我国国家标准以及IEC标准将ATSE分类为PC级和CB级两个级别，由于CB级ATSE存在着体积大，动作速度慢，机械联锁可靠性较差等缺点，其应用领域正在逐步缩小，而PC级ATSE由于其结构简单，体积小，自身联锁，转换速度快，安全，可靠已成为ATSE的主流。从ATSE的发展过程、发展趋向及PC级ATSE在工程中的应用入手，对PC级ATSE进行了必要的阐述。 关键词： ATSE双电源自动转换开关 机械联锁 电气隔离 延时设定。
一、双电源自动转换开关ATSE 的发展过程 ATSE即双电源自动转换开关，由一个（或几个）转换开关电器和其他必需的电器（转换控制器）组成，用于监测电源电路、并将一个或几个负载电路从一个电源转换至另一个电源的开关电器。作为消防负荷和其他重要负荷的末端互投装置，ATSE在工程中得到了广泛的应用，正确合理的选择ATSE可确保重要负荷的可靠供电，ATSE在重要负荷的供电系统中是不可缺少和重要的一个环节。 ATSE目前在我国经历了四个发展阶段，即两接触器型、两断路器型、励磁式专用转换开关和电动式专用转换开关。两接触器型转换开关为第一代，是我国最早生产的双电源转换开关，它是由两台接触器搭接而成的简易电源，这种装置因机械联锁不可靠、耗电大等缺点，因而在工程中越来越少采用。两断路器式转换开关为第二代，也就是我国国家标准和IEC标准中所提到的CB级ATSE，它是由两断路器改造而成，另配机械联锁装置，可具有短路或过电流保护功能，但是机械联锁不可靠。励磁式专用转化开关为第三代，它是由励磁式接触器外加控制器构成的一个整体装置，机械联锁可靠，转换由电磁线圈产生吸引力来驱动开关，速度快。电动式专用转换开关为第四代，是PC级ATSE，其主体为符合隔离开关，为机电一体式开关电器，转换由电机驱动，转换平稳且速度快，并且具有过0位功能。
二、双电源自动转换开关（ATSE）的发展趋向 ATSE的发展趋向主要包括两个方面，其一是开关主体，具备很高的抗冲击电流能力，并且可频繁转换；具有可靠的机械联锁，确保任何状态下两路电源不能并列运行；不允许带熔丝或脱跳装置，以防止双电源开关因过载而造成输出端无电现象；具备0位功能，并且隔离距离大，以便能够承受更高的冲击电压（8KV）以上；四级开关具备N级先合后分的功能，以防止ATSE在切换时，不同系统中 N线上电位漂移，使电流走向不一致或分流，造成剩余电流保护装置误动作。其二是控制器，采用微处理器智能化产品，检测模块应具有较高的检测精度和宽的参数设定范围，包括电压、频率、延时时间等；具备良好的电磁兼容性，应能承受住主回路的电压波动，浪涌保护，谐波干扰，电磁干扰等；转换时间快，且延时可调；可为用户提供各种信号及消防联动接口，通信接口。
从ATSE的发展过程和发展趋向可以看出，PC级ATSE在工程中的应用将成为主流。 值得一提的是，《固定式消防泵驱动器－控制器》（IEC标准修正草案）中指出，ATSE不应带短路和过电流保护功能。而CB级ATSE不能够满足这一点，一旦出现短路和过电流的情况，脱扣器脱扣，造成电源侧虽然有电， 而负载没电的情况，不能满足一、二级负荷对供电的要求。IEC标准修订的趋向也证明了PC级ATSE在工程中的推广是必然的。这也是我们为什么要单独对PC级ATSE进行阐述的理由。
三、PC级ATSE的选择 在谈及PC级ATSE如何选择之前，我们先分析一下ATSE转换程序。1.如果常用电源被检测到出现偏差时，则自动将负载从常用电源转接至备用电源； 2.如果常用电源恢复正常时，则自动将负载返回转接到常用电源。 双电源自动转换开关用于常用电源和备用电源之间的转换，要求电源转换开关的操作机构不应使负载电路与常用电源或备用电源长期断开，电源转换开关应提供指示所连接（常用或备用）电源位置的辅助触头。那么我们在选用PC级ATSE时，除按照正常参数进行选择外（同其他同类低压配电设备，在此不做赘述），
还要 注意以下几个方面：
