自动转换开关PC级与CB级的区别及对比

ATSE定义: 由一个(或几个)转换开关电器和其它必需的电器组成,用于检测电源电路,并将一个或多个负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器

PC级ATSE:能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE

CB级ATSE:配备过电流脱扣器的ATSE,它的主触头能够接通并用于分断短路电流

说明:

(1)一种开关只有首先符合ATSE标准,才能有PC级与CB级之分,由于ATSE还没有进行CCC认证,所以,目前能够证明开关符合ATSE标准的唯一依据是获得CQC认证(按照GB/14048.11产品标准),本文讨论的是具有CQC认证的ATSE。

(2) 按照标准,PC级和CB级ATSE的型式试验要求是不同的,所发的CQC证书也是不同的,不能混淆,不能替代。

(3) 目前,世界上的CB级ATSE,都是直接采用断路器作为本体,因此,CB级ATSE具有所选断路器的全部特性。

(4) PC级ATSE有两种结构:一种是用现成的隔离开关或者负荷开关作为本体,这是国内大部分PC级的结构;另一种是完全重新设计,是日本爱知,ASCO等采用的结构。

(5) 美国、日本市场基本上是采用PC级ATSE,欧洲以CB级为主(但均是采用MCCB(塑壳断路器)作为本体开关)

(6) 世界上专业的知名厂商:日本爱知,日本共立,ASCO等几家专业厂商,只制造PC级ATSE,不制造CB级ATSE。

3. 对比

3.1 CB级ATSE结构

目前的CB级ATSE,都是用两个相同的断路器,通过模拟手推动的操作机构,在控制器的控制下,分别推动开关接通和断开实现电源的自动转换。CB级ATSE的操作机构有单电机操作和双电机驱动两种,国内CB级ATSE,基本上是采用单电机驱动机构,ABB、施耐德进口产品是采用双电操驱动机构。

CB级ATSE开关用本体,欧洲ABB、施耐德是采用MCCB作为本体,没有采用MCB作为本体的产品,国内63A以下电流等级CB级ATSE,基本是采用MCB为本体。

3.2 PC级ATSE结构

按照ATSE标准定义,PC级ATSE有两种结构,一种是专用的ATSE,整个开关的是重新设计制造,是ATSE专用的开关;一种是直接借用隔离开关(或者负荷开关)作为ATSE的本体开关,属于派生的ATSE,

3.2.1 开关本体为隔离(负荷)开关+传动机构(电机驱动)+控制器:

说明:这种ATSE的电气特性取决于所选隔离开关的电气特性。优点是开发风险小,周期短,结构简单可靠,成本很低。缺点是,电气特性受制于选用的开关,要提高开关的技术指标和达到很高的可靠性,必需改造开关本体。

3.2.2 整个开关(包括触头材料、压力、分离速度、灭弧机构、传动机构等等)都是独立重新设计的专用PC级ATSE:

这种方案的缺点是,开发周期长、风险大、投资大、成本高。优点是可以提高ATSE的技术指标(高于标准要求)和达到很高的可靠性,世界领先的专业ATSE供应商(日本爱知,日本共立,ASCO,GE)。

4. 对比分析

4.1 关于符合标准要求

ATSE标准规定:“如果断路器经过试验,符合有关产品标准要求,且试验条件的严酷程度不低于本标准的规定时,断路器可不加特殊改进用作ATSE的主触头开关电器”。按照这个规定,只有符合GB14048.2 标准要求的断路器,并且其试验的严酷程度高于ATSE标准要求,才能够用作ATSE的主触头开关电器,但是,目前市场销售的CB级ATSE,63A以下基本上是采用MCB,MCB是家用电器系列产品,不属于GB14048系列(工业级),达不到GB14048规定的要求,不能够用作ATSE的主触头开关电器,此点需要用户(设计、使用)特别注意。

PC级ATSE,无论是重新设计主触头还是借用负荷开关,都是按照GB14048系列开关相应的要求设计制造。

4.2 电源供应

ATSE是一种保证电源供应的开关,从概念讲,任何时候都必须保证电源的供应,至于是否需要切断电路,是其他开关的任务。PC级ATSE,在任何状况下,都能够保证电源的供应,符合系统使用ATSE的核心目的。CB级ATSE,由于采用了断路器,是一种会“自动切断电源的开关”,在过载、短路等状况下自动切断电源,这不符合ATSE的核心用途。特别对于断路器的过载特性,一般的断路器,都具备过载和短路保护双重功能,从ATSE保障电源供应的角度看,过载不属于电源故障,不允许过载切断重要负荷的电源。所以,不能采用具有过载保护功能的断路器作为ATSE主触头开关电器。

4.3 关于结构可靠性

CB级ATSE是由断路器组成,不仅要具备自动转换功能,还要具备过载、短路保护功能,而断路器以分断电弧为己任,要求机构快速脱扣,易发生滑扣、再扣不可靠等问题,而PC级ATSE则不存在这些问题。CB级ATSE是所有ATSE解决方案中,结构最复杂的方案,复杂就意味着可靠性相对较低。一般CB级ATSE运动部件是PC级ATSE的两倍以上,按照结构越复杂,可靠性越低的可靠性原理,采用断路器为开关本体的CB级ATSE,可靠性要低于PC级ATSE。

