ATSE已經(jīng)越來越廣泛運用在各種重要用電場合，筆者發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)設(shè)計師在選擇ATSE時，僅僅關(guān)注其額定電流和級數(shù)，而對決定ATSE工作特性的關(guān)鍵指標：轉(zhuǎn)換條件、使用類別和轉(zhuǎn)換時間未加注意，故特寫此文以供參考。
一、關(guān)于ATSE的一些基本狀況
1. ATSE是決定電源能否正常供應(yīng)的關(guān)鍵開關(guān)。規(guī)范要求對重要負荷設(shè)計兩路電源供電，而雙電源供應(yīng)系統(tǒng)的可靠性，基本上取決于ATSE的可靠性，ATSE的故障損失大于其他電器的故障損失，可靠性是選擇ATSE的主要依據(jù)。
2. ATSE是低壓開關(guān)中最復(fù)雜的開關(guān)，是真正的智能型開關(guān)，一個完整的ATSE包括開關(guān)本體＋控制器，其中開關(guān)本體決定ATSE的電氣特性，控制器決定ATSE的轉(zhuǎn)換特性。因為用途的不同，往往一種開關(guān)本體可以組合不同的控制器，實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)換特性。控制器是ATSE的大腦，但目前被普遍忽視，這是我國ATSE從設(shè)計、制造到應(yīng)用最大的問題。
3.ATSE還沒有實施CCC認證，唯一能夠證明產(chǎn)品符合ATSE要求的依據(jù)就是CQC認證，目前國內(nèi)有幾百個ATSE品牌，但依據(jù)中國質(zhì)量認證中心公開的資料，只有50幾家通過CQC認證，還有大量未經(jīng)任何型式試驗的產(chǎn)品在使用，埋下很大安全隱患。無論是什么品牌的ATSE，都必需進行CQC認證才能夠銷售和使用。
4.ATSE已經(jīng)有產(chǎn)品標準（GB/14048.11）和設(shè)計標準（見《民規(guī)》相關(guān)條文），但還沒有統(tǒng)一的驗收標準，由于受到現(xiàn)場條件限制，實際場合都是在無負載狀況下，切斷常用電源，檢查ATSE是否轉(zhuǎn)換到備用電源，然后接通常用電源，檢查ATSE是否自動復(fù)位。有的項目甚至沒有任何驗收，發(fā)現(xiàn)不了有質(zhì)量問題的產(chǎn)品，留下很大的安全隱患，只有在設(shè)計、采購階段嚴格控制。
5. 絕大部分的設(shè)計師在設(shè)計ATSE時，往往只考慮額定電流和級數(shù)，而對決定ATSE核心功能“在電源故障下可靠轉(zhuǎn)換”的參數(shù)：“轉(zhuǎn)換條件、使用類別和轉(zhuǎn)換時間”普遍未予重視，而這三個重要參數(shù)也是不同品牌的差異所在。因為ATSE市場供應(yīng)的混亂和型號標注的不規(guī)范，僅僅標注型號、電流、級數(shù)三項指標，對ATSE幾乎沒有“控制力”，最后導(dǎo)致使用不合適的產(chǎn)品，留下潛在隱患。
6. 歐洲的CB級ATSE（以ABB、施耐德為主力廠商），全部是采用MCCB和雙電操機構(gòu)，沒有采用MCB＋單電操的結(jié)構(gòu)。
7.北美、日本基本上是采用PC級ATSE，（以ASCO、GE為主力廠商）。
二、ATSE的選用
1.基本前提：要選擇經(jīng)過CQC認證的產(chǎn)品。制造商必須能夠提供與CQC證書相符合的完整檢測報告。
2. ATSE型式選擇：
ATSE有PC級和CB級兩種型式，CB級ATSE比PC級ATSE多一個短路保護功能，在選擇時，應(yīng)注意下列問題：
2.1 PC級ATSE的可靠性高于CB級ATSE：到目前為止，世界上CB級ATSE都是由兩個斷路器構(gòu)成本體，是各種ATSE解決方案中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的方案（運動部件比PC級ATSE多一倍以上），按照“結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，可靠性越低”的原則，CB級ATSE的可靠性低于PC級ATSE的可靠性（就如同斷路器的可靠性低于負荷開關(guān)的可靠性一樣的道理）。另外，世界著名的ATSE專業(yè)廠商，例如ASCO、GE、溯高美等，只制造PC級ATSE，不生產(chǎn)CB級ATSE（盡管CB級ATSE功能更多，技術(shù)開發(fā)更加簡單，成本也更低），也說明PC級ATSE是更加合理的ATSE方案。
2.2 所有需要設(shè)置ATSE的地方，都可以采用PC級ATSE（如果系統(tǒng)需要短路保護 功能，只需在PC級ATSE前端設(shè)置短路保護電器即可）；
2.3 按照《IEC62091固定式消防泵控制器》標準，用于消防泵的ATSE只能夠采用
PC級ATSE；
2.4 最新送審的《民規(guī)》已經(jīng)明確提出：“微斷不宜用作CB級ATSE的主開關(guān)”。
同時明確規(guī)定：“當采用CB級ATSE為消防負荷供電時，應(yīng)采用僅具有短路保護功能的斷路器組成的ATSE，其保護選擇性應(yīng)與上下級保護電器相配合。”