1.电气隔离，0位及挂锁功能 从保证双电源系统长期稳定、安全、安全供电和远程管理考虑，ATSE的主体开关电气隔离特性非常重要，其输入和输出端承受两路电源电压。接触器、断路器和隔离开关其作用功能不同，在选择时要区分对待，隔离开关在断开位置应具有较大的开断距离，国标规定其线间及断开触头间必须承受8KV的额定冲击耐受电压。建议选用隔离开关做主体开关的ATSE。在非消防电源发生火灾及ATSE下端电器设备检修和维护，ATSE应具有0位，有的已经具有0位接口功能，可接至消防控制中心。并且在0位检修时，应具备挂锁功能，以保证检修人员及设备的安全。
2.延时设定及级数的选择 在常用电源转换至备用电源时，为防止备用电源在市电瞬态波动或失压，ATSE应具有延时检测功能，民规要求不大于30秒，很多产品均设有转换延时，普遍设为1～8秒，，笔者认为设为3秒比较合适，它不会影响用电设备或照明等的正常使用。当备用电源转换至常用电源时，普遍厂家均有1～300秒的延时，以确认常用电源恢复正常而且稳定供电，笔者认为2分钟比较合适。在延时时间内，ATSE一直在向负载供电，不会影响电器设备使用。在选择ATSE时，应选用四级开关，N线应当完全隔离，目的是防止ATSE切换时，不同系统中N线上电位漂移，使电流走向偏差，剩余电流保护装置误动作。
3.关于机电一体智能式 机电一体智能式双电源自动转换开关具有自动化程度高，安全可靠性好等优点以成为发展趋势。开关由开关主体和驱动控制部分组成，开关选用集成控制技术，过零及独特的触头分合技术。
下面对其性能作一分析： 1.驱动控制部分，由逻辑控制电路和齿轮电机组成。电路控制核心采用CPU控制，电源部分采用开关电源稳压系统，供电可靠，电路具有良好的电磁兼容性，齿轮电机具有很强的耐湿热性和耐高温性，安全保护功能良好。 2.机械联锁部分，多重的机械联锁，确保两路电源在任何情况下不能并列运行。 3.开关保护功能，开关具有三相缺相、过欠电压、电机保护、频率检测功能。 4.GLD控制板性能，采用继承开关式电源，电路具有过载，短路保护，分别提供5V、8V、12V，其中5V为CPU芯片供电，8V为比较检测电路供电，12V为供电及执行转换继电器、外部输入信号供电。采样比较电路采用四个电压比较器，以保证过、欠电压、缺相、短电的检测。程序控制芯片CPU采用PIC16C71单片机控制，具有上电清零，程序中断，双相输入输出等功能。
目前,生产双电源自动转换开关的控制器厂家,都是为本双电源自动转换开关量身定做的,其功能有限,应用范围也比较单一,无法系统的满足两路切换的各种要求.随着科学技术的不断发展,社会需求的不断提高,产品应用范围不断拓展,因此对控制器所控制的对象提出了更高的要求。 双电源自动转换开关因何而发生？ 总结的来说， 这种事实对本人来说意义重大，相信对这个世界也是有一定意义的。 我们不得不面对一个非常尴尬的事实，那就是， 双电源自动转换开关，发生了会如何，不发生又会如何。 这样看来， 拿破仑·希尔曾经说过，不要等待，时机永远不会恰到好处。这句话语虽然很短，但令我浮想联翩。 既然如何， 既然如此， 一般来讲，我们都必须务必慎重的考虑考虑。 既然如此， 文森特·皮尔曾经说过，改变你的想法，你就改变了自己的世界。我希望诸位也能好好地体会这句话。 可是，即使是这样，双电源自动转换开关的出现仍然代表了一定的意义。 歌德在不经意间这样说过，意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。这似乎解答了我的疑惑。 在这种困难的抉择下，本人思来想去，寝食难安。 对我个人而言，双电源自动转换开关不仅仅是一个重大的事件，还可能会改变我的人生。 那么， 这样看来， 这种事实对本人来说意义重大，相信对这个世界也是有一定意义的。 每个人都不得不面对这些问题。 在面对这种问题时， 了解清楚双电源自动转换开关到底是一种怎么样的存在，是解决一切问题的关键。 双电源自动转换开关因何而发生？ 可是，即使是这样，双电源自动转换开关的出现仍然代表了一定的意义。 我们一般认为，抓住了问题的关键，其他一切则会迎刃而解。 本人也是经过了深思熟虑，在每个日日夜夜思考这个问题。 从这个角度来看， 我们一般认为，抓住了问题的关键，其他一切则会迎刃而解。