4.4 实际运用差异

如果PC级ATSE前面的断路器和CB级ATSE采用的断路器是同样的型号和规格,两个电路的保护功能是等效的,但转换功能不同,区别在于,如果因为任何原因,CB级ATSE的断路器和下级某一断路器同时脱扣,全部负载电源将被切断,开关不会自动转换,需要人工专门操作才能恢复供电。如果是多个重要负载,用CB级ATSE将会因为一个负载故障导致全部负载断电的问题。这有背于ATSE的初衷。美国UL1008规定,在CB级ATSE产品上面必须注明:“如果保护功能起作用,转换功能将失效”。采用PC级ATSE,如果出现前端断路器与后端某一断路器同时跳闸,控制器能够检测到电源停电,将会转换到备用电源,确保其它重要负载的连续供电。

4.5 可靠性问题

由于选择性保护是一个困难的问题,断路器一致性不好或者选择性保护计算不当,容易导致上下级断路器同时跳闸。如果CB级ATSE的断路器与下级断路器同时跳闸,就会造成其它线路重要负载电源供应中断,ATSE失去保证重要负载电源供应的作用。PC级ATSE没有这个问题。

4.6 维修问题

如果断路器出现故障,一般电工知道如何更换(通常是采购一个同样电流等级的断路器)。但CB级ATSE一个断路器出现故障时,电工是无法更换的,必须更换全新的ATSE。由于ATSE的供应不象断路器那样顺畅,所以,用断路器组成的ATSE存在因为不能及时采购到新产品而使电路长期停电的隐患。PC级ATSE也存在维修问题,但由于PC级ATSE的可靠性高于CB级ATSE,所以,故障的概率低于CB级ATSE。另外,即使在大多数故障下,PC级ATSE往往可以通过手动操作将开关置于接通状态,先保障负载通电再维修。而断路器的大多数故障,无法保障继续通电,需要更换,会导致长时间停电。

4.7 关于紧急状况手动控制

ATSE是决定重要负载电源的开关,即使在ATSE控制器出现故障的状况下,也必须能够通过手动控制,确保电源的供应。经验表明,断路器再扣不到位的故障率,远远大于负荷开关(或者结构相当的专用PC级ATSE),如果出现再扣不到位的故障,断路器就不能够通过手动接通电源。PC级ATSE,结构简单,几乎不会出现手动不能够操作的故障。

4.8 消防系统

消防电源的可靠性要求很高,消防设备一旦启动,就必须连续运行,不得停机,因此,用于消防设备的ATSE,需要同时满足下列要求:

a) 选择PC级ATSE:按照IEC《IEC62091固定式消防泵控制器》标准,用于消防泵的ATSE只能够采用PC级ATSE。《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)7.5.4.4规定“当采用CB级ATSE为消防负荷供电时,应采用仅具短路保护的断路器组成的ATSE,其保护选择性应与上下级保护电器相配合。”

b) 如果消防设备没有启动,就应该随时接通到正常电源(具有自投自复功能),而一旦消防设备启动,无论是常用供电电源还是备用电源,只要电源正常,就不能够转换(即自复功能自动取消),因为每一次转换都会导致接触器跳闸,意味着消防设备停止运行,需要重新启动,这不符合消防的要求。

c) 消防设备一旦启动,如果出现电源故障,就必需立即转换,由于ATSE转换会导致接触器跳闸,消防电机停机,所以即使转换成功,也需要重新启动。如果希望消防电机在ATSE转换后自动连续运行,就要求ATSE具有辅助触点,利用辅助触点在ATSE完成转换后自动启动接触器,保证负载自动连续运行。

d) 消防设备一旦启动,就必须确保连续运行,为保证消防设备电机运行时电源出现断相故障的转换,ATSE应具有电动机带载运行缺相转换功能( 注:ATSE标准规定在空载条件下检查断相转换功能,此条要求超出标准要求),理由是,消防设备遇火灾正在工作时,如果电源出现断相,ATSE就必须能够转换到另一电源以确保消防设备电机持续的运行,否则连续在断相下工作,消防电机很快会烧毁。

  • UC3846控制芯片工作原理控制图 逆变焊机原理与用途
  • 数字万用表电阻档测试二极管正反向没有阻值(使用万用表测量二极管的正向电阻,为什么各档)
  • 学单片机需要学数电模电吗(学单片机要先学数电模电吗)
  • 电工怎么选择适合自己用的万用表(电工初学者买什么样的万用表好)
  • 单片机需要同时运行多个任务怎么办(单片机怎么同时执行多个任务)
  • 电机保护的方案取决于负载的机械特性
  • 绝缘电阻表正负搭接不复零位是怎么回事
  • 短路怎么用万用表查