2.5 PC級ATSE要校驗額定限制短路電流：ATSE是重要開關(guān)，必需具備抵抗安裝地點電流沖擊的能力。ATSE標準是用Icw或者額定限制短路電流（其概念是指ATSE前端SCPD保護動作完成后，ATSE仍然能夠可靠的轉(zhuǎn)換和導(dǎo)電）表示開關(guān)的抗電流沖擊能力。
注： 直接用Icw參數(shù)，不容易校驗ATSE是否能夠抵抗沖擊，實際上，ATSE所在地點短路電流的大小和時間，取決于前端SCPD，所以，額定限制短路電流是更加有效的參數(shù)，可以直接使用（例如ASCO、GE的ATSE產(chǎn)品，僅提供額定限制短路電流參數(shù)，不提供Icw）。
由于不同SCPD短路電流的時間差異很大（例如GE產(chǎn)品資料就顯示，對熔斷器、普通斷路器、特殊斷路器，同樣的ATSE具有不同的額定限制短路電流），所以，選擇時要注意廠商資料提供的SCPD型式。
2.6 CB級ATSE，實際上就是一個斷路器，要按照選擇斷路器的原則和方式，選擇CB級ATSE斷路器的參數(shù)。如果決定選擇某一個品牌，一定要校驗該品牌采用的斷路器是否符合安裝位置對斷路器的要求。基于本文前述理由，建議選擇僅有短路保護功能的MCCB作為CB級ATSE本體開關(guān)。
注：這一點往往被忽視，大多數(shù)設(shè)計師選用CB級ATSE時，僅僅標注產(chǎn)品的型號、電流等級和級數(shù)，忽視了其所用斷路器的型號、規(guī)格等。如果CB級ATSE所用的斷路器不合適，就相當于錯誤使用斷路器，危害很大。
3. ATSE參數(shù)選擇：
明確ATSE選擇的參數(shù)，是正確選擇ATSE的首要條件，按照ATSE標準，要合理的選擇ATSE，就必需明確：額定工作電壓Ue、額定工作電流Ie、頻率、相數(shù)、額定限制短路電流、轉(zhuǎn)換條件、使用類別、轉(zhuǎn)換時間等。
3.1 額定工作電壓、頻率、電流和相數(shù)：這些參數(shù)僅僅表明ATSE滿足作為“導(dǎo)體”最基本的要求，ATSE必需能夠滿足所在地的電壓、頻率、電流和相數(shù)要求，一般電氣工程師已經(jīng)很熟悉。
注：電壓、頻率、相數(shù)通常由ATSE所在位置的相應(yīng)參數(shù)決定。額定電流按照《IEC62091固定式消防泵控制器》標準規(guī)定，用于消防泵的ATSE，額定電流不得低于電機額定電流的115%，從安全的角度考慮，建議ATSE的額定電流統(tǒng)一采用負荷電流的125%（新民規(guī)也建議為125%）。
3.2 轉(zhuǎn)換條件：我們需要ATSE的目的，就是需要在“特定”的條件下ATSE能夠自動可靠的轉(zhuǎn)換。這個“特定條件”就是ATSE的轉(zhuǎn)換條件，或轉(zhuǎn)換前提，是選擇ATSE首要考慮要素。
3.2.1 如果常用電源沒有故障，ATSE就不能夠轉(zhuǎn)換。這是許多用戶（甚至廠家）都忽視的問題。ATSE的控制器必需能夠識別各種電壓的瞬間波動，包括非電源故障的短時失壓。例如，變電室低壓配電母聯(lián)開關(guān)切換屬于正常的電源中斷，ATSE不應(yīng)該將母聯(lián)開關(guān)切換時的斷電判定為電源故障，ATSE需要能夠判定這種“正常”的斷電。ATSE控制器必須通過EMC試驗，不能夠在外部電磁干擾下誤動作。
注：轉(zhuǎn)換條件由控制器的功能決定，對電源故障的判斷方式（包括故障類型的識別）是控制器的核心技術(shù)，一般產(chǎn)品資料是不會介紹的，完全看制造商的研發(fā)水平和行業(yè)經(jīng)驗，需要設(shè)計師了解產(chǎn)品的判斷機理。
3.2.2 在電源故障狀況下必需轉(zhuǎn)換。但由于電源故障種類很多（十幾種），所以，需要明確那些故障必需轉(zhuǎn)換。因為用戶需求的復(fù)雜性，一般供應(yīng)商都提供多種功能的控制器，所以，設(shè)計時必需根據(jù)負載對電源質(zhì)量的要求明確注明轉(zhuǎn)換條件，否則，因為ATSE市場供應(yīng)的混亂以及業(yè)主對ATSE了解不多，導(dǎo)致最后使用的產(chǎn)品往往就只能夠在完全失電一種條件下才能夠轉(zhuǎn)換，而其它電源故障（包括缺相、過欠電壓等）不會轉(zhuǎn)換，失去裝設(shè)ATSE的意義。
注：因為ATSE 產(chǎn)品功能還沒有標準化，設(shè)計僅標注產(chǎn)品型號，并不能夠保證用戶了解所選型號的轉(zhuǎn)換條件，導(dǎo)致實際選用的產(chǎn)品與設(shè)計要求相差較大，建議設(shè)計注明轉(zhuǎn)換條件。例如任意相缺相、過壓、欠壓、頻率偏差、諧波等，其中，任意一相斷相必需轉(zhuǎn)換是最低的要求。高端的控制器，甚至能夠綜合檢查兩路電源的質(zhì)量，自動接入電能質(zhì)量較高的一路電源。
3.3 轉(zhuǎn)換時間：ATSE每一次轉(zhuǎn)換都是一個斷電過程，會對系統(tǒng)產(chǎn)生一些影響。從ATSE標準看，ATSE有五種轉(zhuǎn)換時間概念，有兩種轉(zhuǎn)換時間概念最有使用價值：一個是最小斷電時間（由開關(guān)本體的機構(gòu)決定），一個是總轉(zhuǎn)換時間（即本體轉(zhuǎn)換時間＋控制器延時時間）。不同的負載和電源狀況，有不同的要求，需要給予注意。在確認轉(zhuǎn)換時間時，要注意有兩種時間轉(zhuǎn)換狀態(tài)，一種是從常用電源到備用電源，一種是從備用電源返回到常用電源。
