ATSE PC級與CB級的區別

2022-03-03 23:42:16 字數 4381 閱讀 2651

自動轉換開關電器(atse)已經成為低壓開關電氣乙個重要的組成部分,按照atse標準,atse分為pc級和cb級兩種級別。目前行業對二者的認識、理解、使用都存在較大的差異。本文從可靠性、使用、維護的角度,分析了現有市場兩種級別的atse。

1.概述:

atse作為保證重要負載連續供電的開關電器,gb 、iec、ul都制定了相應的規範和標準(iec 60947-6-1於2023年8月已經發布第二版),我國在設計、製造、使用等方面也逐步規範。atse按照標準,具有pc級和cb級兩種級別,這一特點導致使用者在選擇時,容易出現混亂。本文正是從可靠性、使用、維護方面,對目前市場**的cb級和pc級atse進行分析對比,供業內人員參考!

2.基本概念及市場狀況:

atse定義: 由乙個(或幾個)轉換開關電器和其它必需的電器組成,用於檢測電源電路,並將乙個或多個負載電路從乙個電源自動轉換到另乙個電源的電器

pc級atse:能夠接通、承載、但不用於分斷短路電流的atse

cb級atse:配備過電流脫扣器的atse,它的主觸頭能夠接通並用於分斷短路電流

說明:(1)一種開關只有首先符合atse標準,才能有pc級與cb級之分,由於atse還沒有進行ccc認證,所以,目前能夠證明開關符合atse標準的唯一依據是獲得cqc認證(按照gb/14048.11產品標準),本文討論的是具有cqc認證的atse。

(2)按照標準,pc級和cb級atse的型式試驗要求是不同的,所發的cqc證書也是不同的,不能混淆,不能替代。

(3)目前,世界上的cb級atse,都是直接採用斷路器作為本體,因此,cb級atse具有所選斷路器的全部特性。

(4)pc級atse有兩種結構:一種是用現成的隔離開關或者負荷開關作為本體,這是國內大部分pc級的結構;另一種是完全重新設計,是日本愛知,asco等採用的結構。

(5)美國、日本市場基本上是採用pc級atse,歐洲以cb級為主(但均是採用mccb(塑殼斷路器)作為本體開關)

(6)世界上專業的知名廠商:日本愛知,日本共立,asco等幾家專業廠商,只製造pc級atse,不製造cb級atse。

3.對比:

3.1cb級atse結構:

目前的cb級atse,都是用兩個相同的斷路器,通過模擬手推動的操作機構,在控制器的控制下,分別推動開關接通和斷開實現電源的自動轉換。cb級atse的操作機構有單電機操作和雙電機驅動兩種,國內cb級atse,基本上是採用單電機驅動機構,abb、施耐德進口產品是採用雙電操驅動機構。

cb級atse開關用本體,歐洲abb、施耐德是採用mccb作為本體,沒有採用mcb作為本體的產品,國內63a以下電流等級cb級atse,基本是採用mcb為本體。

3.2pc級atse結構:

按照atse標準定義,pc級atse有兩種結構,一種是專用的atse,整個開關的是重新設計製造,是atse專用的開關;一種是直接借用隔離開關(或者負荷開關)作為atse的本體開關,屬於派生的atse,

3.2.1 開關本體為隔離(負荷)開關+傳動機構(電機驅動)+控制器:

說明:這種atse的電氣特性取決於所選隔離開關的電氣特性。優點是開發風險小,周期短,結構簡單可靠,成本很低。

缺點是,電氣特性受制於選用的開關,要提高開關的技術指標和達到很高的可靠性,必需改造開關本體。

3.2.2 整個開關(包括觸頭材料、壓力、分離速度、滅弧機構、傳動機構等等)都是獨立重新設計的專用pc級atse:

這種方案的缺點是,開發周期長、風險大、投資大、成本高。優點是可以提高atse的技術指標(高於標準要求)和達到很高的可靠性,世界領先的專業atse**商(日本愛知,日本共立,asco,ge)。

4.對比分析

4.1關於符合標準要求:

atse標準規定:「如果斷路器經過試驗,符合有關產品標準要求,且試驗條件的嚴酷程度不低於本標準的規定時,斷路器可不加特殊改進用作atse的主觸頭開關電器」。按照這個規定,只有符合gb14048.

2 標準要求的斷路器,並且其試驗的嚴酷程度高於atse標準要求,才能夠用作atse的主觸頭開關電器,但是,目前市場銷售的cb級atse,63a 以下基本上是採用mcb,mcb是家用電器系列產品,不屬於gb14048系列(工業級),達不到gb14048規定的要求,不能夠用作atse的主觸頭開關電器,此點需要使用者(設計、使用)特別注意。

pc級atse,無論是重新設計主觸頭還是借用負荷開關,都是按照gb14048系列開關相應的要求設計製造。

4.2電源**:

atse是一種保證電源**的開關,從概念講,任何時候都必須保證電源的**,至於是否需要切斷電路,是其他開關的任務。pc級atse,在任何狀況下,都能夠保證電源的**,符合系統使用atse的核心目的。cb級atse,由於採用了斷路器,是一種會「自動切斷電源的開關」,在過載、短路等狀況下自動切斷電源,這不符合atse的核心用途。

