自动转换开关的工作原理
1．工作原理的概述
自动转换开关电器简称为ATS，是Automatic transfer switching equipment的缩写。

ATS主要用在紧急供电系统，将负载电路从一个电源自动换接至另一个（备用）电源的开关电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。

因此，ATS常常应用在重要用电场所，其产品可靠性尤为重要。

转换一旦失败将会造成以下二种危害之一，其电源间的短路或重要负荷断电（甚至短暂停电），其后果都是严重的，这不仅仅会带来经济损失（使生产停顿、金融瘫痪），也可能造成社会问题（使生命及安全处于危险之中）。

因此，工业发达国家都把自动转换开关电器的生产、使用列为重点产品加以限制与规范。

ATS一般由两部分组成：开关本体+控制器。

而开关本体又有PC级（整体式）与CB级（断路器）之分。

1）PC级：一体式结构（三点式）。

它是双电源切换的专用开关，具有结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快（0.2s内）、安全、可靠等优点，但需要配备短路保护电器。

2）CB级：配备过电流脱扣器的ATS，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。

它是由两台断路器加机械连锁组成，具有短路保护功能；
控制器主要用来检测被监测电源（两路）工作状况，当被监测的电源发生故障（如任意一相断相、欠压、失压或频率出现偏差）时，控制器发出动作指令，开关本体则带着负载从一个电源自动转换至另一个电源，备用电源其容量一般仅是常用电源容量的20%~30%。

图1是典型ATS应用电路。

控制器与开关本体进线端相连。

ATS的控制器一般应有非重要负荷选择功能。

控制器也有两种形式：一种由传统的电磁式继电器构成；另一种是数字电子型智能化产品。

它具有性能好，参数可调及精度高，可靠性高，使用方便等优点。

2．CB级和PC级ATS性能比较
2.1两者机械设计理念不同。

CB级是由断路器组成，而断路器是以分断电弧为已任，要求它的机械应快速脱扣。

因而断路器的机构存在滑扣、再扣问题；而PC级产品不存在该方面问题。

PC级产品的可靠性远高于CB级产品。

2.2断路器不承载短路耐受电流，触头压力小。

供电电路发生短路时，当触头被斥开产生限流作用，从而分断短路电流；而PC级ATSE应承受20Ie及以上过载电流。

触头压力大不易被斥开，因而触头不易被熔焊。

这一特性对消防供电系统尤为重要。

2.3两路电源在转换过程中存在电源叠加问题
PC级ATSE充分考虑了这一因素。

PC级ATSE的电气间隙、爬电距离的180%、150%（标准要求）。

因而PC级ATSE安全性更好。

2.4触头材料的选择角度不同
断路器常常选择银钨、银碳化钨材料配对，这有利于分断电弧。

但该类触头材料易氧化，备用触头长期暴露在外，在其表现易形成阻碍导电、难驱除的氧化物，当备用触头一但投入使用，触头温升增高易造成开关烧毁甚至爆炸；而PC 级ATSE充分考虑了触头材料氧化带来的后果。

3. 生产PC级别ATS以美国ASCOATS开关为例，我们做以简要阐述，美国ASCO ATS特点主要有以下几个要点：
3.1 双电源自动转换开关控制器具备同期相位捕捉功能。

从正常侧电源切换至
备用侧电源，以及从备用侧电源切换至正常侧电源都具备同期相位捕捉功能，控制器同时主动侦测两路电源电压、相位、频率。

保证设备两路电源波形几乎一致情况下，瞬间切换完成。

给设备安全运行带来极大好处。

3.2 ASCO ATS断电转换时间是ms级，使用大安培双电源自动转换开关，断电转换时间，是包括了控制器侦测出电源断电、控制器驱动开关触头、开关触头动作三个时间合成。

3.3 ATS开关具备极大Icw额定短时耐受电流水平。

远远大于断路器额定短时耐受电流水平。

这样可以保证大电流流过断路器和自动转换开关时，自动转换开关不会先于断路器跳脱，保证了负载供电可靠性、连续性。

3.4 ATS开关具备N线重叠转换功能，即开关N线加装一个转换触头，N线采用先接后断功能。

这样设计理念很好保证了发生切换时候造成电源三相不平衡，以及两路电源切换完毕后，两路电源完全分开原则。

3.5 ATS开关开关本体内部采用线圈电磁驱动，机械闭锁。

很可靠避免了两路电源并列问题。

正是电磁驱动，保证了开关转换时间为ms级。

3.6 ATS开关开关本体触头部分采用银钨合金，很好满足了导电和耐高温要求，与此同时还具备专门灭弧栅，保证了动触头和静触头分离时候把开关拉弧开关内部完成。

3.7 ATS开关可以实现就和远控功能，也可以实现和厂用电监控系统组网要求。

具备实现这个低压元器件监控、监视，统一管理功能。