淺談自動轉換開關電器(ATSE)在建筑電氣中的選用技術要點

【摘 要】在對建筑電氣ATSE自動轉換開關電器優選相關規范標準進行簡單闡述后，對建筑低壓三相四線制供電系統中ATSE優選原則進行了探討。最后，結合自我多年實踐工作經驗，對建筑電氣系統中ATSE開關電器優選技術要點進行了詳細分析研究。

【關鍵詞】建筑電氣；ATSE；自動轉換開關電器

隨著我國現代化城市建設規模和速度的進一步擴大，智能化、人性化大型樓宇住宅群及高層商用建筑建設步伐逐步加快，加上居民對住宅居住質量水平要求的進一步提高，對建筑電氣系統功能正常發揮安全性、可靠性要求也在逐步加大。在建筑電氣系統中，對于一些較為重要的一、二級負荷而言，如果其在運行過程中發生供電中斷，則可能引起較大的安全事故，在政治、經濟等方面會造成嚴重的損失和影響，因此，對于發生中斷可能導致重大影響的電氣系統，必須采取雙路電源進行供電，確保市電供電中斷后備用電源能夠在允許時間范圍內恢復供電。高層樓宇建筑電氣系統中的機房、應急照明、消防控制室、消防水泵、消防電梯、以及防煙排煙風機等核心系統供電，必須采取雙電源自動切換方式，有效提高系統運行安全可靠性。結合樓宇建筑工程的實際特性，根據不同場合電氣系統功能特性需求，合適選用雙電源自動切換裝置（ATSE）就顯得尤為重要。

一、建筑電氣ATSE自動轉換開關電器優選相關標準

為了提高建筑電氣系統運行安全性、可靠性，國家分別于1998年、2002年頒布了GB/T14048.11-2002和IEC60947-6-l等相關標準。ATSE自動轉換開關電器，是由一個（或多個）轉換開關電器和其它輔助電器電路共同組成，當正常供電電源出現中斷事故時，通過自動切換將一個或多個重要負荷線路從正常電源自動轉換到備用電源中，確保供電可靠性。ATSE按照功能特性可以分為PC級、CB級、CC級等多類型開關電器，其中PC級ATSE具備接通、承載功能，但不能用于分斷短路電流；而CB級ATSE則配備了過電流脫扣器，在運行過程中其主觸頭能夠接通電源并具備分斷短路電流能力。由于ATSE自動轉換開關電器還未進行任何CCC認證，因此在工程實際應用中選用ATSE開關電器時，必須滿足國家標準的最低設計、制造、選用技術要求。PC級、CB級、CC級ATSE自動轉換開關電器，其所使用的范圍不同，對應其控制器的功能作用也有很大不同，因此，在工程實際選用過程中，必須要對不同級的ATSE自動轉換開關電器進行認真分析研究，對其功能、使用范圍、可靠性等給予充分的重視，確保其在實際工程應用中能夠發揮出較為良好的應用效果。

二、建筑低壓三相四線制供電系統中ATSE優選原則

從相關技術規范標準和工程實踐應用經驗，筆者認為在ATSE自動轉換開關電器選用過程中，必須要遵守以下多個方面的選用原則，即：（1）對于同一類型的接地系統而言，帶漏電保護的兩個電源回路末段的ATSE自動轉換開關電器，如果為三相四線供電模式時，應選用四極ATSE開關電器；如果采用單相供電模式供電時，應采用兩極ATSE開關電器。（2）對于存在兩種不同類型的接地系統（即在建筑電氣系統中包括兩個不同中性線接地點TN-S接地系統）間的供電電源自動轉換的ATSE開關電器，如果采用三相四線供電模式，則應選用四極ATSE開關電器；而對于單相供電模式，則應采用兩極ATSE開關電器。（3）采用正常市電供電電源與備用柴油發電機組成的雙電源系統，當兩個供電系統采用不同的接地模式時，則其自動轉換開關應選用四極ATSE開關電器。（4）對于IT接地系統中，如果有引出中性線模式時，三相四線供電模式應選用四極ATSE開關電器；而單相供電模式則應采用兩極ATSE開關電器。（5）對于TN-C

接地系統，則應嚴禁選用四極ATSE開關電器。

三、建筑電氣系統中ATSE開關電器優選技術要點

ATSE自動轉換開關電器，其作為保障建筑電氣系統中電源供電連續性、安全性、可靠性的重要電氣裝置，其運行安全可靠性的重要性就顯而易見，在實際工程優選過程中必須要足夠的重視，即要在保證供電電源運行安全可靠性的基礎上，從技術、經濟等方面優選ATSE開關電器。

