核心提示:
----ASCO PT北京辦事處 李兵
一、概述 自動轉(zhuǎn)換開關(ATSE)的國家產(chǎn)品標準是2002年10月發(fā)布,2003年4月開始實施的。但在此之前的幾十年里,早就有了雙電源供電系統(tǒng)的應用。遇到雙電源轉(zhuǎn)換的場合,大多使用雙接觸器和雙斷路器組合的形式來實現(xiàn)—而且這種使用方式至今也在使用。每一種定型的產(chǎn)品都有其自身的定義、功能、作用、執(zhí)行標準和典型應用,(機械)接觸器的定義為:僅有一個休止位置,能接通、承載和分斷正常電路條件(包括過載運行條件)下的電流的一種非手動操作的機械開關電器;其作用是遠距離頻繁地接通和分斷主電路和大容量控制電路;產(chǎn)品制造標準為GB14048.4-2003。(機械的)斷路器的定義為:能接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流,也能在所規(guī)定的非正常電路(例如短路)下接通、常在一定時間合分斷電流的一種機械開關電器;斷路器的作用就是自動切斷故障線路、保護負載設備及配電線路,也可以用于補頻繁地接通和斷開電路以及控制電動機的啟/停;產(chǎn)品制造標準為GB14048.2-2001。
接觸器多用于控制回路,而斷路器用于保護回路,但兩個接觸器或兩個斷路器組合,在經(jīng)過合理的機械/電氣聯(lián)鎖以后,就可以完成雙電源轉(zhuǎn)換功能。 用雙接觸器來完成雙電源轉(zhuǎn)換的功能,使用歷史已經(jīng)有幾十年了,其性能的好壞這里不做評價,但有一點值得注意:組合以后的接觸器只完成電源轉(zhuǎn)換的功能,不再具有線路控制的功能了。如果該回路中需要遠距離啟動電動機等設備,依然需要再增加控制作用的接觸器!
用雙斷路器來完成雙電源轉(zhuǎn)換功能也是應用了幾十年了,與雙接觸器所不同的是,一開始人們就賦予這兩個斷路器雙重任務--電源轉(zhuǎn)換和線路保護。
這里我們從ATSE的產(chǎn)品標準GB14048.11出發(fā),結(jié)合實際使用情況,來闡述一下ATSE的正確功能和作用。 二、ATSE的功能 1. 基本功能—雙電源轉(zhuǎn)換。 GB/T14048.11-2002標準中,轉(zhuǎn)換開關被定義為:將一個或幾個負載電路從一個電源轉(zhuǎn)換至另一個電源的電器;自動轉(zhuǎn)換開關電器(ATSE)為:由一個(或幾個)轉(zhuǎn)換開關電器和其他必需的電器組成,用于監(jiān)視電源電路、并將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉(zhuǎn)換至另一個電源的電器。也就是在兩路供電電源間,選擇一路符合標準的向負載持續(xù)供電,這就是ATSE最基本的功能。 2. 附加功能—保護功能。 按照GB/T14048.11-2002標準,ATSE被分為PC級和CB級兩類,PC級就是只完成ATSE的基本功能-雙電源轉(zhuǎn)換;而CB級ATSE除了轉(zhuǎn)換功能以外,還被賦予過電流(短路)保護的功能,實際上CB級ATSE就是以往用雙斷路器組合完成電源轉(zhuǎn)換功能的一種產(chǎn)品明確化、定型化。
ATSE到底選用PC級還是CB級,一直是建筑電氣業(yè)內(nèi)這幾年爭論的焦點,這將決定供配電系統(tǒng)是否另設保護元件而增加成本。無論是CB級ATSE還是用兩個斷路器組合完成雙電源轉(zhuǎn)換功能,在制造和使用中必須確保一點:操作機構(gòu)應具有可靠的電氣與機械聯(lián)鎖以防止同時接通正常電源與備用電源。這里所要求的電氣聯(lián)鎖比較容易理解,但如何確定可靠的機械聯(lián)鎖呢?
[$page] 按結(jié)構(gòu)形式分類,斷路器有框架斷路器、塑殼斷路器之分。無論那種形式的斷路器,開關觸頭的結(jié)構(gòu)是相同的(圖三)。包括動、靜觸頭在內(nèi)的帶電體,都是被封在開關內(nèi)部,也就是說無法看到斷路器的觸頭。那么雙斷路器是如何做機械聯(lián)鎖的呢? 塑殼斷路器使用一種機械驅(qū)動/聯(lián)鎖機構(gòu),固定塑殼斷路器的扳把,保證一個斷路器扳把在上(該斷路器的閉合位置)、同時另一斷路器的扳把在下(該斷路器的斷開位置),從而達到機械聯(lián)鎖。但實際使用中我們發(fā)現(xiàn)斷路器的扳把不是那么可靠,不能真實的反應開關觸頭的位置,如果扳把和開關觸頭間的聯(lián)鎖杠桿壞掉,就有可能扳把的移動沒有帶動開關動觸頭的移動,根本做不到兩斷路器可靠的機械聯(lián)鎖。
目前市場上廣泛使用的框架開關及其聯(lián)鎖機構(gòu)—鋼絲簧或者鋼桿,可以完成保護和電源轉(zhuǎn)換功能。同樣,框架斷路器的動、靜觸頭被密閉在框架中,無論用鋼絲簧還是鋼桿都無法觸及到—即便觸及到也是相當危險的!所以這種外置的剛性聯(lián)鎖,實際聯(lián)鎖的是反映開關狀態(tài)的位置節(jié)點。斷路器有三個位置:“ON”、“OFF”、“TRIP”,每一個位置會有一個位置節(jié)點做出反饋來。這一位置反饋可以用電信號遠傳----常常被用作雙斷路器的電氣聯(lián)鎖,也可以通過鋼桿、鋼絲簧等剛性元件做位移反饋----被用作雙斷路器的機械聯(lián)鎖。但反映開關狀態(tài)的位置節(jié)點和開關動觸頭間還有一個聯(lián)鎖關系,并不是直接與動觸頭相連,如果這一聯(lián)鎖關系發(fā)生了故障,位置節(jié)點就不能真實反饋開關動觸頭的位置所在。因此,在這位置節(jié)點上做的機械聯(lián)鎖,不能很可靠的保證不同時接通兩路供電電源!如果將經(jīng)常使用的雙斷路器轉(zhuǎn)換形式,準確的用圖例表示為: 那么很多設計和用戶就會察覺這種方式不是那么可靠了。所以說,雙斷路器的保護和轉(zhuǎn)換的雙重作用,實際上是犧牲了轉(zhuǎn)換的安全可靠性為代價的。 使用雙斷路器做電源轉(zhuǎn)換時,還應注意幾個問題: