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摘要：文章论述了自动转换开关(ATSE)常见的触头氧化问题，着重介绍了一种新型的CATSN系列ATSE的结构、特点及其应用。CATSN利用无负载转换开关技术，解决了触头氧4k57L其保护的问题，具有维护简便、寿命长、转换安全可靠的优点，而且安全经济。
关键词：自动转换开关；无负载；触头氧化及保护；可靠性
中图分类号：TM564
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0014-02
目前双电源自动转换开关电器(ATSE)的应用需求已越来越大，技术性能要求也越来越高，产品的技术水平和可靠性直接影响着各重要场所用电的安全与可靠，已成为低压配电系统中不可缺少的一个重要组成部分。
一、ATSE应用中存在的触头氧化及保护问题
对于ATSE，首先要关心的是设备自身的安全可靠性，不能因设备自身的故障而影响电源给负载供电。ATSE本身会因为控制器、机械机构、电弧、触头氧化等问题会出现故障，有些问题现在可以通过技术手段或其它主法得以解决，而触头氧化是目前市场上的ATSE产品比较突出的问题。触头被氧化，产生氧化物，接触电阻增加，一旦投入使用，触头温升增高易造成供电中断，轻则影响生产和生活，重则造成重大事故。
目前市场上主要有四种类型的ATSE，如双接触器型、双断路器型、双负荷开关型、单臂双掷型等。这些ATSE都有两组具备分断电弧功能的主触头，一组备用触头长期处于打开状态。为了满足灭弧要求，接触器、断路器的触头经常选择银钨、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，在其表面易形成一层导电性差、难驱除的氧化物，当备用触头投入使用时，触头温升增高易造成开关烧毁甚至爆炸。特别是在地下室、矿井、化工环境、盐雾环境下使用，其氧化问题尤为突出。为了理想的灭弧效果和解决触头氧化问题，有的不惜采用纯银甚至黄金做触头。黄金触头灭弧性能较好，不会氧化，但这还需要切换速度快，才能保证灭弧效果。对于人工手动操作时，由于人员在力量、速度上的差异，不能保证开关迅速完成分断闭合动作，有载转换时有电弧，会出现触头银点消耗、熔焊、粘连等情况。其故障和事故也时有发生。另外由于采用贵金属做触头，其价格比较贵。
ATSE按行业规范要求，定期三个月要求通电半小时，以便除触头氧化层。因其不是一个频繁操作的设备，由于长时间不用，大家对它的维护保养不会太重视，很少想到维护保养它，真正能做到维护保养的用户真是少之又少，一旦要使用，不能保证正常工作，影响重要负载供电，后果相当严重。在如此情况下，如何彻底解决转换电弧和备用触头氧化问题显得极其重要。
二、CATSN的组成及原理
CATSN系列ATSE是武汉创世源电气有限公司利用其自行开发的国家专利技术，突破传统切换模式研制生产的新一代自动切换开关，以施耐德电气公司的Multi9微型断路器、Compact系列塑壳断路器或负荷开关为执行元件，静触头采用在短路故障时将动触头越夹越紧的双刀片型式，并配备机电一体化、带机电双重联锁的控制机构，用机械机构将断路器或负荷开关与转换开关统一起来，由一台电机提供动力，电机一次运转，连贯完成断开、转换、合闸动作，适用于各种不容许电源断电的重要供电场所。常用电源出现故障时，其自动将负载从常用电源转换到备用电源；常用电源恢复正常时，根据控制器的设置，可自动转换到常用电源，也可不转换，仍然使用备用电源。
三、CATSN的特点
CATSN具有切换时无负载、无电流、无电弧；触头无氧化、抗侵蚀；有更高的安全性、可靠性；设备维护量小，触头无需维护；使用寿命长；多回路切换，一台可以代替多台等诸多特点，很好地解决了目前常规的带负载ATSE所面临的触头氧化及保护问题。
(一)无负载切换，无氧化、抗侵蚀
CATSN最大的特点就是在无负载电流、无电弧下进行切换动作，触头无氧化。其切换方式很有特点，是先让断路器或负荷开关断开负载电路，再让双投转换开关在无负载情况下进行电源切换，切换完成后再合上断路器或负荷开关。
这种无负载状态下的切换，因双投开关是在空载下转换，无电流通过，也就不会有电弧产生，没有了电弧，触头就不会被烧蚀，而且不用考虑开关盒内增加灭弧装置，进行灭弧处理，不用担心电弧对外喷射，转换开关外壳可以全密封，使转换触头与外界环境完全密闭，从而避免外界氧气和腐蚀性气体对其造成影响。
其切换功能如图1所示：
需要特别指明提这种方式从电气线路的角度上来说，并不是一种新东西，在配电系统一直有这种手动操作方式，特别是在高压配电系统中(断路器与隔离开关的操作)。CATSN只不过将这种方式应用到ATSE上，并进一步增加了互锁、密封、导电保护油脂层等安全防护措施。
