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符合標(biāo)準(zhǔn)安全可靠ATSE設(shè)計(jì)制造選擇的依工學(xué)論文
摘要：按照低壓電器的發(fā)展規(guī)律，可以預(yù)計(jì)，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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的ATSE。ATSE的工作性質(zhì)，決定了其故障會(huì)帶來重大的損失，所以，安全可靠性是ATSE設(shè)計(jì)、制造和選用最關(guān)鍵的指標(biāo)。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(jì) 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(gè)標(biāo)準(zhǔn)，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：
１．用熟悉的開關(guān)（接觸器、斷路器、隔離開關(guān)），通過增加電源檢測和自動(dòng)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(shí)際上，既然中國、IEC、UL都為ATSE制訂了專門的標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)要求，專門設(shè)計(jì)、制造。
２．名稱不規(guī)范，ATSE國家標(biāo)準(zhǔn)的中文名稱是：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。既然有標(biāo)準(zhǔn)，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(dòng)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(shí)間發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)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。
４．因?yàn)锳TSE還沒有實(shí)行CCC認(rèn)證，全國已經(jīng)有100多個(gè)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(jì)，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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的ATSE。
ATSE的工作性質(zhì)，決定了其故障會(huì)帶來重大的損失，所以，安全可靠性是ATSE設(shè)計(jì)、制造和選用最關(guān)鍵的指標(biāo)。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(biāo)準(zhǔn)（幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)完全等同），所以，就必須選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的ATSE，由于我國ATSE沒有實(shí)行CCC認(rèn)證，所以，目前符合國家標(biāo)準(zhǔn)的唯一依據(jù)就是獲得由中國質(zhì)量認(rèn)證中心按照GB/T14048.11標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)的CQC證書。
ATSE故障會(huì)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(gè)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(jì)周到、品控嚴(yán)格”的可靠性原則。
在具體選用時(shí)還需要注意下列幾項(xiàng)問題：
1.ATSE是一個(gè)“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(shí)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(shí)，ATSE能夠自動(dòng)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(diǎn)是，總是有一路電源處于接通狀態(tài)，如果因?yàn)槿魏卧颍瑑陕冯娫炊疾徽�，就�?huì)將“有問題的電源”送到負(fù)載，這有背于ATSE的使用原則。
3.PC級(jí)和CB級(jí)：國標(biāo)規(guī)定，ATSE分為PC級(jí)與CB級(jí)�，F(xiàn)在普遍有一個(gè)誤解，將CB級(jí)ATSE等同于用斷路器組合的ATSE。實(shí)際上，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)定義，無論通過什么機(jī)構(gòu)，只要主觸頭具有分?jǐn)喽搪冯娏髂芰Φ腁TSE，就是CB級(jí)ATSE；反之，由斷路器組成的ATSE，如果性能達(dá)不到ATSE的要求，也不能夠用作ATSE。所以，CB級(jí)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(jí)ATSE比CB級(jí)ATSE具有更高的可靠性，所以，對可靠性要求高的場合，應(yīng)當(dāng)選用PC級(jí)。
4.選擇CB級(jí)ATSE，只需要注意一點(diǎn)：當(dāng)短路保護(hù)功能起作用時(shí)，ATSE功能失效（這是UL標(biāo)準(zhǔn)對CB級(jí)ATSE特別提示的）。但是，當(dāng)選擇用斷路器組合而成的CB級(jí)ATSE，就要注意下列問題：
（1）具有“過載保護(hù)”功能，這個(gè)功能不僅不是ATSE所需要的，而且，當(dāng)“過載保護(hù)”功能起作用時(shí)，負(fù)載將斷電，ATSE功能失效。
�。�2）由于具有過載、短路保護(hù)功能，所以，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與PC級(jí)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(jì)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(fù)載切換、短時(shí)耐受電流等等）。
�。�4）斷路器設(shè)計(jì)是長期工作制，觸頭材料主要考慮分?jǐn)嚯娀∧芰Γ寡趸圆�。而用斷路器作ATSE時(shí)，備用電源的斷路器長期處于分?jǐn)酄顟B(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(dǎo)致接觸不良，發(fā)生意外。
