淺談帶旁路功能ATSE試驗(yàn)方法及應(yīng)用環(huán)境

朱熔吾 / 徐 雄

(深圳市泰永電氣科技有限公司，廣東 深圳 518057)

淺談帶旁路功能ATSE試驗(yàn)方法及應(yīng)用環(huán)境

朱熔吾 / 徐 雄

(深圳市泰永電氣科技有限公司，廣東 深圳 518057)

基于帶旁路功能ATSE在一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的研究成果，現(xiàn)有低壓行業(yè)ATSE產(chǎn)品試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14048.11-2016《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6-1部分：多功能電器 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器》對(duì)部分要求不能滿足，現(xiàn)對(duì)帶旁路功能ATSE在本標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上做一些補(bǔ)充研究。

低壓開(kāi)關(guān)柜 ATSE 帶旁路功能

0 引言

隨著科技日新月異，在國(guó)內(nèi)企業(yè)的推動(dòng)下，ATSE產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，新產(chǎn)品種類越來(lái)越多，可以滿足不同的應(yīng)用環(huán)境。另有一些實(shí)力企業(yè)根據(jù)特殊應(yīng)用場(chǎng)合研發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品，以滿足特定客戶對(duì)此市場(chǎng)產(chǎn)品的需求。

ATSE產(chǎn)品所遵循的GB/T 14048.11標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)基本型的型式試驗(yàn)進(jìn)行規(guī)范化，但對(duì)于帶旁路功能產(chǎn)品的定義、原理、功能、特性、型式試驗(yàn)流程及應(yīng)用環(huán)境規(guī)范化暫無(wú)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)也尚未對(duì)其進(jìn)行較深入、充分地討論及研究。因此，本文僅就帶旁路功能的ATSE產(chǎn)品的定義、原理、分類、特性及型式試驗(yàn)流程做粗淺分析，以方便大家探討。

1 定義

ATSE產(chǎn)品基本型的定義：由一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備構(gòu)成，用于監(jiān)測(cè)電源電路，自動(dòng)將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的電器。

從其定義可看出，此類型ATSE有一個(gè)顯著特點(diǎn)：由于常用電源及備用電源有可能不同相，在其轉(zhuǎn)換過(guò)程中必須存在一個(gè)斷電時(shí)間，造成負(fù)載端出現(xiàn)短暫時(shí)間停電。此情況在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合是不容許的，有可能對(duì)負(fù)載設(shè)備或其他關(guān)聯(lián)設(shè)備造成損害或經(jīng)濟(jì)損失。另外，產(chǎn)品本身的故障會(huì)導(dǎo)致功能失效，也有可能造成整個(gè)負(fù)載較長(zhǎng)時(shí)間斷電，失去其保證電源端向負(fù)載持續(xù)供電的功能。

為解決上述第二種情況的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載端的不間斷供電及主體開(kāi)關(guān)的檢修，筆者所在單位特研發(fā)出帶旁路功能的ATSE產(chǎn)品即：在開(kāi)關(guān)本體實(shí)現(xiàn)其正常切換功能的同時(shí)，在常用電源或備用電源側(cè)設(shè)置并聯(lián)回路，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)本體的檢修及維護(hù)功能。

2 原理

在供電狀態(tài)下，對(duì)開(kāi)關(guān)本體進(jìn)行定期檢修或開(kāi)關(guān)本體出現(xiàn)不能切換的情況時(shí)，把對(duì)應(yīng)回路側(cè)的旁路開(kāi)關(guān)合閘，維持電源端對(duì)負(fù)載端供電。

通過(guò)抽出式機(jī)械連鎖裝置，將開(kāi)關(guān)本體移動(dòng)至測(cè)試位或抽離主體開(kāi)關(guān)框架，進(jìn)行定期檢修或維護(hù)，待開(kāi)關(guān)本體完成檢修或維護(hù)后，重新安裝回主體開(kāi)關(guān)框架內(nèi)，通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)操作方式將開(kāi)關(guān)本體對(duì)應(yīng)原有由旁路開(kāi)關(guān)供電的回路閉合，恢復(fù)開(kāi)關(guān)本體供電再斷開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)，在此過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)本體不斷電檢修或維護(hù)，保證供電連續(xù)性。