1.優選符合標準的ATSE產品。中國、IEC、UL等均針對ATSE自動轉換開關電器制定了專門的技術標準，其中我國的ATSE開關電器沒有實行CCC認證，也就是目前在市場中流通的ATSE產品，其符合我國建筑電氣工程國家標準的惟一證明依據就是其獲得由中國質量認證中心按GB/T14048.11標準技術指標要求頒發的CQC證書，這也是我國建筑電氣系統中ATSE優選的唯一認證依據。

2．合理確定ATSE額定工作電壓及使用類別。由于建筑電氣中的重要負荷類型種類、特性較多，在實際工程應用中，尤其要選擇適合建筑電氣系統負荷特性的ATSE自動轉換開關電器裝置，否則可能在實際供電切換過程中引起開關設備的損壞。從大量實踐工作經驗可知，帶電感的負載宜優選AC-33使用類型的ATSE開關電器，此類電器不僅具備較快開啟速度，同時還具備專門的滅弧裝置，確保ATSE裝置運行安全可靠性。

3．合理進行ATSE型號。在對PC級、CB級、CC級不同ATSE自動轉換開關電器優選過程中，其優選出發點并不只是簡單考慮是否需要短路保護功能（即并不是在PC級前加具備短路保護的電器元件，系統就能具備與CB級相同的保護功能），而是應該根據工程實際應用需求，從可靠性、技術性、經濟成本等方面優選適宜的ATSE裝置。

4．PC級前合理增加短路保護電器。在實際工程應用中，不能盲目在PC級前端添加短路保護電器，而是應根據PC級ATSE裝置在實際運行過程中，能否承受前端短路保護電器保護電流的沖擊來進行優化設計。若PC級ATSE裝置能夠承受前端保護電流沖擊，而切換箱內部就無需再額外增加短路保護電器；若ATSE不能承受前端保護電流沖擊，則需要進行認真計算分析，優選短路保護電流低于PC級ATSE額定限制短路電流的短路保護電器，這樣可以有效提高不同電路元件的性能搭配能力，確保ATSE自動轉換開關具備較高運行安全可靠性。雖然在PC級ATSE切換箱內增加短路保護器，可以提高裝置短路保護功能，但由此可能會導致成本和箱體空間大大增加，此時可以優選CC級ATSE自動轉換裝置，即可以滿足系統短路分斷能力需求，同時具備體積小、結構緊湊等優點，可以提高智能樓宇住宅優化設計在空間利用效率。

5．ATSE二段式與三段式的優選。二段式ATSE開關電器其主觸頭只有兩個工作位，即“常用電源位”與“備用電源位”，當供電負載不會出現長期斷電時，采用兩段式ATSE裝置，其供電可靠性較高，轉換動作時間也較快快；而對于三段式ATSE開關電器而言，其開關主觸頭共有3個工作位，比二段式ATSE工作位多了個“零位（即處于電動工作）”，此時ATSE裝置主觸頭處于空檔工作位，其負載斷電時間也相對較長，通常為二段式斷電時間的2～3倍。三段式ATSE裝置雖然其負載斷電時間較長，但設置“零位”的主要作用在于當供電負載為高感抗或大電機負載時，可以通過“零位”延長斷電時間，避免突然斷電工況沖擊電流對供電系統的沖擊破壞。

四、結語

目前，國內市場中的大多PC級ATSE裝置，僅滿足國家標準最低技術要求，尤其設備短路性能指標普遍偏低且存在公開不全面等問題，這就很容易引起使用人員進行設備優化比選困難或選擇錯誤，進而影響供電系統運行安全性、可靠性。在進行ATSE裝置優選時，必須要根據工程項目的實際功能特性，從可靠性、安全性、成本經濟性等方面優選ATSE，并優化雙電源供配電系統，確保ATSE裝置短路性能指標與系統保護特性指標的匹配特性，避免或減少由于選型不當給整個建筑電氣系統帶來的安全隱患，確保供配電系統安全可靠、節能經濟的高效穩定運行發展。

參 考 文 獻

[1]全國智能建筑技術情報網．中國建筑設計研究院機電院．自動轉換開關電器ATSE設計應用導則[J]．智能建筑電氣技術．2006（2）：4～6

[2]中國建筑東北設計研究院編．JGJ16-28民用建筑電氣設計規范

[S]．北京：中國建筑工業出版社，2008