(二)转换安全可靠，维护简便，寿命长
CATSN实现了电源问无负载自动切换，无需再担心触头氧化和电弧问题，大大提高了切换设备的安全性、可靠性，同时也提高了整个用电系统的安全性、可靠性。触头无氧化，不会因触头产生氧化物引起电阻值增加，从而导致触头大量发热烧蚀触头。不需要定期对触头进行维护保养，大大地减小了设备的维护工作量，设备的使用寿命也得到了极好的保证。
四、CATSN主要技术参数及其应用
CATSN系列根据选用断路器或负荷开关而分成cB或Pc级；单电机驱动；电气机械双重互锁，机械互锁保证设备只能按正常顺序操作，任何不安全的情况，都被机械限制；具有1-630A，3P和4P等各种规格；具有过压、欠压、失压、缺相、频率等各项检测；具有电源故障、断路器脱扣、控制器误接380V、执行断路器手柄折断、断路器触头粘接报警等功能；具有自动、按键手动、手柄操作三种操作，有“自投自复”，“自投不自复”，“互为备用”三种控制方式选择；具有0-30秒切换延时功能；有消防信号，发电机启动信号；具有反馈干节点等接口。CATSN系列已经通过了中国质量检测中心3C认证，在经受了多次短路故障电流后，转换头无任何损伤痕迹、导电润滑脂完好如初；6000次循环操作后，转换触头表面的导电润滑脂层依然如故。
从产品规格、参数与结构特点看，CATSN系列适用于额定电流从16-630A的电源转换，在安装地点海拔不超过2km，周围空气温度25℃-55℃，无爆炸危险介质的大部份使用场合都能较好地使用。主要技术参数见表1：
参考文献
[1]低压开关设备和控制设备第6部分多功能设备，自动转换
开关电器(GB／T14048．11-2008)[S]．
[2]低压开关设备和控制设备总则(GB／T14048．1-2000)[s]．
[3]曲德刚．自动转换开关电器(ATSE)的选择与应用[J]．低
压电器，2003，(1)．
[4]任红，罗洁，等．双电源转换开关电器的选择及应用[J]
电气应用(建筑电气专刊)，2005，
[5]柏小平，林万焕，张明江．低压电器用电触头材料[J]．电
工材料,2007，(3)．
基金项目：湖北省教育厅科学技术研究计划优秀中青年人才项目“基于绿色设计的自动转换开关产品设计方法的研究与实践”(项目编号：Q20106302)。
作者简介：罗亚(1974-)男，湖北宜昌人，武汉铁路职业技术学院讲师，硕士，研究方向：低压配电产品。
责任编辑 王书柏
关键词：自动转换开关；无负载；触头氧化及保护；可靠性
中图分类号：TM564
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0014-02
目前双电源自动转换开关电器(ATSE)的应用需求已越来越大，技术性能要求也越来越高，产品的技术水平和可靠性直接影响着各重要场所用电的安全与可靠，已成为低压配电系统中不可缺少的一个重要组成部分。
一、ATSE应用中存在的触头氧化及保护问题
对于ATSE，首先要关心的是设备自身的安全可靠性，不能因设备自身的故障而影响电源给负载供电。ATSE本身会因为控制器、机械机构、电弧、触头氧化等问题会出现故障，有些问题现在可以通过技术手段或其它主法得以解决，而触头氧化是目前市场上的ATSE产品比较突出的问题。触头被氧化，产生氧化物，接触电阻增加，一旦投入使用，触头温升增高易造成供电中断，轻则影响生产和生活，重则造成重大事故。
目前市场上主要有四种类型的ATSE，如双接触器型、双断路器型、双负荷开关型、单臂双掷型等。这些ATSE都有两组具备分断电弧功能的主触头，一组备用触头长期处于打开状态。为了满足灭弧要求，接触器、断路器的触头经常选择银钨、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，在其表面易形成一层导电性差、难驱除的氧化物，当备用触头投入使用时，触头温升增高易造成开关烧毁甚至爆炸。特别是在地下室、矿井、化工环境、盐雾环境下使用，其氧化问题尤为突出。为了理想的灭弧效果和解决触头氧化问题，有的不惜采用纯银甚至黄金做触头。黄金触头灭弧性能较好，不会氧化，但这还需要切换速度快，才能保证灭弧效果。对于人工手动操作时，由于人员在力量、速度上的差异，不能保证开关迅速完成分断闭合动作，有载转换时有电弧，会出现触头银点消耗、熔焊、粘连等情况。其故障和事故也时有发生。另外由于采用贵金属做触头，其价格比较贵。