3 分類

3.1 按其實(shí)現(xiàn)方式

按其實(shí)現(xiàn)方式可分為兩種：帶單旁路功能ATSE、帶雙旁路功能ATSE。

帶單旁路功能ATSE：在開(kāi)關(guān)本體常用電源側(cè)設(shè)置并聯(lián)回路。常用電源供電時(shí)，如需進(jìn)行檢修或維護(hù)，可由常用電源側(cè)旁路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)負(fù)載不間斷供電功能。

帶雙旁路功能ATSE：在開(kāi)關(guān)本體常用電源側(cè)及備用電源側(cè)同時(shí)設(shè)置并聯(lián)回路。常用電源供電時(shí)，如需進(jìn)行檢修或維護(hù)，可由常用電源側(cè)旁路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)負(fù)載不間斷供電功能；備用電源供電時(shí)，如需進(jìn)行檢修或維護(hù)，可由備用電源側(cè)旁路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)負(fù)載不間斷供電功能。

為避免常用電源和備用電源同時(shí)閉合所造成的短路情況發(fā)生，上述兩種方式中，在開(kāi)關(guān)本體與旁路開(kāi)關(guān)、常用電源側(cè)旁路開(kāi)關(guān)與備用電源側(cè)旁路開(kāi)關(guān)之間均設(shè)置了機(jī)械連鎖及電氣連鎖裝置，保證產(chǎn)品的安全可靠。

3.2 按其切換方式

按其切換方式可分為旁路非帶載切換功能ATSE、旁路帶載切換功能ATSE，此分類僅針對(duì)帶雙旁路功能ATSE。

旁路非帶載切換功能ATSE：帶雙旁路功能ATSE。在由旁路開(kāi)關(guān)供電期間，開(kāi)關(guān)本體進(jìn)行維修或維護(hù)時(shí)，如供給電源出現(xiàn)過(guò)欠壓、失壓、缺相或頻率波動(dòng)等異常情況，旁路開(kāi)關(guān)不能通過(guò)控制器進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)操作方式發(fā)出指令，控制旁路開(kāi)關(guān)在常用電源及備用電源之間進(jìn)行切換。

旁路帶載切換功能ATSE：帶雙旁路功能ATSE。在由旁路開(kāi)關(guān)供電期間，開(kāi)關(guān)本體進(jìn)行維修或維護(hù)時(shí)，如供給電源出現(xiàn)過(guò)欠壓、失壓、缺相或頻率波動(dòng)等異常情況，旁路開(kāi)關(guān)可通過(guò)控制器自動(dòng)操作方式發(fā)出指令，控制旁路開(kāi)關(guān)在常用電源及備用電源之間進(jìn)行自動(dòng)切換，即旁路帶載切換功能ATSE相當(dāng)于存在兩套基本型ATSE的功能，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載端長(zhǎng)時(shí)間不間斷供電的屬性。

對(duì)于旁路非帶載切換功能ATSE或旁路帶載切換功能ATSE，因其所對(duì)應(yīng)的控制器對(duì)旁路開(kāi)關(guān)有指令關(guān)聯(lián)性，所以控制器必須同時(shí)具備對(duì)開(kāi)關(guān)本體及旁路開(kāi)關(guān)位置的檢測(cè)功能，防止誤動(dòng)作，且在開(kāi)關(guān)本體檢修時(shí)，控制器必須具備熱插拔功能，且不能對(duì)旁路部分ATSE的正常功能造成影響。帶旁路功能ATSE如圖1所示。

圖1 TBBQ3-W/2W系列帶旁路功能ATSE

3.3 產(chǎn)品說(shuō)明

帶旁路功能ATSE產(chǎn)品操作說(shuō)明(以深圳市泰永電氣科技有限公司ATSE產(chǎn)品為例，具備互為備用功能，A電源指常用電源側(cè)，B電源指?jìng)溆秒娫磦?cè))如下。

