，多重的機械聯鎖，確保兩路電源在任何情況下不能并列運行。 3.開關保護功能，開關具有三相缺相、過欠電壓、電機保護、頻率檢測功能。 4.GLD控制板性能，采用繼承開關式電源，電路具有過載，短路保護，分別提供5V、8V、12V，其中5V為CPU芯片供電，8V為比較檢測電路供電，12V為供電及執行轉換繼電器、外部輸入信號供電。采樣比較電路采用四個電壓比較器，以保證過、欠電壓、缺相、短電的檢測。程序控制芯片CPU采用PIC16C71單片機控制，具有上電清零，程序中斷，雙相輸入輸出等功能。

目前,生產雙電源自動轉換開關的控制器廠家,都是為本雙電源自動轉換開關量身定做的,其功能有限,應用范圍也比較單一,無法系統的滿足兩路切換的各種要求.隨著科學技術的不斷發展,社會需求的不斷提高,產品應用范圍不斷拓展,因此對控制器所控制的對象提出了更高的要求。?雙電源自動轉換開關因何而發生？ 總結的來說， 這種事實對本人來說意義重大，相信對這個世界也是有一定意義的。 我們不得不面對一個非常尷尬的事實，那就是， 雙電源自動轉換開關，發生了會如何，不發生又會如何。 這樣看來， 拿破侖·希爾曾經說過，不要等待，時機永遠不會恰到好處。這句話語雖然很短，但令我浮想聯翩。 既然如何， 既然如此， 一般來講，我們都必須務必慎重的考慮考慮。 既然如此， 文森特·皮爾曾經說過，改變你的想法，你就改變了自己的世界。我希望諸位也能好好地體會這句話。 可是，即使是這樣，雙電源自動轉換開關的出現仍然代表了一定的意義。 歌德在不經意間這樣說過，意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。這似乎解答了我的疑惑。 在這種困難的抉擇下，本人思來想去，寢食難安。 對我個人而言，雙電源自動轉換開關不僅僅是一個重大的事件，還可能會改變我的人生。 那么， 這樣看來， 這種事實對本人來說意義重大，相信對這個世界也是有一定意義的。 每個人都不得不面對這些問題。 在面對這種問題時， 了解清楚雙電源自動轉換開關到底是一種怎么樣的存在，是解決一切問題的關鍵。 雙電源自動轉換開關因何而發生？ 可是，即使是這樣，雙電源自動轉換開關的出現仍然代表了一定的意義。 我們一般認為，抓住了問題的關鍵，其他一切則會迎刃而解。 本人也是經過了深思熟慮，在每個日日夜夜思考這個問題。 從這個角度來看， 我們一般認為，抓住了問題的關鍵，其他一切則會迎刃而解。

??1. ATSE型式選擇：

??ATSE有PC級和CB級兩種型式，CB級ATSE比PC級ATSE多一個短路保護功能，在選擇時，應注意下列問題：
??1.1 PC級ATSE的可靠性高于CB級ATSE：到目前為止，世界上CB級ATSE都是由兩個斷路器構成本體，是各種ATSE解決方案中結構最復雜的方案（運動部件比PC級ATSE多一倍以上），按照“結構越復雜，可靠性越低”的原則，CB級ATSE的可靠性低于PC級ATSE的可靠性（就如同斷路器的可靠性低于負荷開關的可靠性一樣的道理）。另外，世界著名的ATSE專業廠商，例如ASCO、GE、溯高美等，只制造PC級ATSE，不生產CB級ATSE（盡管CB級ATSE功能更多，技術開發更加簡單，成本也更低），也說明PC級ATSE是更加合理的ATSE方案。
??1.2 所有需要設置ATSE的地方，都可以采用PC級ATSE（如果系統需要短路保護 功能，只需在PC級ATSE前端設置短路保護電器即可）；
??1.3 按照《IEC62091固定式消防泵控制器》標準，用于消防泵的ATSE只能夠采用