特別對於斷路器的過載特性,一般的斷路器,都具備過載和短路保護雙重功能,從atse保障電源**的角度看,過載不屬於電源故障,不允許過載切斷重要負荷的電源。所以,不能採用具有過載保護功能的斷路器作為atse主觸頭開關電器。

4.3關於結構可靠性:

cb級atse是由斷路器組成,不僅要具備自動轉換功能,還要具備過載、短路保護功能,而斷路器以分斷電弧為己任,要求機構快速脫扣,易發生滑扣、再扣不可靠等問題,而pc級atse則不存在這些問題。cb級atse是所有atse解決方案中,結構最複雜的方案,複雜就意味著可靠性相對較低。一般cb級atse運動部件是pc級atse的兩倍以上,按照結構越複雜,可靠性越低的可靠性原理,採用斷路器為開關本體的cb級atse,可靠性要低於pc級atse。

4.4實際運用差異:

如果pc級atse前面的斷路器和cb級atse採用的斷路器是同樣的型號和規格,兩個電路的保護功能是等效的,但轉換功能不同,區別在於,如果因為任何原因,cb級atse的斷路器和下級某一斷路器同時脫扣,全部負載電源將被切斷,開關不會自動轉換,需要人工專門操作才能恢復供電。如果是多個重要負載,用cb級atse將會因為乙個負載故障導致全部負載斷電的問題。這有背於atse的初衷。

美國ul1008規定,在cb級atse產品上面必須註明:「如果保護功能起作用,轉換功能將失效」。採用pc級atse,如果出現前端斷路器與後端某一斷路器同時跳閘,控制器能夠檢測到電源停電,將會轉換到備用電源,確保其它重要負載的連續供電。

4.5可靠性問題:

由於選擇性保護是乙個困難的問題,斷路器一致性不好或者選擇性保護計算不當,容易導致上下級斷路器同時跳閘。如果cb級atse的斷路器與下級斷路器同時跳閘,就會造成其它線路重要負載電源**中斷,atse失去保證重要負載電源**的作用。pc級atse沒有這個問題。

4.6維修問題:

如果斷路器出現故障,一般電工知道如何更換(通常是採購乙個同樣電流等級的斷路器)。但cb級atse乙個斷路器出現故障時,電工是無法更換的,必須更換全新的atse。由於atse的**不象斷路器那樣順暢,所以,用斷路器組成的atse存在因為不能及時採購到新產品而使電路長期停電的隱患。

pc級atse也存在維修問題,但由於pc級atse的可靠性高於cb級atse,所以,故障的概率低於cb級atse。另外,即使在大多數故障下,pc級atse往往可以通過手動操作將開關置於接通狀態,先保障負載通電再維修。而斷路器的大多數故障,無法保障繼續通電,需要更換,會導致長時間停電。

4.7關於緊急狀況手動控制:

atse是決定重要負載電源的開關,即使在atse控制器出現故障的狀況下,也必須能夠通過手動控制,確保電源的**。經驗表明,斷路器再扣不到位的故障率,遠遠大於負荷開關(或者結構相當的專用pc級atse),如果出現再扣不到位的故障,斷路器就不能夠通過手動接通電源。pc級atse,結構簡單,幾乎不會出現手動不能夠操作的故障。

4.8消防系統

消防電源的可靠性要求很高,消防裝置一旦啟動,就必須連續執行,不得停機,因此,用於消防裝置的atse,需要同時滿足下列要求:

a) 選擇pc級atse:按照iec《iec62091固定式消防幫浦控制器》標準,用於消防幫浦的atse只能夠採用pc級atse。《民用建築電氣設計規範》(jgj16-2008)7.

5.4.4規定「當採用cb級atse為消防負荷供電時,應採用僅具短路保護的斷路器組成的atse,其保護選擇性應與上下級保護電器相配合。

」b) 如果消防裝置沒有啟動,就應該隨時接通到正常電源(具有自投自復功能),而一旦消防裝置啟動,無論是常用供電電源還是備用電源,只要電源正常,就不能夠轉換(即自復功能自動取消),因為每一次轉換都會導致接觸器跳閘,意味著消防裝置停止執行,需要重新啟動,這不符合消防的要求。

c) 消防裝置一旦啟動,如果出現電源故障,就必需立即轉換,由於atse轉換會導致接觸器跳閘,消防電機停機,所以即使轉換成功,也需要重新啟動。如果希望消防電機在atse轉換後自動連續執行,就要求atse具有輔助觸點,利用輔助觸點在atse完成轉換後自動啟動接觸器,保證負載自動連續執行。

d) 消防裝置一旦啟動,就必須確保連續執行,為保證消防裝置電機執行時電源出現斷相故障的轉換,atse應具有電動機帶載執行缺相轉換功能( 注:atse標準規定在空載條件下檢查斷相轉換功能,此條要求超出標準要求),理由是,消防裝置遇火災正在工作時,如果電源出現斷相,atse就必須能夠轉換到另一電源以確保消防裝置電機持續的執行,否則連續在斷相下工作,消防電機很快會燒毀。

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