一、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)述
自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器,即ATSE。主要適用于額定電壓交流不超過(guò)1000V或直流不超過(guò)1500V的緊急供電系統(tǒng),在轉(zhuǎn)換電源期間中斷向負(fù)載供電。
1. 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器(轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān))
將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的電器。
2. 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器(ATSE)
由一個(gè)(或幾個(gè))轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器和其它必需的電器組成,用于監(jiān)測(cè)電源電路、并將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的電器。電氣行業(yè)中簡(jiǎn)稱為“雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”或“雙電源開(kāi)關(guān)”。
二、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)分類(lèi)
雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)一般由兩部分組成:開(kāi)關(guān)本體(ats)+控制器。
雙電源主要分為PC級(jí)雙電源(整體式)和CB級(jí)雙電源(雙斷路器式)
第一類(lèi):是由接觸器組成 (CC級(jí)已經(jīng)淘汰)。
第二類(lèi):是由斷路器組成(CB級(jí),由斷路器構(gòu)成的CB級(jí)ATSE存在無(wú)選擇性保護(hù)現(xiàn)象,停電面積擴(kuò)大,不能滿足重要負(fù)荷供電要求)。
第三類(lèi):由電動(dòng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)組成(PC級(jí))。
第四類(lèi):為PC級(jí)勵(lì)磁一體式ATSE (PC級(jí))。
1.PC級(jí)雙電源
能夠接通、承載、但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯碾p電源,若選擇不具有過(guò)電流脫扣器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)作為執(zhí)行器則屬于PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。不具備保護(hù)功能,但其具備較高的耐受和接通能力,能夠確保開(kāi)關(guān)自身的安全,不因過(guò)載或短路等故障而損壞,在此情況下保證可靠的接通回路。
PC級(jí),一體式結(jié)構(gòu)三點(diǎn)式,它是雙電源切換的專(zhuān)用開(kāi)關(guān),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、自身聯(lián)鎖、轉(zhuǎn)換速度快0.2s內(nèi)、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn),但需要配備短路保護(hù)電器。PC級(jí)ATSE :只完成雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能,不具備短路電流分?jǐn)啵▋H能接通、承載)的功能。
2.CB級(jí)雙電源
配備過(guò)電流脫扣器的雙電源,它的主觸頭能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏鳎?/span>雙電源若選擇具有過(guò)電流脫扣器的斷路器作為執(zhí)行器則屬于CB級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。具備選擇性的保護(hù)功能,能對(duì)下端的負(fù)荷和電纜提供短路和過(guò)載保護(hù);其接通和分?jǐn)嗄芰h(yuǎn)大于使用接觸器和繼電器等其他元器件。
CB級(jí)ATSE :既完成雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能,又具有短路電流保護(hù)(能接通并分?jǐn)啵┑墓δ堋?/span>
3.工作原理及結(jié)構(gòu)
三、CB級(jí)和PC級(jí)的區(qū)別
1. 兩者機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理念不同
CB級(jí)是由斷路器組成,而斷路器是以分?jǐn)嚯娀榧喝?,要求它的機(jī)構(gòu)應(yīng)快速脫扣。因而斷路器的機(jī)構(gòu)存在滑扣、再扣問(wèn)題的不可靠因素;而PC級(jí)產(chǎn)品不存在這方面問(wèn)題,PC級(jí)產(chǎn)品的可靠性遠(yuǎn)高于CB級(jí)產(chǎn)品。
2. 斷路器不承載短路耐受電流,觸頭壓力小
供電電路發(fā)生短路時(shí),動(dòng)觸頭被斥開(kāi)產(chǎn)生限流作用,從而分?jǐn)喽搪冯娏?;而PC級(jí)ATSE應(yīng)承受20Ie及以上過(guò)載電流。觸頭壓力大不易被斥開(kāi),因而觸頭不易被熔焊。這一特性對(duì)消防供電系統(tǒng)尤為重要。