3.3.1 從常用電源轉(zhuǎn)換到備用電源，需要考慮不同負載允許的斷電時間，參見下表：
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負荷情況
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負荷允許中斷的動作時間（s）
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計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等
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A級
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≤0.004
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B級
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≤0.2
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C級
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≤1.5
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應(yīng)急照明
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一般場所
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≤5
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高危險區(qū)
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≤0.25
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醫(yī)療設(shè)備
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0級（不間斷）
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0（不間斷自動供電）
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0.15級（極短時間隔）
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≤0.15
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0.5級（短時間隔）
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≤0.5
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15級（中等間隔）
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≤15
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大于15級（長時間隔）
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≥15
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注：ATSE最小斷電時間由開關(guān)本體的固有轉(zhuǎn)換速度決定，ATSE有三種結(jié)構(gòu)：（以100A以下電流等級ATSE為例）STS最快轉(zhuǎn)換時間可以小于5ms；勵磁驅(qū)動的PC級ATSE，最小轉(zhuǎn)換時間可以小于0.1s；電動機驅(qū)動的ATSE（CB級和利用負荷開關(guān)作為本體的PC級ATSE），轉(zhuǎn)換時間一般大于1.5s。因為不同的ATSE斷電時間不同，所以，對要求斷電時間小于1.5s的場合，應(yīng)特別注明轉(zhuǎn)換時間要求。
3.3.2 從備用電源恢復(fù)到常用電源（即復(fù)位），并不是因為備用電源故障。通常不希望常用電源一恢復(fù)就立即轉(zhuǎn)換（這一點常常被忽視），而需要在常用電源恢復(fù)正常一定時間后（IEC62091固定式消防泵控制器建議復(fù)位時間在5min－30min之間可調(diào)），ATSE再切換到常用電源（延時復(fù)位的目的在于確保常用電源正常，避免因為常用電源短時間再次出故障，導(dǎo)致頻繁轉(zhuǎn)換或者柴油機頻繁啟動，所以，返回時間需要延時）。
3.3.3 對某些復(fù)雜系統(tǒng)（例如ATSE數(shù)量多以及ATSE超過三級串聯(lián)的系統(tǒng)），上
下級ATSE之間，無序轉(zhuǎn)換或者一起轉(zhuǎn)換都會造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，因此，需要ATSE轉(zhuǎn)換時間“有序”，一般建議下級ATSE比上級轉(zhuǎn)換時間延遲1s。
