符合標準安全可靠ATSE設(shè)計制造選擇的依工學論文
摘要：按照低壓電器的發(fā)展規(guī)律，可以預(yù)計，未來ATSE將象其它低壓開關(guān)一樣，逐步淘汰用其它開關(guān)代替ATSE的解決方案，代之于完全按照標準設(shè)計的ATSE。ATSE的工作性質(zhì)，決定了其故障會帶來重大的損失，所以，安全可靠性是ATSE設(shè)計、制造和選用最關(guān)鍵的指標。隨著市場對ATSE了解、理解加深，ATSE在經(jīng)歷了替代品向?qū)ｉT化過渡之后，未來產(chǎn)品的差異將集中在安全可靠性和服務(wù)方面。
關(guān)鍵詞：ATSE 設(shè)計 制造 選擇 發(fā)展趨勢
一、我國目前ATSE產(chǎn)品市場狀況和發(fā)展趨勢
現(xiàn)狀：
ATSE是低壓電器最新的一個標準，2003年才開始執(zhí)行，所以，目前產(chǎn)品市場還不成熟，表現(xiàn)在：
�。保檬煜さ拈_關(guān)（接觸器、斷路器、隔離開關(guān)），通過增加電源檢測和自動轉(zhuǎn)換功能作為電源轉(zhuǎn)換開關(guān)是許多廠商最快捷、開發(fā)成本最低的解決方案。實際上，既然中國、IEC、UL都為ATSE制訂了專門的標準，說明其它現(xiàn)有的開關(guān)不能夠完全滿足ATSE特定的要求，所以，ATSE也應(yīng)該象其它傳統(tǒng)的開關(guān)一樣，是一類專門用途的開關(guān)裝置，應(yīng)該按照標準要求，專門設(shè)計、制造。
�。玻Q不規(guī)范，ATSE國家標準的中文名稱是：自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。既然有標準，名稱就應(yīng)該規(guī)范、唯一。
３．由于ATSE在使用過程中不是經(jīng)常動作的開關(guān)，所以，不同品牌的質(zhì)量差異不宜區(qū)別，有質(zhì)量問題的產(chǎn)品也不容易在短時間發(fā)現(xiàn)，導致產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性常常被忽視。這是目前阻礙我國ATSE技術(shù)、質(zhì)量提高的最大障礙。
�。矗驗锳TSE還沒有實行CCC認證，全國已經(jīng)有100多個品牌，還可以帖牌，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。
ATSE的發(fā)展趨勢：
按照低壓電器的發(fā)展規(guī)律，可以預(yù)計，未來ATSE將象其它低壓開關(guān)一樣，逐步淘汰用其它開關(guān)代替ATSE的解決方案，代之于完全按照標準設(shè)計的ATSE。
ATSE的工作性質(zhì)，決定了其故障會帶來重大的損失，所以，安全可靠性是ATSE設(shè)計、制造和選用最關(guān)鍵的指標。隨著市場對ATSE了解、理解加深，ATSE在經(jīng)歷了替代品向?qū)ｉT化過渡之后，未來產(chǎn)品的差異將集中在安全可靠性和服務(wù)方面。
二、關(guān)于ATSE選擇的一些建議：
中國、IEC、UL都對ATSE制訂專門的標準（幾個標準完全等同），所以，就必須選擇符合標準的ATSE，由于我國ATSE沒有實行CCC認證，所以，目前符合國家標準的唯一依據(jù)就是獲得由中國質(zhì)量認證中心按照GB/T14048.11標準頒發(fā)的CQC證書。
ATSE故障會帶來重大的損失，所以，高可靠性是選擇ATSE的重要依據(jù)。一個ATSE是否具有高可靠性，需要看其是否符合“功能單一、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計周到、品控嚴格”的可靠性原則。
在具體選用時還需要注意下列幾項問題：
1.ATSE是一個“裝置”，包括了開關(guān)本體和檢測控制電路，能夠檢測兩路電源的狀態(tài)參數(shù)，這是ATSE不同于其它低壓電器的地方。在選用時一定要注意：ATSE的控制器必須能夠分別檢測三相電路，這樣才能保證任何一相出現(xiàn)斷相時，ATSE能夠自動切換。否則，就不能保證ATSE的有效使用，就不是真正意義上的ATSE。