? ?3.1 額定工作電壓、頻率、電流和相數：這些參數僅僅表明ATSE滿足作為“導體”最基本的要求，ATSE必需能夠滿足所在地的電壓、頻率、電流和相數要求，一般電氣工程師已經很熟悉。
??注：電壓、頻率、相數通常由ATSE所在位置的相應參數決定。額定電流按照《IEC62091固定式消防泵控制器》標準規定，用于消防泵的ATSE，額定電流不得低于電機額定電流的115%，從安全的角度考慮，建議ATSE的額定電流統一采用負荷電流的125%（新民規也建議為125%）。
??3.2 轉換條件：我們需要ATSE的目的，就是需要在“特定”的條件下ATSE能夠自動可靠的轉換。這個“特定條件”就是ATSE的轉換條件，或轉換前提，是選擇ATSE首要考慮要素。
??3.3 如果常用電源沒有故障，ATSE就不能夠轉換。這是許多用戶（甚至廠家）都忽視的問題。ATSE的控制器必需能夠識別各種電壓的瞬間波動，包括非電源故障的短時失壓。例如，變電室低壓配電母聯開關切換屬于正常的電源中斷，ATSE不應該將母聯開關切換時的斷電判定為電源故障，ATSE需要能夠判定這種“正常”的斷電。ATSE控制器必須通過EMC試驗，不能夠在外部電磁干擾下誤動作。
??注：轉換條件由控制器的功能決定，對電源故障的判斷方式（包括故障類型的識別）是控制器的核心技術，一般產品資料是不會介紹的，完全看制造商的研發水平和行業經驗，需要設計師了解產品的判斷機理。
??3.4 在電源故障狀況下必需轉換。但由于電源故障種類很多（十幾種），所以，需要明確那些故障必需轉換。因為用戶需求的復雜性，一般供應商都提供多種功能的控制器，所以，設計時必需根據負載對電源質量的要求明確注明轉換條件，否則，因為ATSE市場供應的混亂以及業主對ATSE了解不多，導致最后使用的產品往往就只能夠在完全失電一種條件下才能夠轉換，而其它電源故障（包括缺相、過欠電壓等）不會轉換，失去裝設ATSE的意義。
??注：因為ATSE 產品功能還沒有標準化，設計僅標注產品型號，并不能夠保證用戶了解所選型號的轉換條件，導致實際選用的產品與設計要求相差較大，建議設計注明轉換條件。例如任意相缺相、過壓、欠壓、頻率偏差、諧波等，其中，任意一相斷相必需轉換是最低的要求。高端的控制器，甚至能夠綜合檢查兩路電源的質量，自動接入電能質量較高的一路電源。
??3.5 轉換時間：ATSE每一次轉換都是一個斷電過程，會對系統產生一些影響。從ATSE標準看，ATSE有五種轉換時間概念，有兩種轉換時間概念最有使用價值：一個是最小斷電時間（由開關本體的機構決定），一個是總轉換時間（即本體轉換時間＋控制器延時時間）。不同的負載和電源狀況，有不同的要求，需要給予注意。在確認轉換時間時，要注意有兩種時間轉換狀態，一種是從常用電源到備用電源，一種是從備用電源返回到常用電源。
??從常用電源轉換到備用電源，需要考慮不同負載允許的斷電時間，參見下表：
??負荷情況 負荷允許中斷的動作時間（s）
??計算機系統、通信系統等 A級 ≤0.004
??B級 ≤0.2
??C級 ≤1.5
??應急照明 一般場所 ≤5
??高危險區 ≤0.25
??醫療設備 0級（不間斷） 0（不間斷自動供電）
??0.15級（極短時間隔） ≤0.15
??0.5級（短時間隔） ≤0.5
??15級（中等間隔） ≤15
??大于15級（長時間隔） ≥15
??注：ATSE最小斷電時間由開關本體的固有轉換速度決定，ATSE有三種結構：（以100A以下電流等級ATSE為例）STS最快轉換時間可以小于5ms；勵磁驅動的PC級ATSE，最小轉換時間可以小于0.1s；電動機驅動的ATSE（CB級和利用負荷開關作為本體的PC級ATSE），轉換時間一般大于1.5s。因為不同的ATSE斷電時間不同，所以，對要求斷電時間小于1.5s的場合，應特別注明轉換時間要求。
??從備用電源恢復到常用電源（即復位），并不是因為備用電源故障。通常不希望常用電源一恢復就立即轉換（這一點常常被忽視），而需要在常用電源恢復正常一定時間后（IEC62091固定式消防泵控制器建議復位時間在5min－30min之間可調），ATSE再切換到常用電源（延時復位的目的在于確保常用電源正常，避免因為常用電源短時間再次出故障，導致頻繁轉換或者柴油機頻繁啟動，所以，返回時間需要延時）。
??對某些復雜系統（例如ATSE數量多以及ATSE超過三級串聯的系統），上
??下級ATSE之間，無序轉換或者一起轉換都會造成系統的不穩定，因此，需要ATSE轉換時間“有序”，一般建議下級ATSE比上級轉換時間延遲1s。
??注：勵磁驅動的ATSE有兩工位和三工位兩種結構，兩工位在延時時，開關是保持原來的接通狀態，三工位延時，開關即可以保持在原來的狀態，也可以停留在中間位置（兩路同時斷開）。電動機驅動的ATSE（CB級和用負荷開關組成的PC級ATSE），在自動轉換時，是直接轉換到另一電源，這種結構延時過程中，觸頭是停留在原來的位置。所以，如果延時過程中需要觸頭停留在中間位置（例如高感抗負載），只能夠選擇勵磁驅動的三工位ATSE。
??為了滿足延時要求，設計（或者技術標書）可以規定ATSE延時切換時間具備現場可調功能，調節時間在0－30min之間。
??使用類別：使用類別反映ATSE能夠在什么電流條件下可靠的轉換，這是目前最被忽略，也是市場上潛在隱患最多的問題。使用類別由開關本體（觸頭材料、觸頭壓力、分離速度、滅弧方式、觸頭開距等材料和結構要素）決定。
??使用類別國家ATSE標準有明確的規定，見下表：
??電流性質 使用類別 典 型 用 途
??頻繁操作 不頻繁操作
??交流 AC-31A AC-31 B 無感或微感負載
??AC-33A AC-33 B 電動機負載或包含電動機、電阻負載和30%以下白熾燈負載的混合負載
??AC-35 A AC-35 B 放電燈負載
??AC-36 A AC-36 B 白熾燈負載
??直流 DC-31 A DC-31 B 電阻負載
??DC-33 A DC-33 B 電動機負載或包含電動機的混合負載
??DC-36 A DC-36 B 白熾燈負載
??使用類別為AC－33的開關，能夠接通和分斷6Ie（IEC新標準增加為10Ie），而AC－31接通和分斷能力僅為1.5Ie。目前，真正能夠通過AC－33使用類別的廠商不多，所以，需要用戶特別注意，應在設計和標書中明確規定。