�。�5）由于選擇性保護(hù)是一個(gè)困難的問題，斷路器一致性不好或者選擇性保護(hù)設(shè)計(jì)不當(dāng)，容易導(dǎo)致上下級(jí)斷路器同時(shí)動(dòng)作，造成重要負(fù)載電源供應(yīng)中斷，ATSE失去保證重要負(fù)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(dòng)作一次，電機(jī)都要“堵轉(zhuǎn)”，減速齒輪承受極限壓力，導(dǎo)致電機(jī)、減速器壽命短，可靠性低。
三、泰永科技TBBQ3 PC級(jí)ATSE介紹
泰永科技TBBQ3 PC級(jí) ATSE特點(diǎn)：
完全按照GB/T14048.11標(biāo)準(zhǔn)要求專門設(shè)計(jì)的PC級(jí)ATSE；
安全可靠性是設(shè)計(jì)、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(jì)周到、品控嚴(yán)格；
產(chǎn)品取得了CQC認(rèn)證。
�。保悇e選擇：
按照ATSE國家標(biāo)準(zhǔn)，ATSE分為PC級(jí)和CB級(jí)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(jí)ATSE比CB級(jí)ATSE有更高的安全可靠性。國家ATSE標(biāo)準(zhǔn)起草人，上海電科所高級(jí)工程師曲德剛先生和西南設(shè)計(jì)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(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）》。該文對目前國內(nèi)各種ATSE方案進(jìn)行了詳細(xì)的對比分析，結(jié)論是：PC級(jí)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(jí)ATSE。所以，泰永TBBQ3定為PC級(jí)。
�。玻O(shè)計(jì)特點(diǎn)：
動(dòng)力源： ATSE轉(zhuǎn)換的動(dòng)力來源只有兩種：電機(jī)＋減速機(jī)構(gòu)和勵(lì)磁，由于勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠、速度快等特點(diǎn)，所以，TBBQ3采用勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)作為動(dòng)力源。美國ASCO、GE；日本愛知、高田等專業(yè)廠商都是采用勵(lì)磁作為動(dòng)力源。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：TBBQ3采用最簡單的連杠機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力
鎖定機(jī)構(gòu)：TBBQ3采用一個(gè)機(jī)械鎖扣，將主觸頭可靠的鎖定在設(shè)計(jì)的位置，保證觸頭的壓力。機(jī)構(gòu)只在轉(zhuǎn)換瞬間通電，保持狀態(tài)無需電能。
拍合式動(dòng)靜觸頭連接，配備獨(dú)立滅弧罩，滅弧迅速，630A以上產(chǎn)品設(shè)計(jì)有專門的滅弧觸頭，非常適合ATSE帶負(fù)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(dòng)靜觸頭連接。
多個(gè)獨(dú)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(shí)耐受電流大。
特別的觸頭材料，兼顧導(dǎo)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(dú)有特點(diǎn)。
同步性好，25－3200A轉(zhuǎn)換時(shí)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(jī)構(gòu)保證兩路電源不可能同時(shí)接通。
三斷式設(shè)計(jì)，當(dāng)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(fù)載隔離。當(dāng)任何一路電源恢復(fù)正常時(shí)，開關(guān)將自動(dòng)接通正常電源，保證負(fù)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(xiǎn)。
所有受力大、運(yùn)動(dòng)要求準(zhǔn)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(hù)更換。泰永科技ATSE設(shè)計(jì)初始，就充分考慮維護(hù)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(gè)普通人員稍加培訓(xùn)就可以完成。
�。常┯揽萍糡BBS ATSE監(jiān)控系統(tǒng)介紹
由于ATSE特殊的工作性質(zhì)（長期不動(dòng)作，但一旦需要工作，必須可靠轉(zhuǎn)換，否則將將會(huì)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(gè)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(hù)、檢修也存在問題�？蛻粝Ｍ瑥谋ＷC使用可靠性的觀點(diǎn)要求，應(yīng)該開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對一個(gè)系統(tǒng)的所有ATSE進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測和動(dòng)作可靠性定期檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、維修和更換有故障的ATSE，保證ATSE在需要時(shí)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(jì)算機(jī)上面對系統(tǒng)任意一個(gè)或全部ATSE的電源參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)定
可以通過計(jì)算機(jī)對所有或者某些ATSE進(jìn)行轉(zhuǎn)換測試，此項(xiàng)功能可確保一個(gè)系統(tǒng)所有ATSE的日常維護(hù)可以在計(jì)算機(jī)上快速完成。
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