2.兩段式與三段式選擇：按照結(jié)構(gòu)越簡單，可靠性越高的可靠性原則，兩段式比三斷式有更高的可靠性，但兩段式ATSE的缺點是，總是有一路電源處于接通狀態(tài)，如果因為任何原因，兩路電源都不正常，就會將“有問題的電源”送到負載，這有背于ATSE的使用原則。
3.PC級和CB級：國標規(guī)定，ATSE分為PC級與CB級�，F(xiàn)在普遍有一個誤解，將CB級ATSE等同于用斷路器組合的ATSE。實際上，嚴格按照標準定義，無論通過什么機構(gòu)，只要主觸頭具有分斷短路電流能力的`ATSE，就是CB級ATSE；反之，由斷路器組成的ATSE，如果性能達不到ATSE的要求，也不能夠用作ATSE。所以，CB級ATSE≠斷路器組成的ATSE。按照“結(jié)構(gòu)簡單、功能單一”的可靠性原則，PC級ATSE比CB級ATSE具有更高的可靠性，所以，對可靠性要求高的場合，應(yīng)當選用PC級。
4.選擇CB級ATSE，只需要注意一點：當短路保護功能起作用時，ATSE功能失效（這是UL標準對CB級ATSE特別提示的）。但是，當選擇用斷路器組合而成的CB級ATSE，就要注意下列問題：
�。�1）具有“過載保護”功能，這個功能不僅不是ATSE所需要的，而且，當“過載保護”功能起作用時，負載將斷電，ATSE功能失效。
�。�2）由于具有過載、短路保護功能，所以，結(jié)構(gòu)復雜，與PC級ATSE相比，可靠性低。
�。�3）斷路器的電氣性能是按照斷路器（GB/14048.2）的要求設(shè)計制造，而ATSE的電氣性能與之有諸多不同（例如電氣間隙、爬電距離、帶負載切換、短時耐受電流等等）。
�。�4）斷路器設(shè)計是長期工作制，觸頭材料主要考慮分斷電弧能力，抗氧化性差。而用斷路器作ATSE時，備用電源的斷路器長期處于分斷狀態(tài)，觸頭長期暴露在空氣中，很容易受到腐蝕，一旦投入使用，可能導致接觸不良，發(fā)生意外。
�。�5）由于選擇性保護是一個困難的問題，斷路器一致性不好或者選擇性保護設(shè)計不當，容易導致上下級斷路器同時動作，造成重要負載電源供應(yīng)中斷，ATSE失去保證重要負載電源供應(yīng)的作用和轉(zhuǎn)換功能。
�。�6）結(jié)構(gòu)上存在天然缺陷，難以做到高可靠性，用斷路器組成的ATSE，每動作一次，電機都要“堵轉(zhuǎn)”，減速齒輪承受極限壓力，導致電機、減速器壽命短，可靠性低。
三、泰永科技TBBQ3 PC級ATSE介紹
泰永科技TBBQ3 PC級 ATSE特點：
完全按照GB/T14048.11標準要求專門設(shè)計的PC級ATSE；
安全可靠性是設(shè)計、制造主要考慮的要素，依據(jù)的可靠性原則是：功能單一、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計周到、品控嚴格；
產(chǎn)品取得了CQC認證。
�。保悇e選擇：
按照ATSE國家標準，ATSE分為PC級和CB級兩種類型，依據(jù)功能單一、結(jié)構(gòu)簡單的可靠性原則，PC級ATSE比CB級ATSE有更高的安全可靠性。國家ATSE標準起草人，上海電科所高級工程師曲德剛先生和西南設(shè)計院徐建兵總工在《建筑電氣》2005年第一期刊登文章《合理選擇與使用自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）》。該文對目前國內(nèi)各種ATSE方案進行了詳細的對比分析，結(jié)論是：PC級ATSE是理想的電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。國際最專業(yè)的ATSE廠商（例如ASCO、GE、日本高田、愛知等），只制造PC級ATSE。所以，泰永TBBQ3定為PC級。
�。玻O(shè)計特點：
動力源： ATSE轉(zhuǎn)換的動力來源只有兩種：電機＋減速機構(gòu)和勵磁，由于勵磁驅(qū)動具有結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠、速度快等特點，所以，TBBQ3采用勵磁驅(qū)動作為動力源。美國ASCO、GE；日本愛知、高田等專業(yè)廠商都是采用勵磁作為動力源。