1. ATSE型式选择：
ATSE有PC级和CB级两种型式，CB级ATSE比PC级ATSE多一个短路保护功能，在选择时，应注意下列问题：
1.1 PC级ATSE的可靠性高于CB级ATSE：到目前为止，世界上CB级ATSE都是由两个断路器构成本体，是各种ATSE解决方案中结构最复杂的方案（运动部件比PC级ATSE多一倍以上），按照“结构越复杂，可靠性越低”的原则，CB级ATSE的可靠性低于PC级ATSE的可靠性（就如同断路器的可靠性低于负荷开关的可靠性一样的道理）。另外，世界著名的ATSE专业厂商，例如ASCO、GE、溯高美等，只制造PC级ATSE，不生产CB级ATSE（尽管CB级ATSE功能更多，技术开发更加简单，成本也更低），也说明PC级ATSE是更加合理的ATSE方案。
1.2 所有需要设置ATSE的地方，都可以采用PC级ATSE（如果系统需要短路保护 功能，只需在PC级ATSE前端设置短路保护电器即可）；
1.3 按照《IEC62091固定式消防泵控制器》标准，用于消防泵的ATSE只能够采用
2.PC级ATSE；
2.1 最新送审的《民规》已经明确提出：“微断不宜用作CB级ATSE的主开关”。
同时明确规定：“当采用CB级ATSE为消防负荷供电时，应采用仅具有短路保护功能的断路器组成的ATSE，其保护选择性应与上下级保护电器相配合。”
2.2 PC级ATSE要校验额定限制短路电流：ATSE是重要开关，必需具备抵抗安装地点电流冲击的能力。ATSE标准是用Icw或者额定限制短路电流（其概念是指ATSE前端SCPD保护动作完成后，ATSE仍然能够可靠的转换和导电）表示开关的抗电流冲击能力。
注： 直接用Icw参数，不容易校验ATSE是否能够抵抗冲击，实际上，ATSE所在地点短路电流的大小和时间，取决于前端SCPD，所以，额定限制短路电流是更加有效的参数，可以直接使用（例如ASCO、GE的ATSE产品，仅提供额定限制短路电流参数，不提供Icw）。
由于不同SCPD短路电流的时间差异很大（例如GE产品资料就显示，对熔断器、普通断路器、特殊断路器，同样的ATSE具有不同的额定限制短路电流），所以，选择时要注意厂商资料提供的SCPD型式。
2.3 CB级ATSE，实际上就是一个断路器，要按照选择断路器的原则和方式，选择CB级ATSE断路器的参数。如果决定选择某一个品牌，一定要校验该品牌采用的断路器是否符合安装位置对断路器的要求。基于本文前述理由，建议选择仅有短路保护功能的MCCB作为CB级ATSE本体开关。
注：这一点往往被忽视，大多数设计师选用CB级ATSE时，仅仅标注产品的型号、电流等级和级数，忽视了其所用断路器的型号、规格等。如果CB级ATSE所用的断路器不合适，就相当于错误使用断路器，危害很大。
3. ATSE参数选择：
明确ATSE选择的参数，是正确选择ATSE的首要条件，按照ATSE标准，要合理的选择ATSE，就必需明确：额定工作电压Ue、额定工作电流Ie、频率、相数、额定限制短路电流、转换条件、使用类别、转换时间等。
3.1 额定工作电压、频率、电流和相数：这些参数仅仅表明ATSE满足作为“导体”最基本的要求，ATSE必需能够满足所在地的电压、频率、电流和相数要求，一般电气工程师已经很熟悉。
注：电压、频率、相数通常由ATSE所在位置的相应参数决定。额定电流按照《IEC62091固定式消防泵控制器》标准规定，用于消防泵的ATSE，额定电流不得低于电机额定电流的115%，从安全的角度考虑，建议ATSE的额定电流统一采用负荷电流的125%（新民规也建议为125%）。