注：勵磁驅(qū)動的ATSE有兩工位和三工位兩種結(jié)構(gòu)，兩工位在延時時，開關(guān)是保持原來的接通狀態(tài)，三工位延時，開關(guān)即可以保持在原來的狀態(tài)，也可以停留在中間位置（兩路同時斷開）。電動機驅(qū)動的ATSE（CB級和用負荷開關(guān)組成的PC級ATSE），在自動轉(zhuǎn)換時，是直接轉(zhuǎn)換到另一電源，這種結(jié)構(gòu)延時過程中，觸頭是停留在原來的位置。所以，如果延時過程中需要觸頭停留在中間位置（例如高感抗負載），只能夠選擇勵磁驅(qū)動的三工位ATSE。
為了滿足延時要求，設(shè)計（或者技術(shù)標書）可以規(guī)定ATSE延時切換時間具備現(xiàn)場可調(diào)功能，調(diào)節(jié)時間在0－30min之間。
3.4 使用類別：使用類別反映ATSE能夠在什么電流條件下可靠的轉(zhuǎn)換，這是目前最被忽略，也是市場上潛在隱患最多的問題。使用類別由開關(guān)本體（觸頭材料、觸頭壓力、分離速度、滅弧方式、觸頭開距等材料和結(jié)構(gòu)要素）決定。
使用類別國家ATSE標準有明確的規(guī)定，見下表：
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電流性質(zhì)
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使用類別
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典 型 用 途
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頻繁操作
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不頻繁操作
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交流
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AC-31A
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AC-31 B
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無感或微感負載
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AC-33A
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AC-33 B
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電動機負載或包含電動機、電阻負載和30%以下白熾燈負載的混合負載
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AC-35 A
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AC-35 B
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放電燈負載
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AC-36 A
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AC-36 B
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白熾燈負載
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直流
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DC-31 A
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DC-31 B
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電阻負載
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DC-33 A
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DC-33 B
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電動機負載或包含電動機的混合負載
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DC-36 A
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DC-36 B
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白熾燈負載
