双电源转换开关电器的选择及应用
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【摘 要】双电源转换开关又被称之为ASTE，该装置主要适用于交流不超过1000V或是直流不超过1500V的紧急供电系统当中，具体作用是通过两路电源的切换来确保一、二级用电负荷的安全、可靠、稳定运行。通常情况下，双电源转换开关多数都应用于较为重要的用电场所，这就要求装置本身应具有较高的可靠性，否则若是转换失败，便会造成非常严重的后果。为此，正确选用双电源转换开关就显得尤为重要。基于此点，本文首先对双电源转换开关的现状进行分析，进而介绍了双电源转换开关电气的选择，最后对双电源转换开关的具体应用进行了研究，期望通过本文的研究能够对双电源转换开关电气的选择与应用给予一定帮助。
【关键词】双电源转换开关；可靠性；选择与应用
中图分类号：O434文献标识码： A
双电源自动转换开关，由一个（或几个）转换开关电器和其他必需的电器（转换控制器）组成，用于监测电源电路，并将一个或几个负载电路从一个电源转换至另一个电源的开关电器。作为消防负荷和其他重要负荷的末端互投装置，双电源自动转换开关在重要负荷的供电系统中是不可缺少和重要的一个环节。所以其性能应符合相关标准要求的重要性也越来越强。其中，转换时间也是考核双电源自动转换开关性能的重要指标之一。但是，因为双电源自动转换开关的特殊构造，其转换试验方法又有别于其它普通的低压开关电器，而且目前并无精确测量转换时间的成熟设备
一、双电源转换开关的现状分析
在上个世纪80年代初期，我国对双电源转换开关的研制还处于空白阶段，一些需要双电源切换的场所不得不采用手动式双投刀开关。到了80年代中期，针对国内市场对双电源转换开关的需求现状，一些电器商相继从日本、法国、韩国和美国等国家引进了一些双电源转换开关，这在一定程度上丰富了我国的电器元件市场，极大程度地缓解了国内对双电源转换开关电气设备的需求。双电源转换开关自诞生以来经历了以下四个发展阶段：第一个阶段是两接触器型转换开关。这是我国最早生产出来的双电源转换开关，该装置虽然整体结构较为简单、价格低廉，但是其在电压检测功能方面略显不足，并且能耗较大，同时线圈长时间处于通电状态非常容易烧毁，不适用于可靠性要求较高的场所；第二阶段是两断路器式转换开关，即CB级ATSE。该装置具有过电流保护功能，属于保护和电源切换一体化的装置；第三阶段是励磁式专用转换开关。该装置主要是由一个励磁式接触器和控制器构成的，它的机械联锁较为可靠，转换由电磁线圈产生吸引力来驱动开关，速度较快。从双电源转换开关的概念角度上讲，该装置属于PC级的ASTE；第四阶段是电动式专用转换开关，该装置也归属于PC级ASTE的范畴。它的主体是负荷开关，属于机电一体化的开关电器设备，转换机构则是由电机或是励磁驱动，整个转换过程较为平稳且速度相对较快，同时还可以配过零位功能。然而，因为PC级ASTE本身不带保护功能，因而需要加装断路器等保护装置，这样才能实现过流和短路等保护功能。
二、双电源转换开关电气的选择
CB级双电源转换开关具备短路保护功能和双电源切换功能，大幅度地减少了连接点，相比较PC级双电源转换开关而言，具有明显的低价格优势。由于双电源开关必须保障电源的可靠供电，所以不允许其存在过载切换，即不能使用具备过载保护功能的断路器作为双电源开关主触头的开关电器。通常在电气工程设计中，应当尽量选用塑壳断路器，避免选用微型断路器。此外，CB级双电源转换开关的低压断路器与上下级出线回路低压断路器的选型必须满足配电保护选择性要求，避免存在上下级同时出现跳闸问题。当使用一台双电源转换开关带动若干路负荷时，极易因某路负荷回路出现故障而致使出现同时跳闸现象。因双电源转换开关只具备检测进线端电源状态的功能，所以在电源侧电压和频率均处于正常运行的情况下，双电源转换开关的控制器根本无法检测到电源故障，不能实现开关的自动转换操作，从而导致同一双电源转换开关下其他重要负荷电源易发生供电中断的事故。由此分析可知，在电气工程设计时，应当避免在重要负荷（如消防负荷）中采用CB级双电源转换开关。
PC级双电源转换开关仅具备电源转换功能，而不具备过载保护和短路保护功能，同时该类双电源转换开关拥有独立一体式结构形式、耐短路电流冲击性强、主触头切换容量大、操作机构简单、转换速度快、抗氧化性能强等特点。当双电源转换开关的前端与后端出现选择性保护不当而引起同时跳闸时，双电源转换开关能够及时检测到电源停电状况，进行转换到备用电源的操作，进而保障其他重要负荷供电不受其影响。因此，应对一级负荷、二级负荷采用PC级双电源转换开关，以达到提高设备供电可靠性的目的。
三、双电源转换开关的具体应用
（一）考虑技术因素
双电源转换开关不仅要完成负载在两路电源间的选择和转换，还要根据供电电路中出现的复杂情况（如设备频繁操作、过负荷、短路电流冲击等）作出反应。所以，在选择和应用双电源转换开关时必须充分考虑技术因素，如供电系统配电方式、负载使用性质以及转换时间等因素。
（二）三位式双电源转换开关的应用
三位式双电源转换开关主要适用于市电与发电机电源转换。在正常电源一旦发生一相断相时，双电源转换开关必须及时切断电源，并使其自身置于零位，直到发电机稳定送电一段时间之后，再将其置于发电机位置。通常情况下，转换应当集中装设在低压配电室的母线上，以便于日常维护。因发电机组的输出柜自身配备了保护电器，所以应当在该转换设计中选用PC级双电源转换开关。
（三）双电源转换开关极数的应用
一般情况下，双电源转换开关可分为两极、三极、四极，在选择开关极数时应当以配电系统为依据。两极双电源转换开关适用于单相电路，三极双电源转换开关适用于三相电路，四极双电源转换开关适用于拥有两个不同输入电源的接地系统，同时也适用于需满足剩余电流保护的配电系统。在采用四极双电源转换开关时，能够实现三相电路带中性线的转换，完全隔离两套系统，确保两套系统独立运行。
（四）PC级双电源转换开关的应用
当消防负荷容量大且较为集中时，需要在低压配电室的母线上直接放射作双电源转换，或者需要在电源进线后直接作双电源转换的场合，如消防水泵房等，在选择双电源转换开关时应满足放射式供电要求，选用PC级双电源转换开关，而不宜选用CB级双电源转换开关，从而避免因开关电气自身故障而导致电源转换失误，造成事故损失。
（五）双电源转换开关在关键电气设备中的应用
对于消防排烟机、消防泵、防火卷帘门等关键的电气设备而言，必须配置两套设备，当一套设备发生故障，可以利用双电源转换开关的自动转换功能，切换至正常设备运行。两台双电源转换开关电气要分别负责双路电源自动转换和主、备设备的自动使用。目前，这种双电源转换开关的设计方案得到了广泛应用，不仅能够考虑电源和设备因素，还能够保障关键用途设备的正常运行。
四、结 论
总而言之，双电源转换开关作为一种低压配电产品，其可靠性对于较为重要负荷的供电十分重要。由于我国对双电源转换开关的研究起步较晚，应用也尚处于初级阶段，为此，在今后一段时期内，应将研究的重点放在电源转换时对设备的影响上，这有利于双电转换开关的进一步推广应用。
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