3. 兩路電源在轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在電源疊加問(wèn)題
PC級(jí)ATSE充分考慮了這一因素。PC級(jí)ATSE的電氣間隙、爬電距離一般是斷路器的電氣間隙、爬電距離的180%、150%標(biāo)準(zhǔn)要求,安全性更好。
4. 觸頭材料的選擇角度不同
斷路器常常選擇銀鎢、銀碳化鎢材料配對(duì),這有利于分?jǐn)嚯娀?,但該?lèi)觸頭材料易氧化,備用觸頭長(zhǎng)期暴露在外,在其表面易形成阻礙導(dǎo)電、難去除的氧化物。備用觸頭一旦投入使用,觸頭溫升增高易造成開(kāi)關(guān)燒毀甚至爆炸;而PC級(jí)ATSE充分考慮了觸頭材料氧化帶來(lái)的后果。
5.PC與BC的轉(zhuǎn)換速度不同
CB級(jí)的是由兩個(gè)斷路器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械連鎖組成,切換時(shí)間1000~2500毫秒,安全沒(méi)有保障,但價(jià)格低廉。
PC級(jí)采用一體式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),勵(lì)磁驅(qū)動(dòng),簡(jiǎn)單可靠,動(dòng)作時(shí)間快,一般100~200MS。觸頭為銀合金,觸頭分離速度大,有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的滅弧室。體積小,CB級(jí)的1/2.具有耐短時(shí)電流。
根據(jù)實(shí)際工程需要選擇合理的ATSE動(dòng)作時(shí)間,且ATSE應(yīng)能躲過(guò)電源電壓閃變、瞬變等干擾。
6.總結(jié)
CB級(jí)選用的是斷路器;PC級(jí)是隔離開(kāi)關(guān)。
普通負(fù)荷選用CB級(jí);消防負(fù)荷應(yīng)選用PC級(jí)。
PC級(jí)無(wú)短路保護(hù)功能;CB級(jí)有短路保護(hù)功能。
四、ATSE產(chǎn)品的應(yīng)用
1.CB級(jí)ATSE在放射式供電方案中的應(yīng)用
當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)切換到備用電源,繼續(xù)供電,滿 足重要負(fù)載的供電需要,雖然CB級(jí)ATSE可以滿足主電源和備用電源的 切換,但《民規(guī)建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ16—2008) 中規(guī)定:“當(dāng)采用CB級(jí)ATSE為消防負(fù)荷供電時(shí),應(yīng)采用僅具有短路保護(hù)的斷路器組成的ATSE,其保護(hù)選擇性應(yīng)與上下級(jí)保護(hù)電器相配合”,故在消防設(shè)備中使用CB級(jí)ATSE時(shí),應(yīng)標(biāo)明CB級(jí)ATSE在設(shè)備過(guò)載時(shí)只報(bào)警不動(dòng)作。
2.CB級(jí)ATSE在樹(shù)干式供電方案中的應(yīng)用
當(dāng)某一回路發(fā)生短路故障時(shí),由于斷路器的選擇性配合,會(huì)導(dǎo)致該支線斷路器和ATSE的主電源斷路器同時(shí)動(dòng)作,干線上主斷路器不會(huì)動(dòng)作,干線正常供電。由于ATSE檢測(cè)的是ATSE進(jìn)線處電源的情況,所以ATSE不會(huì)切換到備用電源,從而故障范圍僅保持在該配電箱,只會(huì)影響到該配電箱內(nèi)其他支路的供電,而不會(huì)將故障范圍擴(kuò)大到整個(gè)供電回路中。
3.PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器的應(yīng)用
PC級(jí)ATSE在放射式供電方案中的應(yīng)用。 當(dāng)任一支路發(fā)生短路故障時(shí),該支路和上級(jí)正常 供電主斷路器同時(shí)動(dòng)作,ATSE檢測(cè)到正常電源失電,自動(dòng)切換到備用電源上繼續(xù)供電,這時(shí)故障回路已經(jīng)切除,不會(huì)影響其他支路的供電,不會(huì)將故障范圍擴(kuò)大。在這種供電方案中,不需要在PC級(jí)ATSE前加保護(hù)電器。
4.PC級(jí)ATSE在樹(shù)干式供電方案中的應(yīng)用
PC級(jí)ATSE前端加保護(hù)電器的樹(shù)干式供電系統(tǒng)。在這種供電方案中,當(dāng)樹(shù)干中某一個(gè)配電箱內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí),本配電箱內(nèi)雙電源互投開(kāi)關(guān)前的斷路器會(huì)首先斷開(kāi),啟用備用電源,將故障范圍控制在本配電箱內(nèi),而不會(huì)將故障范圍擴(kuò)大;若將雙電源互投前的斷路器去掉之后,則當(dāng)某一配電箱內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí),將會(huì)使該干線上的總開(kāi)關(guān)發(fā)生動(dòng)作,從而將故障范圍擴(kuò)大到整個(gè)干線上。由于這些負(fù)荷都是重要負(fù)荷,雙電源沒(méi)有保證供電,失去了使用意義。
在PC級(jí)ATSE前加保護(hù)電器可以是熔斷器或斷路器,其具體選擇是保護(hù)電器的保護(hù)電流應(yīng)低于PC級(jí)ATSE的額定短路限制電流。
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