淺談快速切換開關的發展和應用

李志忠 張永龍

摘 要：供電的連續可靠是各種用電設備安全運行的基本條件，因此，對供電可靠性要求較高的場合多配有兩路供電電源，兩路電源間的成功切換是連續不間斷供電的關鍵。因此，在供配電系統中，探討關于快速切換開關的發展與應用，必將增強供配電系統的工作效率以及其可靠安全性能。

關鍵詞：供配電系統；快速切換開關；發展；可靠

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.118

0 引言

快速切換開關主要用在緊急供電系統，是將負載電路從一個常用（I路）電源自動換接至另一個備用（Ⅱ路）電源的開關，以確保重要負荷連續、可靠運行；快速切換開關就是一種自動切換雙電源的裝置，它能在兩路電源之間做可靠切換操作，高效避免了由于人工操作失誤造成的電路故障，最為根本的就是雙電源自動轉換開關滿足非?？煽康那袚Q要求。在供配電系統中，過去一般兩個電源間進行切換操作時采用的人工手動操作，這種切換模式無疑會延長停電的時間，并且一旦不小心，還有導致帶電拉合開關的情形，這就要求在設計過程中要引起高度重視，而且并很有必要熟悉和了解其發展、類型、組成及功能等，以便正確選擇和合理應用，所以探討雙電源自動轉換開關在供配電系統中的應用，有很深刻的研究意義。

1 快速切換開關現狀

1.1 ATSE國際現狀

世界大多數國家使用PC級，專用PC級ATSE是世界技術趨勢。

1.2 ATSE國內現狀

（1）CC級-被淘汰結構。早期方案，第一代產品，目前基本上沒有這種方式的ATSE，由于可靠性低被淘汰。

（2）負荷開關組合型。電操或線圈驅動動作機構，轉換速度慢，轉換時間隨容量越大越長，大部分負荷開關組成的ATS電氣滅弧性能弱于美國市場PC級產品，也弱于斷路器組合成的CB級產品。

1.3 斷路器組合型ATS- CB級

由2組斷路器，電操機構，輔助接點等分立元件組裝而成，故障率較高；傳動機構復雜容易損壞和鎖死，導致轉換失??；機械連鎖調整不好，將導致兩路電源短接或無法合閘；電操驅動動作機構，轉換速度慢（1～3s）；觸頭結構設計不合理，電氣壽命較短。

1.4 PC級ATS

觸頭轉換時間小于50毫秒；雙投機構，機械保持，無須外置連鎖機構；直流線圈驅動機構，瞬間激磁操作，真正的PC級ATS產品；雙觸頭設計：配備主觸頭及滅弧觸頭；主觸頭有明顯斷開點，斷開點為可視的；中性線與相線同等容量，配備獨立滅弧室；靈活的可控硅線圈回路控制方式，更少的二次元件數量；控制器工作電源取自主回路，無需外接額外控制電源；控制電路和一次回路電氣隔離設計。

1.5 ATS觸頭及滅弧系統設計

為提高抗短路能力、防止轉換時電弧無法熄滅引發電源短路事故，ATS觸頭及滅弧系統采用以下設計：

銀合金主觸點：抗熔焊；可承受較強的故障電流；可承受的短路事故之后無須更換ATS。 ATS動觸頭設計：主觸頭和滅弧觸頭；滅弧觸點動作順序： 先合后離（可靠熄滅電?。?。獨特的主觸頭拍合式設計：防止長期暴露在空氣中的靜觸頭，接觸電阻過大，損壞觸頭。ATS開關本體設計壽命是25年。

2 ATSE發展趨勢

ATSE根據使用場合的不同需要選用不同的類型，根據負載的重要程度，主要分為三類：A級負載、B級負載及C級負載。C級負載為一般場合的末端供電，其對供電要求較低，允許短時的供電中斷，一般的ATSE均能滿足。B級負載為重要場合的供電，對供電要求較高，不允許長時間的供電中斷，一般使用切換時間較短的ATSE，并配備帶旁路的ATSE。

要說到ATSE的發展方向，必須先從供電系統的發展趨勢和ATSE的切換原理及構成說起。首先，以后的供電系統將用電負載需要的各種功能，（供電保證、保護、控制、維修等）用不同的開關獨立完成，每一種開關具有一個獨立的功能，最后形成一個高可靠性的供電系統。其次ATS由本體、控制器組成。由此可見ATS的發展將從以下幾方向：一方面是功能、可靠性的不斷提高，從最初的無互鎖，到電氣單互鎖，再到機械電氣雙重互鎖，現今在外圍控制回路增加互鎖，增加后臺監控，進行實時監控；另一方面是轉換速度的不斷提高，從最初的幾分鐘到幾秒到幾百毫秒以內，如今最快的已經可以做到幾十毫秒以內。今后將繼續在這兩個方向上進行提高。

3 結語

總之，隨著科學技術的進步，各行業對供電系統的可靠性的要求越來越高。很多場合必須采用兩路電源來保證供電的可靠性。為了保證重要負荷的供電連續性，自動快速切換開關得到了廣泛的運用。

參考文獻：

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