ATSE按行业规范要求，定期三个月要求通电半小时，以便除触头氧化层。因其不是一个频繁操作的设备，由于长时间不用，大家对它的维护保养不会太重视，很少想到维护保养它，真正能做到维护保养的用户真是少之又少，一旦要使用，不能保证正常工作，影响重要负载供电，后果相当严重。在如此情况下，如何彻底解决转换电弧和备用触头氧化问题显得极其重要。
二、CATSN的组成及原理
CATSN系列ATSE是武汉创世源电气有限公司利用其自行开发的国家专利技术，突破传统切换模式研制生产的新一代自动切换开关，以施耐德电气公司的Multi9微型断路器、Compact系列塑壳断路器或负荷开关为执行元件，静触头采用在短路故障时将动触头越夹越紧的双刀片型式，并配备机电一体化、带机电双重联锁的控制机构，用机械机构将断路器或负荷开关与转换开关统一起来，由一台电机提供动力，电机一次运转，连贯完成断开、转换、合闸动作，适用于各种不容许电源断电的重要供电场所。常用电源出现故障时，其自动将负载从常用电源转换到备用电源；常用电源恢复正常时，根据控制器的设置，可自动转换到常用电源，也可不转换，仍然使用备用电源。
三、CATSN的特点
CATSN具有切换时无负载、无电流、无电弧；触头无氧化、抗侵蚀；有更高的安全性、可靠性；设备维护量小，触头无需维护；使用寿命长；多回路切换，一台可以代替多台等诸多特点，很好地解决了目前常规的带负载ATSE所面临的触头氧化及保护问题。
(一)无负载切换，无氧化、抗侵蚀
CATSN最大的特点就是在无负载电流、无电弧下进行切换动作，触头无氧化。其切换方式很有特点，是先让断路器或负荷开关断开负载电路，再让双投转换开关在无负载情况下进行电源切换，切换完成后再合上断路器或负荷开关。
这种无负载状态下的切换，因双投开关是在空载下转换，无电流通过，也就不会有电弧产生，没有了电弧，触头就不会被烧蚀，而且不用考虑开关盒内增加灭弧装置，进行灭弧处理，不用担心电弧对外喷射，转换开关外壳可以全密封，使转换触头与外界环境完全密闭，从而避免外界氧气和腐蚀性气体对其造成影响。
其切换功能如图1所示：
需要特别指明提这种方式从电气线路的角度上来说，并不是一种新东西，在配电系统一直有这种手动操作方式，特别是在高压配电系统中(断路器与隔离开关的操作)。CATSN只不过将这种方式应用到ATSE上，并进一步增加了互锁、密封、导电保护油脂层等安全防护措施。
(二)转换安全可靠，维护简便，寿命长
CATSN实现了电源问无负载自动切换，无需再担心触头氧化和电弧问题，大大提高了切换设备的安全性、可靠性，同时也提高了整个用电系统的安全性、可靠性。触头无氧化，不会因触头产生氧化物引起电阻值增加，从而导致触头大量发热烧蚀触头。不需要定期对触头进行维护保养，大大地减小了设备的维护工作量，设备的使用寿命也得到了极好的保证。
四、CATSN主要技术参数及其应用
CATSN系列根据选用断路器或负荷开关而分成cB或Pc级；单电机驱动；电气机械双重互锁，机械互锁保证设备只能按正常顺序操作，任何不安全的情况，都被机械限制；具有1-630A，3P和4P等各种规格；具有过压、欠压、失压、缺相、频率等各项检测；具有电源故障、断路器脱扣、控制器误接380V、执行断路器手柄折断、断路器触头粘接报警等功能；具有自动、按键手动、手柄操作三种操作，有“自投自复”，“自投不自复”，“互为备用”三种控制方式选择；具有0-30秒切换延时功能；有消防信号，发电机启动信号；具有反馈干节点等接口。CATSN系列已经通过了中国质量检测中心3C认证，在经受了多次短路故障电流后，转换头无任何损伤痕迹、导电润滑脂完好如初；6000次循环操作后，转换触头表面的导电润滑脂层依然如故。
从产品规格、参数与结构特点看，CATSN系列适用于额定电流从16-630A的电源转换，在安装地点海拔不超过2km，周围空气温度25℃-55℃，无爆炸危险介质的大部份使用场合都能较好地使用。主要技术参数见表1：
参考文献
[1]低压开关设备和控制设备第6部分多功能设备，自动转换
开关电器(GB／T14048．11-2008)[S]．
[2]低压开关设备和控制设备总则(GB／T14048．1-2000)[s]．
[3]曲德刚．自动转换开关电器(ATSE)的选择与应用[J]．低
压电器，2003，(1)．
[4]任红，罗洁，等．双电源转换开关电器的选择及应用[J]
电气应用(建筑电气专刊)，2005，
[5]柏小平，林万焕，张明江．低压电器用电触头材料[J]．电
工材料,2007，(3)．
基金项目：湖北省教育厅科学技术研究计划优秀中青年人才项目“基于绿色设计的自动转换开关产品设计方法的研究与实践”(项目编号：Q20106302)。
作者简介：罗亚(1974-)男，湖北宜昌人，武汉铁路职业技术学院讲师，硕士，研究方向：低压配电产品。
责任编辑 王书柏