4 .其它需要考慮的要素：
??4.1 重要場合優選可靠性高的PC級ATSE。特別重要場合，選擇通過AC－33A使用類別的PC級ATSE。
??注：這個指標是ATSE最苛刻的技術指標，是國內企業與國際領先專業廠商技術指標差距所在，也是諸如北京機場這樣重要場合標書明確注明的指標。
??4.2 如果備用電源是發電機，而發電機的啟動信號來自ATSE的控制器，就要求ATSE控制器具有蓄電池作為第三電源的功能，保證控制器在常用電源出現失電狀況下能夠給發電機發出啟動信號。
??注：有些復雜的系統，ATSE有數百臺，不可能每一臺都可以控制發電機的啟動，建議系統設計時，要明確那種狀態下才能夠啟動發電機，由什么信號控制發電機的啟動。市電－發電系統首端ATSE和給特別重要負荷供電的ATSE，建議配備能夠滿足本條要求的控制器。
??4.3 消防電源的可靠性要求很高，消防設備一旦啟動，就必須連續運行，不得停機，因此，用于消防設備的ATSE，需要同時滿足下列要求：
??a) 選擇PC級ATSE：按照IEC《IEC62091固定式消防泵控制器》標準，用于消防泵的ATSE只能夠采用PC級ATSE
??b) 如果消防設備沒有啟動，就應該隨時接通到正常電源（具有自投自復功能），而一旦消防設備啟動，無論供電電源是常用還是備用電源，只要電源正常，就不能夠轉換（即自復功能自動取消），因為每一次轉換都會導致接觸器跳閘，意味著消防設備停止運行，需要重新啟動，這不符合消防的要求。
??c) 消防設備一旦啟動，如果出現電源故障，就必需立即轉換，由于ATSE轉換會導致接觸器跳閘，消防電機停機，所以即使轉換成功，也需要重新啟動。如果希望消防電機在ATSE轉換后自動連續運行，就要求ATSE具有輔助觸點，利用輔助觸點在ATSE完成轉換后自動啟動接觸器，保證負載自動連續運行；
??d) 消防設備一旦啟動，就必須確保連續運行，為保證消防設備電機運行時電源出現斷相故障的轉換，ATSE應具有電動機帶載運行缺相轉換功能。
??注：ATSE標準規定在空載條件下檢查斷相轉換功能，此條要求超出標準要求，理由是，消防設備遇火災正在工作時，如果電源出現斷相，ATSE就必須能夠轉換到另一電源以確保消防設備電機持續的運行，否則連續在斷相下工作，消防電機很快會燒毀）