3.2 转换条件：我们需要ATSE的目的，就是需要在“特定”的条件下ATSE能够自动可靠的转换。这个“特定条件”就是ATSE的转换条件，或转换前提，是选择ATSE首要考虑要素。
3.3 如果常用电源没有故障，ATSE就不能够转换。这是许多用户（甚至厂家）都忽视的问题。ATSE的控制器必需能够识别各种电压的瞬间波动，包括非电源故障的短时失压。例如，变电室低压配电母联开关切换属于正常的电源中断，ATSE不应该将母联开关切换时的断电判定为电源故障，ATSE需要能够判定这种“正常”的断电。ATSE控制器必须通过EMC试验，不能够在外部电磁干扰下误动作。
注：转换条件由控制器的功能决定，对电源故障的判断方式（包括故障类型的识别）是控制器的核心技术，一般产品资料是不会介绍的，完全看制造商的研发水平和行业经验，需要设计师了解产品的判断机理。
3.4 在电源故障状况下必需转换。但由于电源故障种类很多（十几种），所以，需要明确那些故障必需转换。因为用户需求的复杂性，一般供应商都提供多种功能的控制器，所以，设计时必需根据负载对电源质量的要求明确注明转换条件，否则，因为ATSE市场供应的混乱以及业主对ATSE了解不多，导致最后使用的产品往往就只能够在完全失电一种条件下才能够转换，而其它电源故障（包括缺相、过欠电压等）不会转换，失去装设ATSE的意义。
注：因为ATSE 产品功能还没有标准化，设计仅标注产品型号，并不能够保证用户了解所选型号的转换条件，导致实际选用的产品与设计要求相差较大，建议设计注明转换条件。例如任意相缺相、过压、欠压、频率偏差、谐波等，其中，任意一相断相必需转换是最低的要求。高端的控制器，甚至能够综合检查两路电源的质量，自动接入电能质量较高的一路电源。
3.5 转换时间：ATSE每一次转换都是一个断电过程，会对系统产生一些影响。从ATSE标准看，ATSE有五种转换时间概念，有两种转换时间概念最有使用价值：一个是最小断电时间（由开关本体的机构决定），一个是总转换时间（即本体转换时间＋控制器延时时间）。不同的负载和电源状况，有不同的要求，需要给予注意。在确认转换时间时，要注意有两种时间转换状态，一种是从常用电源到备用电源，一种是从备用电源返回到常用电源。
从常用电源转换到备用电源，需要考虑不同负载允许的断电时间，参见下表：
负荷情况 负荷允许中断的动作时间（s）
计算机系统、通信系统等 A级 ≤0.004
B级 ≤0.2
C级 ≤1.5
应急照明 一般场所 ≤5
高危险区 ≤0.25
医疗设备 0级（不间断） 0（不间断自动供电）
0.15级（极短时间隔） ≤0.15
0.5级（短时间隔） ≤0.5
15级（中等间隔） ≤15
大于15级（长时间隔） ≥15
注：ATSE最小断电时间由开关本体的固有转换速度决定，ATSE有三种结构：（以100A以下电流等级ATSE为例）STS最快转换时间可以小于5ms；励磁驱动的PC级ATSE，最小转换时间可以小于0.1s；电动机驱动的ATSE（CB级和利用负荷开关作为本体的PC级ATSE），转换时间一般大于1.5s。因为不同的ATSE断电时间不同，所以，对要求断电时间小于1.5s的场合，应特别注明转换时间要求。
从备用电源恢复到常用电源（即复位），并不是因为备用电源故障。通常不希望常用电源一恢复就立即转换（这一点常常被忽视），而需要在常用电源恢复正常一定时间后（IEC62091固定式消防泵控制器建议复位时间在5min－30min之间可调），ATSE再切换到常用电源（延时复位的目的在于确保常用电源正常，避免因为常用电源短时间再次出故障，导致频繁转换或者柴油机频繁启动，所以，返回时间需要延时）。
对某些复杂系统（例如ATSE数量多以及ATSE超过三级串联的系统），上
下级ATSE之间，无序转换或者一起转换都会造成系统的不稳定，因此，需要ATSE转换时间“有序”，一般建议下级ATSE比上级转换时间延迟1s。