1)ATSE初始狀態(tài)為開(kāi)關(guān)本體A電源(常用電源)供電，對(duì)開(kāi)關(guān)本體進(jìn)行檢修或維護(hù)時(shí)實(shí)現(xiàn)A電源(常用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)供電操作，詳見(jiàn)圖2。

圖2 A電源(常用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)供電操作說(shuō)明

圖2中，圖a：帶旁路功能ATSE產(chǎn)品處于開(kāi)關(guān)本體A電源(常用電源)對(duì)負(fù)載供電狀態(tài)。圖b：A電源(常用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)觸頭組件閉合，與開(kāi)關(guān)本體A電源(常用電源)形成并聯(lián)回路，由A電源(常用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)及開(kāi)關(guān)本體同時(shí)對(duì)負(fù)載供電狀態(tài)。圖c：開(kāi)關(guān)本體A電源(常用電源)觸頭組件分閘，由A電源(常用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)對(duì)負(fù)載供電狀態(tài)。圖d：抽出開(kāi)關(guān)本體，實(shí)現(xiàn)A電源(常用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)對(duì)負(fù)載供電狀態(tài)。

2)實(shí)現(xiàn)B電源(備用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)供電操作說(shuō)明，詳見(jiàn)圖3。

圖3 B電源(備用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)供電操作說(shuō)明

圖3中，圖e：帶旁路功能ATSE產(chǎn)品處于開(kāi)關(guān)本體B電源(備用電源)對(duì)負(fù)載供電狀態(tài)。圖f：B電源(備用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)觸頭組件閉合，與開(kāi)關(guān)本體B電源(備用電源)形成并聯(lián)回路，由B電源(備用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)及開(kāi)關(guān)本體同時(shí)對(duì)負(fù)載供電狀態(tài)。圖g：開(kāi)關(guān)本體B電源(備用電源)觸頭組件分閘，由B電源(備用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)對(duì)負(fù)載供電狀態(tài)。圖h：抽出開(kāi)關(guān)本體，實(shí)現(xiàn)B電源(備用電源)側(cè)旁路開(kāi)關(guān)對(duì)負(fù)載供電狀態(tài)。

對(duì)于帶旁路功能ATSE簡(jiǎn)化標(biāo)識(shí)尚無(wú)國(guó)標(biāo)規(guī)定的情況，建議確定相關(guān)簡(jiǎn)化標(biāo)示符號(hào)并規(guī)范化，詳見(jiàn)圖4。

圖4 旁路功能ATSE簡(jiǎn)化符號(hào)

4 特性

帶旁路功能ATSE的額定工作電壓(Ue)、額定絕緣電壓(Ui)、額定沖擊耐受電壓(Uimp)、額定工作電流(Ie)、額定頻率需具備與開(kāi)關(guān)本體同等水平。

4.1 使用類別

根據(jù)GB/T 14048.11-2016，基本型ATSE(即本文所述開(kāi)關(guān)本體)所要求使用類別分類詳見(jiàn)表1(A操作、B操作次數(shù)參考GB/T 14048.11-2016中表8)。

對(duì)于帶旁路功能ATSE，筆者認(rèn)為，結(jié)合此類型產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)旁路開(kāi)關(guān)使用類別的定義可以參考表1，但因帶旁路功能ATSE，其帶旁路功能主要用于維修或維護(hù)，可以確定旁路開(kāi)關(guān)僅用于不頻繁切換場(chǎng)合，可考慮僅進(jìn)行使用類別中的B操作。如應(yīng)用環(huán)境可以確定，其旁路開(kāi)關(guān)進(jìn)行正常切換，其接通及分?jǐn)嗄芰χ笜?biāo)遠(yuǎn)低于開(kāi)關(guān)本體切換，可以相對(duì)于開(kāi)關(guān)本體使用類別降低一個(gè)等級(jí)。如開(kāi)關(guān)本體使用類別為AC-33A，旁路開(kāi)關(guān)使用類別可定為AC-33B、AC-33iB等。當(dāng)然如能達(dá)到與開(kāi)關(guān)本體使用類別同等接通及分?jǐn)嗄芰ψ詈?，如上僅為筆者個(gè)人意見(jiàn)，僅供參考。

