淺談CB級與PC級自動轉換開關（ATSE）的區別及應用

雷存林

武漢和創建筑工程設計事務所有限公司，湖北 武漢 430071

1 自動轉換開關（ATSE）的概念及分類

自動轉換開關（Automatic Transfer Switching Equipment）作為一種常用的電器開關設備，它的作用主要體現在通過兩路可用的供電電源間，選擇一路安全、可靠的電源向負載供電，能夠保證負載用電的連續性。以GB/T14048.11-2002《低壓開關設備和控制設備》對自動轉換開關的定義為：自動轉換開關電器（ATSE）是由必需的電器和一個（或幾個）轉換開關電器組成，并將單個或若干個負載電路從一個電源自動轉換至另一個電源用于監測電源電路的電器。自動轉換開關（ATSE）一般包括通過進線端相連的控制器和開關本體。在電源的工作狀況中，一旦控制器監測到電源發生故障時，控制器立即發出動作命令。開關本體的功能則是帶著負載完成從一個電源至另一個電源的自動轉換。開關本體又分為CB級和PC級，CB級開關本體主要由兩個相同的斷路器和機械連鎖操作機構組成；PC級開關本體有兩種結構形式，一種是由兩個相同的隔離開關或負荷開關和機械連鎖操作機構組成，另一種是整體式專用PC級自動轉換開關，整個開關（包括觸頭材料、壓力、分離速度、滅弧機構、傳動機構等）都是獨立重新設計的。

2 CB級與PC級自動轉換開關的區別

CB級能夠接通并用于分斷短路電流，PC級能夠接通和承載，但不用于分斷短路電流。除以上區別外，還包括以下幾個方面的不同：

1）機構設計理念不同：由斷路器組成CB級，斷路器要求機構應快速脫扣，以便能很好地完成分斷電弧的任務，而PC級產品的可靠性遠高于CB級產品，也就根本不會存在滑扣、再扣問題；

2）觸頭耐受電流不同：CB級主要承擔分斷短路電流的責任，當供電線路發生短路時，斷路器的觸頭壓力較小，一般不能承受短時耐受電流，易被斥開并產生限流作用。相比之下， PC級觸頭壓力較大，不易被斥開和熔焊，因此能承受20Ie甚至以上過載電流，PC級觸頭耐受電流的這個特性在消防供電系統中的應用非常重要；

3）安全性不同：為了使分斷電弧的效果更好，CB級一般選擇銀鎢、銀碳化鎢材料等觸頭材料。由于備用觸頭經常暴露于空氣中，經空氣的氧化，其表面易形成一種物質，此種物質阻礙導電且不易消除。PC級則采取措施避免了此種備用觸頭投入使用時，觸頭溫升增高易造成開關燒毀甚至爆炸的安全隱患，顯然CB級安全系數低于PC級。此外PC級充分考慮了兩路電源在轉換過程中存在電源疊加問題，PC級的標準要求電氣間隙、爬電距離是CB級的180%和150%，因此PC級安全性更好。

3 如何合理選擇與使用自動轉換開關（ATSE）

1）從負荷的重要性方面來分析：由于消防負荷不允許過負荷保護，所以消防負荷、一級負荷或特級負荷供電時，不允許采用具有過載保護功能的CB級自動轉換開關，應選用 PC 級 ATSE 為自動轉換開關。普通二級負荷供電時，自動轉換開關選用 CB 級ATSE，如果條件允許時，建議優先選用 PC級 ATSE；

2）從供電方式方面來分析：容量較大負荷時采用放射式供電方案，無論哪條支路發生短路故障，該支路和上級正常供電主斷路器同時動作，自動轉換開關（ATSE）檢測到正常電源失電，自動切換到備用電源上繼續供電，這時故障回路已經切除，不會影響其他支路的供電，也不會存在將故障范圍擴大的風險。因此在這種供電方案中ATSE 前不需加保護電器；而使用樹干式供電方式，若將雙電源互投前的斷路器去掉，則當樹干中某一配電箱內發生短路故障時，將會使該干線上的總開關發生動作，從而將故障范圍擴大到整個干線上。由于這些負荷都是重要負荷，因此PC 級自動轉換開關（ATSE）前需增加熔斷器或斷路器；

3）從時間的投入情況來分析：自動轉換開關（ATSE）CB級的總動作時間一般在2000ms～3000ms ，PC級（二位式）一般在50ms～250ms，三位式一般在350ms～600ms。應急照明的斷電時間必須小于1.5s，醫療、商業及金融交易的斷電時間必須小于1.5s，CB級的轉換時間不可能小于1.5s，因此應采用PC級自動轉換開關。

總之，選擇 CB 級或 PC 級 ATSE 時，應根據負荷的重要性、供電方式及投入時間等綜合因素進行考慮。自動轉換開關（ATSE）一般采用電阻吸收、減負荷或延時轉換這3種解決方法來避免切換過程引起的沖擊電流。是因為電源相位差距較大時，大電動機類負載在運行切換中受到巨大的機械應力沖擊，同時產生的反電勢引起的過電流還會造成熔斷器熔斷或斷路器脫扣。

4 結論

自動轉換開關（ATSE）的應用領域非常廣泛。又因為在重要場所常常用到這種產品，它的可靠性就顯得至關重要。轉換一旦失敗造成的電源間短路或重要負荷斷電，小則會帶來經濟上的損失，嚴重則可能使生命處于危險之中，造成社會為題。因此選用自動轉換開關（ATSE）的出發點應從重要負載停電可能發生的損失方面考慮。

[1]中華人民共和國建設部.JGJ16-2008 民用建筑電氣設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]國家技術監督局.GB/T14048.11-2002 開關設備和控制設備第6部分：多功能電器第1篇：自動轉換開關電器[S].北京：中國標準出版社，2002.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50052-2009 供配電系統設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2010.