浅谈快速切换开关的发展和应用

李志忠 张永龙

摘 要：供电的连续可靠是各种用电设备安全运行的基本条件，因此，对供电可靠性要求较高的场合多配有两路供电电源，两路电源间的成功切换是连续不间断供电的关键。因此，在供配电系统中，探讨关于快速切换开关的发展与应用，必将增强供配电系统的工作效率以及其可靠安全性能。

关键词：供配电系统；快速切换开关；发展；可靠

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

0 引言

快速切换开关主要用在紧急供电系统，是将负载电路从一个常用（I路）电源自动换接至另一个备用（Ⅱ路）电源的开关，以确保重要负荷连续、可靠运行；快速切换开关就是一种自动切换双电源的装置，它能在两路电源之间做可靠切换操作，高效避免了由于人工操作失误造成的电路故障，最为根本的就是双电源自动转换开关满足非常可靠的切换要求。在供配电系统中，过去一般两个电源间进行切换操作时采用的人工手动操作，这种切换模式无疑会延长停电的时间，并且一旦不小心，还有导致带电拉合开关的情形，这就要求在设计过程中要引起高度重视，而且并很有必要熟悉和了解其发展、类型、组成及功能等，以便正确选择和合理应用，所以探讨双电源自动转换开关在供配电系统中的应用，有很深刻的研究意义。

1 快速切换开关现状

1.1 ATSE国际现状

世界大多数国家使用PC级，专用PC级ATSE是世界技术趋势。

1.2 ATSE国内现状

（1）CC级-被淘汰结构。早期方案，第一代产品，目前基本上没有这种方式的ATSE，由于可靠性低被淘汰。

（2）负荷开关组合型。电操或线圈驱动动作机构，转换速度慢，转换时间随容量越大越长，大部分负荷开关组成的ATS电气灭弧性能弱于美国市场PC级产品，也弱于断路器组合成的CB级产品。

1.3 断路器组合型ATS- CB级

由2组断路器，电操机构，辅助接点等分立元件组装而成，故障率较高；传动机构复杂容易损坏和锁死，导致转换失败；机械连锁调整不好，将导致两路电源短接或无法合闸；电操驱动动作机构，转换速度慢（1～3s）；触头结构设计不合理，电气寿命较短。

1.4 PC级ATS

触头转换时间小于50毫秒；双投机构，机械保持，无须外置连锁机构；直流线圈驱动机构，瞬间激磁操作，真正的PC级ATS产品；双触头设计：配备主触头及灭弧触头；主触头有明显断开点，断开点为可视的；中性线与相线同等容量，配备独立灭弧室；灵活的可控硅线圈回路控制方式，更少的二次元件数量；控制器工作电源取自主回路，无需外接额外控制电源；控制电路和一次回路电气隔离设计。

1.5 ATS触头及灭弧系统设计

为提高抗短路能力、防止转换时电弧无法熄灭引发电源短路事故，ATS触头及灭弧系统采用以下设计：

银合金主触点：抗熔焊；可承受较强的故障电流；可承受的短路事故之后无须更换ATS。 ATS动触头设计：主触头和灭弧触头；灭弧触点动作顺序： 先合后离（可靠熄灭电弧）。独特的主触头拍合式设计：防止长期暴露在空气中的静触头，接触电阻过大，损坏触头。ATS开关本体设计寿命是25年。

2 ATSE发展趋势

ATSE根据使用场合的不同需要选用不同的类型，根据负载的重要程度，主要分为三类：A级负载、B级负载及C级负载。C级负载为一般场合的末端供电，其对供电要求较低，允许短时的供电中断，一般的ATSE均能满足。B级负载为重要场合的供电，对供电要求较高，不允许长时间的供电中断，一般使用切换时间较短的ATSE，并配备带旁路的ATSE。

要说到ATSE的发展方向，必须先从供电系统的发展趋势和ATSE的切换原理及构成说起。首先，以后的供电系统将用电负载需要的各种功能，（供电保证、保护、控制、维修等）用不同的开关独立完成，每一种开关具有一个独立的功能，最后形成一个高可靠性的供电系统。其次ATS由本体、控制器组成。由此可见ATS的发展将从以下几方向：一方面是功能、可靠性的不断提高，从最初的无互锁，到电气单互锁，再到机械电气双重互锁，现今在外围控制回路增加互锁，增加后台监控，进行实时监控；另一方面是转换速度的不断提高，从最初的几分钟到几秒到几百毫秒以内，如今最快的已经可以做到几十毫秒以内。今后将继续在这两个方向上进行提高。

3 结语

总之，随着科学技术的进步，各行业对供电系统的可靠性的要求越来越高。很多场合必须采用两路电源来保证供电的可靠性。为了保证重要负荷的供电连续性，自动快速切换开关得到了广泛的运用。

参考文献：

[1]張国涛.双电源切换开关原理的研究[J].电力系统自动化，2012

（01）.

[2]陈林.新型智能双电源电子快速切换系统的研究[M].合肥：合肥工业大学，2006.

[3]张忠利.自动转换开关电器的选择及应用[J].上海电器技术，2006.