注：励磁驱动的ATSE有两工位和三工位两种结构，两工位在延时时，开关是保持原来的接通状态，三工位延时，开关即可以保持在原来的状态，也可以停留在中间位置（两路同时断开）。电动机驱动的ATSE（CB级和用负荷开关组成的PC级ATSE），在自动转换时，是直接转换到另一电源，这种结构延时过程中，触头是停留在原来的位置。所以，如果延时过程中需要触头停留在中间位置（例如高感抗负载），只能够选择励磁驱动的三工位ATSE。
为了满足延时要求，设计（或者技术标书）可以规定ATSE延时切换时间具备现场可调功能，调节时间在0－30min之间。
使用类别：使用类别反映ATSE能够在什么电流条件下可靠的转换，这是目前最被忽略，也是市场上潜在隐患最多的问题。使用类别由开关本体（触头材料、触头压力、分离速度、灭弧方式、触头开距等材料和结构要素）决定。
使用类别国家ATSE标准有明确的规定，见下表：
电流性质 使用类别 典 型 用 途
频繁操作 不频繁操作
交流 AC-31A AC-31 B 无感或微感负载
AC-33A AC-33 B 电动机负载或包含电动机、电阻负载和30%以下白炽灯负载的混合负载
AC-35 A AC-35 B 放电灯负载
AC-36 A AC-36 B 白炽灯负载
直流 DC-31 A DC-31 B 电阻负载
DC-33 A DC-33 B 电动机负载或包含电动机的混合负载
DC-36 A DC-36 B 白炽灯负载
使用类别为AC－33的开关，能够接通和分断6Ie（IEC新标准增加为10Ie），而AC－31接通和分断能力仅为1.5Ie。目前，真正能够通过AC－33使用类别的厂商不多，所以，需要用户特别注意，应在设计和标书中明确规定。
4 .其它需要考虑的要素：
4.1 重要场合优选可靠性高的PC级ATSE。特别重要场合，选择通过AC－33A使用类别的PC级ATSE。
注：这个指标是ATSE最苛刻的技术指标，是国内企业与国际领先专业厂商技术指标差距所在，也是诸如北京机场这样重要场合标书明确注明的指标。
4.2 如果备用电源是发电机，而发电机的启动信号来自ATSE的控制器，就要求ATSE控制器具有蓄电池作为第三电源的功能，保证控制器在常用电源出现失电状况下能够给发电机发出启动信号。
注：有些复杂的系统，ATSE有数百台，不可能每一台都可以控制发电机的启动，建议系统设计时，要明确那种状态下才能够启动发电机，由什么信号控制发电机的启动。市电－发电系统首端ATSE和给特别重要负荷供电的ATSE，建议配备能够满足本条要求的控制器。
4.3 消防电源的可靠性要求很高，消防设备一旦启动，就必须连续运行，不得停机，因此，用于消防设备的ATSE，需要同时满足下列要求：
a) 选择PC级ATSE：按照IEC《IEC62091固定式消防泵控制器》标准，用于消防泵的ATSE只能够采用PC级ATSE
b) 如果消防设备没有启动，就应该随时接通到正常电源（具有自投自复功能），而一旦消防设备启动，无论供电电源是常用还是备用电源，只要电源正常，就不能够转换（即自复功能自动取消），因为每一次转换都会导致接触器跳闸，意味着消防设备停止运行，需要重新启动，这不符合消防的要求。
c) 消防设备一旦启动，如果出现电源故障，就必需立即转换，由于ATSE转换会导致接触器跳闸，消防电机停机，所以即使转换成功，也需要重新启动。如果希望消防电机在ATSE转换后自动连续运行，就要求ATSE具有辅助触点，利用辅助触点在ATSE完成转换后自动启动接触器，保证负载自动连续运行；
d) 消防设备一旦启动，就必须确保连续运行，为保证消防设备电机运行时电源出现断相故障的转换，ATSE应具有电动机带载运行缺相转换功能。
注：ATSE标准规定在空载条件下检查断相转换功能，此条要求超出标准要求，理由是，消防设备遇火灾正在工作时，如果电源出现断相，ATSE就必须能够转换到另一电源以确保消防设备电机持续的运行，否则连续在断相下工作，消防电机很快会烧毁）