4.2 操作控制、程序和范圍

可以參考GB/T 14048.11-2016中8.2.1.2。

帶旁路功能ATSE，其旁路回路必須具有和主回路同等載流能力，并能通過(guò)與主回路一致的溫升(包括單獨(dú)測(cè)試旁路溫升或與主開(kāi)關(guān)本體閉合連接回路同時(shí)進(jìn)行溫升測(cè)試)，達(dá)到GB 14048.1-2012

表1 基本型ATSE所要求使用類別分類

中表2和表3的要求。

4.3 介電性能

帶旁路功能ATSE，其旁路開(kāi)關(guān)的工頻耐壓及額定沖擊耐受電壓與開(kāi)關(guān)本體保持一致，按國(guó)標(biāo)GB/T 14048.1- 2012中7.2.3進(jìn)行試驗(yàn)。

4.4 封閉電器的外殼防護(hù)等級(jí)

帶旁路功能ATSE，因主開(kāi)關(guān)本體抽出后，旁路仍為閉合回路，帶電需考慮安全性，因此必須做好隔離。具體IP等級(jí)建議參考GB 14048.1-2012附錄C。

4.5 型式試驗(yàn)

對(duì)于帶旁路功能ATSE，如其開(kāi)關(guān)本體對(duì)額定短時(shí)耐受電流(Icw)、額定短路接通能力(Icm)、額定短路分?jǐn)嗄芰?Icn)、額定限制短路電流(Iq)做出要求，其旁路開(kāi)關(guān)必須具備同等能力。

其旁路開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)如為不中斷電源的帶電轉(zhuǎn)換，則不需進(jìn)行接通及分?jǐn)嗄芰y(cè)試及電氣操作性能驗(yàn)證。

因帶旁路功能ATSE僅為基本型產(chǎn)品的一個(gè)功能補(bǔ)充，故筆者認(rèn)為，在基本型產(chǎn)品上已進(jìn)行的、且對(duì)旁路開(kāi)關(guān)性能及功能無(wú)影響的型式試驗(yàn)流程可簡(jiǎn)化或取消，如EMC測(cè)試等，以減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。

5 前瞻性研究

結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品在電源端及配電端的應(yīng)用(見(jiàn)圖5)，未來(lái)將著重于研究旁路帶載切換功能ATSE，可以滿足旁路開(kāi)關(guān)在常用電源及備用電源之間進(jìn)行帶載自動(dòng)切換。同時(shí)，研發(fā)專用控制器，可同時(shí)控制開(kāi)關(guān)本體及旁路開(kāi)關(guān)的切換功能，并具備可靠的電氣連鎖邏輯關(guān)系，保證產(chǎn)品的安全性。

圖5 帶旁路功能ATSE在電源端及配電端應(yīng)用環(huán)境

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)帶旁路功能ATSE的性能及功能的一些基本闡述，可以確定此類型產(chǎn)品一般適用于大額定電流應(yīng)用環(huán)境，其應(yīng)用范圍可確定在電源端或配電端，因此可基本確定其使用類別定位在AC-33i或AC-33，符合移動(dòng)大型通訊基站或通訊中繼站應(yīng)用環(huán)境的期望，極好地切入了大型通訊基站對(duì)此類型產(chǎn)品的需求。

[1] GB 14048.1.2012低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分：總則.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[2] GB/T 14048.11-2016低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6-1部分 多功能電器 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[3] GB/T 31142-2014轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器(TSE)的選擇和使用導(dǎo)則.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[4] 曲德剛，沈迪等. 從工程應(yīng)用談自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)[J].低壓電器，2014(3)：01-06.

Discussion on Test Method and Application of ATSE with Bypass Function

Zhu Rongwu / Xu Xiong

Based on the achievements of the ATSE products, the existing Low-Voltage industry ATSE product testing standards GB/T14048.11-2016 “Low-voltage switchgear and control gear-Part 6-1:Multiple function equipment-Transfer switching equipment” cannot meet the test requirements of the bypass function ATSE products, some research beyond this standard on the bypass function ATSE has been done to be as a supplementary.Keywords low-vattage switchgear, ATSE, bypass function