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使用類別為AC－33的開關(guān)，能夠接通和分斷6Ie（IEC新標準增加為10Ie），而AC－31接通和分斷能力僅為1.5Ie。目前，真正能夠通過AC－33使用類別的廠商不多，所以，需要用戶特別注意，應(yīng)在設(shè)計和標書中明確規(guī)定。
4 其它需要考慮的要素：
4.1 重要場合優(yōu)選可靠性高的PC級ATSE。特別重要場合，選擇通過AC－33A使用類別的PC級ATSE。
注：這個指標是ATSE最苛刻的技術(shù)指標，是國內(nèi)企業(yè)與國際領(lǐng)先專業(yè)廠商技術(shù)指標差距所在，也是諸如北京機場這樣重要場合標書明確注明的指標。
4.2 如果備用電源是發(fā)電機，而發(fā)電機的啟動信號來自ATSE的控制器，就要求ATSE控制器具有蓄電池作為第三電源的功能，保證控制器在常用電源出現(xiàn)失電狀況下能夠給發(fā)電機發(fā)出啟動信號。
注：有些復(fù)雜的系統(tǒng)，ATSE有數(shù)百臺，不可能每一臺都可以控制發(fā)電機的啟動，建議系統(tǒng)設(shè)計時，要明確那種狀態(tài)下才能夠啟動發(fā)電機，由什么信號控制發(fā)電機的啟動。市電－發(fā)電系統(tǒng)首端ATSE和給特別重要負荷供電的ATSE，建議配備能夠滿足本條要求的控制器。
4.3 消防電源的可靠性要求很高，消防設(shè)備一旦啟動，就必須連續(xù)運行，不得停機，因此，用于消防設(shè)備的ATSE，需要同時滿足下列要求：
a) 選擇PC級ATSE：按照IEC《IEC62091固定式消防泵控制器》標準，用于消防泵的ATSE只能夠采用PC級ATSE
b) 如果消防設(shè)備沒有啟動，就應(yīng)該隨時接通到正常電源（具有自投自復(fù)功能），而一旦消防設(shè)備啟動，無論供電電源是常用還是備用電源，只要電源正常，就不能夠轉(zhuǎn)換（即自復(fù)功能自動取消），因為每一次轉(zhuǎn)換都會導(dǎo)致接觸器跳閘，意味著消防設(shè)備停止運行，需要重新啟動，這不符合消防的要求。
c) 消防設(shè)備一旦啟動，如果出現(xiàn)電源故障，就必需立即轉(zhuǎn)換，由于ATSE轉(zhuǎn)換會導(dǎo)致接觸器跳閘，消防電機停機，所以即使轉(zhuǎn)換成功，也需要重新啟動。如果希望消防電機在ATSE轉(zhuǎn)換后自動連續(xù)運行，就要求ATSE具有輔助觸點，利用輔助觸點在ATSE完成轉(zhuǎn)換后自動啟動接觸器，保證負載自動連續(xù)運行；
d) 消防設(shè)備一旦啟動，就必須確保連續(xù)運行，為保證消防設(shè)備電機運行時電源出現(xiàn)斷相故障的轉(zhuǎn)換，ATSE應(yīng)具有電動機帶載運行缺相轉(zhuǎn)換功能。
注：ATSE標準規(guī)定在空載條件下檢查斷相轉(zhuǎn)換功能，此條要求超出標準要求，理由是，消防設(shè)備遇火災(zāi)正在工作時，如果電源出現(xiàn)斷相，ATSE就必須能夠轉(zhuǎn)換到另一電源以確保消防設(shè)備電機持續(xù)的運行，否則連續(xù)在斷相下工作，消防電機很快會燒毀）
4.4 要特別關(guān)注維修、更換的方便。ATSE是決定重要負荷電源供應(yīng)的關(guān)鍵，一旦出現(xiàn)故障，后果非常嚴重，所以，除了選擇時要考慮產(chǎn)品通過嚴格的試驗并符合標準，還要考慮維修的方便性。統(tǒng)計表明，ATSE故障80%以上是控制器故障（因為控制器是連續(xù)工作的），所以，控制器維修方便性就是需要考慮的。外置式設(shè)計（控制器與本體分離），可以不要動開關(guān)本體，在幾分鐘內(nèi)就可以完成更換（客戶自己都可以更換），而內(nèi)置式設(shè)計的ATSE（控制器在本體內(nèi)部，這樣成本低），就必須將整個開關(guān)拆下才能夠更換（必須廠家派人維修），維修很不方便。630A以上開關(guān)，故障停電范圍較大，建議最好采用抽出式帶旁路PC級ATSE，可以保證在檢修ATSE本體時電源的連續(xù)供應(yīng)。
4.5 要注意供應(yīng)商能否具備物流、售后服務(wù)優(yōu)勢，保證在出現(xiàn)故障時能夠在最短的時間內(nèi)維修或者更換，也是需要考慮的因素。
結(jié)束語：ATSE是一種在特定條件下自動轉(zhuǎn)換的智能開關(guān)，決定重要負載的電源供應(yīng)，故障損失很大，除了要高度重視其可靠性以外，還必須正確的選擇ATSE的參數(shù)。由于ATSE產(chǎn)品市場的混亂和不規(guī)范，產(chǎn)品差異很大（特別是ATSE的控制器），僅僅標注電流等級、級數(shù)是不夠的，設(shè)計時必須明確標注轉(zhuǎn)換條件、使用類別和轉(zhuǎn)換時間這三大要素，如果需要，還要規(guī)定控制器的特殊功能。
參考資料：
1. IEC60947-6-1：2005
2. CB/14048.11-2002
3. 《IEC 62091固定式消防泵控制器》報批稿
4. 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器ATSE設(shè)計應(yīng)用導(dǎo)則（中國建筑設(shè)計研究院機電院）
5. ATSE設(shè)計技術(shù)措施（北建院研究報告）
