ATSE国内产品结构分析

中国市场各类ATSE产品技术结构分析

一、ATSE国内市场容量

目前，国内市场销售的ATSE有5大类产品（见表1），主要的知名企业有近20家（见表2）。2011年ATSE全国的产量约50万台，其中，PC级产品的约30万台，CB级产品约20万台。 二、产品分类

因为，MCB符合GB10963.1《电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第1部分 用于交流的断路器》。产品适应的环境为污染等级2级（工业为3级），电气间隙/爬电距离较小。

注b：该类产品有脱扣电磁铁（见图4）

三、主要生产企业及产品型号

表2 国内市场ATSE知名企业

四、产品结构及性能分析

1．CB级ATSE（分体式）

图1 CB级ATSE（微型断路器组成）

目前，CB级ATSE有两种形式。一种由塑壳式断路器（MCCB）组成；另一种由微型断路器（MCB）组成（见图1）。

它们优点是具有短路、过载保护功能。但不足之处为： 1）因断路器有锁扣、脱扣要求，机构较为复杂；加之外加电操、连锁等机构，使其组成ATSE后机构更为复杂、降低了ATSE可靠性；

2）消防设备要求负载在过负荷期间内开关电器只能报警，不应断电。而断路器（MCCB、MCB）触头压力相对较小，负载过载时触头易被斥开；而因此，MCCB、MCB产品不能确保障消防设备可靠运行。

3）由MCB组成的ATSE，使用环境不能用于工业领域。因为，MCB符合GB10963.1《电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第1部分 用于交流的断路器》。产品适应的环境为污染等级2级（工业为3级），电气间隙/爬电距离较小。

4）ATSE都具有两组主触头，一组长期工作，而另组处于长期断开状态。如果断路器的触头仅为提高分断电弧能力，而采用银钨、银碳化钨触头类材料。直接作为ATSE触头材料是不适宜的，因为这类材料易在触头表面形成氧化层，当备用触头一但投入使用，会引起触头温升过高问题。

5）CB级ATSE在下列情况存在着因过电流故障引起断路器脱扣，造成ATSE不转换的可能性，无法使备用电源向负载无供电。如图2、3所示。所以，在选用CB级ATSE时应注意上下级断路器保护特性配合问题。K1、Q1两断路器间保护特性配合应按GB14048.2《低压断路器》中的附录1进行验证试验。

美国UL1008第41.19条规定对CB级ATSE使用，必须向用户提出警告。 “警告—如果过电流故障引起开关断开，ATSE将不会转换”。

2．派生型PC级ATSE（2台刀开关组合型）

分体式PC级ATSE是由2台刀开关组合而成，这类产品作为ATSE主要缺点是电气性能较低，其产品内部结构如图4所示。由于ATSE产品要按照GB/14040.11所规定试验线路（见图5），在不同相序条件下进行电气性能试验。产品主要缺点是：

1） 内部一般无灭弧罩，灭弧能力较差；

2）灭弧室空间小又无气体排放孔，电弧形成后的游离气体不能迅速排放，在转换过程中易造成电气重击穿事故（见图5）；

3）触头开距小，不易拉断电弧；

4）无银合金触头，抗电弧烧损能力低；

因而，电气性能很难达到ATSE性能要求，使用类别仅能达到AC-31。

图4 派生型PC级ATSE（2台刀开关组合型）

图5 ATSE电气性能试验线路图

该类产品如图6所示。产品结构简单，体积小，转换速度较快、有灭弧罩。但最大缺点是触头开距小，电弧不易被熄灭。在转换过程中由于转换速度快，常用电源尚未被彻底断开，触头就闭合到备用电源侧，极易造成两路电源被短接事故，这是供电系统规范中绝对不允许发生的现象。

图6 专用型型PC级ATSE（双电磁铁操作）

4．专用型PC级ATSE（3个电磁铁）

该类ATSE电气性能指标比上3类高一些，基本达到ATSE标准要求。但也存在不足之处。

1）有2个动触头（见图7），体积较大。

2）机构也较复杂，有3个电磁铁。尤其是触头分开靠脱扣电磁铁（见图7中M3及项5）。因而对开关制造工艺、产品出厂检验要求较严格，否则难保障产品质量。

图7 专用型PC级ATSE（3个电磁铁）

专业一个电磁铁PC级ATSE产品（见图8）。它克服上述产品缺点，是目 前国内外市场上较为理想双电源转换的开关电器。 它具有以下产品特征：

1）开关本体是由单台开关电器组成，产品体积小；

2）开关机构简单，1个电磁铁操作，可靠性好，转换速度快（见图9）； 3）一个动触头自身连锁，不会造成两路电源同时被接通事故； 4）触头仅有2个工作位，可确保供电的连续性；

5）开关的触头开距大，易于拉断电弧，转换过程安全； 6）具有两个灭弧室。易于电弧熄灭，不会造成灭弧室内游离气体二次击穿，转换失败事故；

7）触头接点由优质合金材料组成。接触电阻小； 8）电器使用类别不低于AC-33B；

9）具有承受较高短路电流冲击的能力。短路事故后ATSE仍能以正常方式进行转换，并能连续承载额定电流；

10）无脱扣器。不会因负载过电流，引起ATSE不转换事故；

图8 专用型PC级ATSE（1个电磁铁）

图9 专用型一个电磁铁机构工作原理图

1-线圈； 2-拉杆； 3-主轴转轮； 4-动触头