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符合标准安全可靠ATSE设计制造选择的依工学论文
摘要：按照低压电器的发展规律，可以预计，未来ATSE将象其它低压开关一样，逐步淘汰用其它开关代替ATSE的解决方案，代之于完全按照标准设计的ATSE。ATSE的工作性质，决定了其故障会带来重大的损失，所以，安全可靠性是ATSE设计、制造和选用最关键的指标。随着市场对ATSE了解、理解加深，ATSE在经历了替代品向专门化过渡之后，未来产品的差异将集中在安全可靠性和服务方面。
关键词：ATSE 设计 制造 选择 发展趋势
一、我国目前ATSE产品市场状况和发展趋势
现状：
ATSE是低压电器最新的一个标准，2003年才开始执行，所以，目前产品市场还不成熟，表现在：
１．用熟悉的开关（接触器、断路器、隔离开关），通过增加电源检测和自动转换功能作为电源转换开关是许多厂商最快捷、开发成本最低的解决方案。实际上，既然中国、IEC、UL都为ATSE制订了专门的标准，说明其它现有的开关不能够完全满足ATSE特定的要求，所以，ATSE也应该象其它传统的开关一样，是一类专门用途的开关装置，应该按照标准要求，专门设计、制造。
２．名称不规范，ATSE国家标准的中文名称是：自动转换开关电器。既然有标准，名称就应该规范、唯一。
３．由于ATSE在使用过程中不是经常动作的开关，所以，不同品牌的质量差异不宜区别，有质量问题的产品也不容易在短时间发现，导致产品的质量、可靠性常常被忽视。这是目前阻碍我国ATSE技术、质量提高的最大障碍。
４．因为ATSE还没有实行CCC认证，全国已经有100多个品牌，还可以帖牌，产品质量参差不齐。
ATSE的发展趋势：
按照低压电器的发展规律，可以预计，未来ATSE将象其它低压开关一样，逐步淘汰用其它开关代替ATSE的解决方案，代之于完全按照标准设计的ATSE。
ATSE的工作性质，决定了其故障会带来重大的损失，所以，安全可靠性是ATSE设计、制造和选用最关键的指标。随着市场对ATSE了解、理解加深，ATSE在经历了替代品向专门化过渡之后，未来产品的差异将集中在安全可靠性和服务方面。
二、关于ATSE选择的一些建议：
中国、IEC、UL都对ATSE制订专门的标准（几个标准完全等同），所以，就必须选择符合标准的ATSE，由于我国ATSE没有实行CCC认证，所以，目前符合国家标准的唯一依据就是获得由中国质量认证中心按照GB/T14048.11标准颁发的CQC证书。
ATSE故障会带来重大的损失，所以，高可靠性是选择ATSE的重要依据。一个ATSE是否具有高可靠性，需要看其是否符合“功能单一、结构简单、设计周到、品控严格”的可靠性原则。
在具体选用时还需要注意下列几项问题：
1.ATSE是一个“装置”，包括了开关本体和检测控制电路，能够检测两路电源的状态参数，这是ATSE不同于其它低压电器的地方。在选用时一定要注意：ATSE的控制器必须能够分别检测三相电路，这样才能保证任何一相出现断相时，ATSE能够自动切换。否则，就不能保证ATSE的有效使用，就不是真正意义上的ATSE。
2.两段式与三段式选择：按照结构越简单，可靠性越高的可靠性原则，两段式比三断式有更高的可靠性，但两段式ATSE的缺点是，总是有一路电源处于接通状态，如果因为任何原因，两路电源都不正常，就会将“有问题的电源”送到负载，这有背于ATSE的使用原则。
3.PC级和CB级：国标规定，ATSE分为PC级与CB级。现在普遍有一个误解，将CB级ATSE等同于用断路器组合的ATSE。实际上，严格按照标准定义，无论通过什么机构，只要主触头具有分断短路电流能力的ATSE，就是CB级ATSE；反之，由断路器组成的ATSE，如果性能达不到ATSE的要求，也不能够用作ATSE。所以，CB级ATSE≠断路器组成的ATSE。按照“结构简单、功能单一”的可靠性原则，PC级ATSE比CB级ATSE具有更高的可靠性，所以，对可靠性要求高的场合，应当选用PC级。
4.选择CB级ATSE，只需要注意一点：当短路保护功能起作用时，ATSE功能失效（这是UL标准对CB级ATSE特别提示的）。但是，当选择用断路器组合而成的CB级ATSE，就要注意下列问题：
（1）具有“过载保护”功能，这个功能不仅不是ATSE所需要的，而且，当“过载保护”功能起作用时，负载将断电，ATSE功能失效。
（2）由于具有过载、短路保护功能，所以，结构复杂，与PC级ATSE相比，可靠性低。
（3）断路器的电气性能是按照断路器（GB/14048.2）的要求设计制造，而ATSE的电气性能与之有诸多不同（例如电气间隙、爬电距离、带负载切换、短时耐受电流等等）。
（4）断路器设计是长期工作制，触头材料主要考虑分断电弧能力，抗氧化性差。而用断路器作ATSE时，备用电源的断路器长期处于分断状态，触头长期暴露在空气中，很容易受到腐蚀，一旦投入使用，可能导致接触不良，发生意外。