傳動機構(gòu)：TBBQ3采用最簡單的連杠機構(gòu)傳遞動力
鎖定機構(gòu)：TBBQ3采用一個機械鎖扣，將主觸頭可靠的鎖定在設(shè)計的位置，保證觸頭的壓力。機構(gòu)只在轉(zhuǎn)換瞬間通電，保持狀態(tài)無需電能。
拍合式動靜觸頭連接，配備獨立滅弧罩，滅弧迅速，630A以上產(chǎn)品設(shè)計有專門的滅弧觸頭，非常適合ATSE帶負荷轉(zhuǎn)換的苛刻電氣性能要求。美國ASCO、GE；日本愛知、高田等專業(yè)廠商也都是采用拍合式動靜觸頭連接。
多個獨立的觸頭，保證觸頭接觸面積和散熱，有利于長期通電的可靠性。
觸頭壓力大，保證接觸面積和抵抗電磁力，短時耐受電流大。
特別的觸頭材料，兼顧導電、耐弧和防腐性能�？紤]了觸頭長期處于打開狀態(tài)，暴露在空氣中的ATSE獨有特點。
同步性好，25－3200A轉(zhuǎn)換時間在75－120毫秒，保證開關(guān)有很高的同步性。
“V”型位置控制機構(gòu)保證兩路電源不可能同時接通。
三斷式設(shè)計，當兩路電源都存在問題是，開關(guān)將處于“中間”位置，將電源與負載隔離。當任何一路電源恢復正常時，開關(guān)將自動接通正常電源，保證負載連續(xù)供電。
開距大，電器間隙和爬電距離是斷路器1.5和1.8倍，可以可靠防止轉(zhuǎn)換瞬間電源疊加的危險。
所有受力大、運動要求準確的零部件，都采用表面氮化處理，保證長期防腐性能和耐磨性，是產(chǎn)品長期可靠工作的關(guān)鍵。
重要電子元器件選用國際知名品牌，保證開關(guān)的可靠性。
配備I－V型控制器，滿足客戶各種不同用途的需要
III型以上控制器與開關(guān)本體分離安裝，有利于維護更換。泰永科技ATSE設(shè)計初始，就充分考慮維護的快速、方便性，ATSE本體在正常工作狀態(tài)類似于“保存”狀態(tài)，只有控制器是連續(xù)工作，故障的95%以上是元器件故障，泰永的控制器，可以在３分鐘之內(nèi)更換完畢，并且一個普通人員稍加培訓就可以完成。
３．泰永科技TBBS ATSE監(jiān)控系統(tǒng)介紹
由于ATSE特殊的工作性質(zhì)（長期不動作，但一旦需要工作，必須可靠轉(zhuǎn)換，否則將將會帶來重大損失）。經(jīng)過市場調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)，重要用戶都有一個疑慮：一旦出現(xiàn)電源故障，ATSE能否可靠的轉(zhuǎn)換？另外，對超過ATSE數(shù)量較多的系統(tǒng)，ATSE的日常維護、檢修也存在問題�？蛻粝Ｍ�，從保證使用可靠性的觀點要求，應(yīng)該開發(fā)一個系統(tǒng)，利用計算機技術(shù)，對一個系統(tǒng)的所有ATSE進行實時狀態(tài)檢測和動作可靠性定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)、維修和更換有故障的ATSE，保證ATSE在需要時能夠“挺身而出”。
根據(jù)這一市場需求，泰永科技以自己成熟的PSC2000監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，在全國首家推出ATSE專用監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)由三部分組成：TBBQ3開關(guān)本體＋V型控制器＋TBBS監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能如下：
可以在計算機上面對系統(tǒng)任意一個或全部ATSE的電源參數(shù)進行實時監(jiān)控、設(shè)定
可以通過計算機對所有或者某些ATSE進行轉(zhuǎn)換測試，此項功能可確保一個系統(tǒng)所有ATSE的日常維護可以在計算機上快速完成。
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