（5）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设计不当，容易导致上下级断路器同时动作，造成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和转换功能。
（6）结构上存在天然缺陷，难以做到高可靠性，用断路器组成的ATSE，每动作一次，电机都要“堵转”，减速齿轮承受极限压力，导致电机、减速器寿命短，可靠性低。
三、泰永科技TBBQ3 PC级ATSE介绍
泰永科技TBBQ3 PC级 ATSE特点：
完全按照GB/T14048.11标准要求专门设计的PC级ATSE；
安全可靠性是设计、制造主要考虑的要素，依据的可靠性原则是：功能单一、结构简单、设计周到、品控严格；
产品取得了CQC认证。
１．类别选择：
按照ATSE国家标准，ATSE分为PC级和CB级两种类型，依据功能单一、结构简单的可靠性原则，PC级ATSE比CB级ATSE有更高的安全可靠性。国家ATSE标准起草人，上海电科所高级工程师曲德刚先生和西南设计院徐建兵总工在《建筑电气》2005年第一期刊登文章《合理选择与使用自动转换开关电器（ATSE）》。该文对目前国内各种ATSE方案进行了详细的对比分析，结论是：PC级ATSE是理想的电源转换开关。国际最专业的ATSE厂商（例如ASCO、GE、日本高田、爱知等），只制造PC级ATSE。所以，泰永TBBQ3定为PC级。
２．设计特点：
动力源： ATSE转换的动力来源只有两种：电机＋减速机构和励磁，由于励磁驱动具有结构简单，动作可靠、速度快等特点，所以，TBBQ3采用励磁驱动作为动力源。美国ASCO、GE；日本爱知、高田等专业厂商都是采用励磁作为动力源。
传动机构：TBBQ3采用最简单的连杠机构传递动力
锁定机构：TBBQ3采用一个机械锁扣，将主触头可靠的锁定在设计的位置，保证触头的压力。机构只在转换瞬间通电，保持状态无需电能。
拍合式动静触头连接，配备独立灭弧罩，灭弧迅速，630A以上产品设计有专门的灭弧触头，非常适合ATSE带负荷转换的苛刻电气性能要求。美国ASCO、GE；日本爱知、高田等专业厂商也都是采用拍合式动静触头连接。
多个独立的触头，保证触头接触面积和散热，有利于长期通电的可靠性。
触头压力大，保证接触面积和抵抗电磁力，短时耐受电流大。
特别的触头材料，兼顾导电、耐弧和防腐性能。考虑了触头长期处于打开状态，暴露在空气中的ATSE独有特点。
同步性好，25－3200A转换时间在75－120毫秒，保证开关有很高的同步性。
“V”型位置控制机构保证两路电源不可能同时接通。
三断式设计，当两路电源都存在问题是，开关将处于“中间”位置，将电源与负载隔离。当任何一路电源恢复正常时，开关将自动接通正常电源，保证负载连续供电。
开距大，电器间隙和爬电距离是断路器1.5和1.8倍，可以可靠防止转换瞬间电源叠加的危险。
所有受力大、运动要求准确的零部件，都采用表面氮化处理，保证长期防腐性能和耐磨性，是产品长期可靠工作的关键。
重要电子元器件选用国际知名品牌，保证开关的可靠性。
配备I－V型控制器，满足客户各种不同用途的需要
III型以上控制器与开关本体分离安装，有利于维护更换。泰永科技ATSE设计初始，就充分考虑维护的快速、方便性，ATSE本体在正常工作状态类似于“保存”状态，只有控制器是连续工作，故障的95%以上是元器件故障，泰永的控制器，可以在３分钟之内更换完毕，并且一个普通人员稍加培训就可以完成。
３．泰永科技TBBS ATSE监控系统介绍
由于ATSE特殊的工作性质（长期不动作，但一旦需要工作，必须可靠转换，否则将将会带来重大损失）。经过市场调查，我们发现，重要用户都有一个疑虑：一旦出现电源故障，ATSE能否可靠的转换？另外，对超过ATSE数量较多的系统，ATSE的日常维护、检修也存在问题。客户希望，从保证使用可靠性的观点要求，应该开发一个系统，利用计算机技术，对一个系统的所有ATSE进行实时状态检测和动作可靠性定期检查，及时发现、维修和更换有故障的ATSE，保证ATSE在需要时能够“挺身而出”。
根据这一市场需求，泰永科技以自己成熟的PSC2000监控系统技术为基础，在全国首家推出ATSE专用监控系统，该系统由三部分组成：TBBQ3开关本体＋V型控制器＋TBBS监控系统。该系统的主要功能如下：
可以在计算机上面对系统任意一个或全部ATSE的电源参数进行实时监控、设定
可以通过计算机对所有或者某些ATSE进行转换测试，此项功能可确保一个系统所有ATSE的日常维护可以在计算机上快速完成。
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