Mit den technologischen Fortschritten der letzten Jahre hat sich eine neue Produktart im Bereich der Leistungsschaltsysteme etabliert: Automatische Umschalter (ATSEs). Diese bestehen aus einem (oder mehreren) Umschaltern und weiteren erforderlichen elektrischen Komponenten. Sie dienen der Überwachung des Stromkreises und schalten automatisch einen oder mehrere Laststromkreise von einer Stromquelle auf eine andere um. ATSEs sind eine speziell für die Leistungsschaltung entwickelte Produktart und repräsentieren die zukünftige Entwicklung von Leistungsschaltsystemen. Im Folgenden geben wir einen kurzen Überblick über die Entwicklungsgeschichte von Leistungsschaltsystemen. 1. Entwicklungsgeschichte von Leistungsschaltsystemen: Leistungsschaltsysteme lassen sich grob in drei Kategorien einteilen: Schütze, Leistungsschalter und Automatische Umschalter (ATSEs). Automatische Umschalter werden weiter unterteilt in solche mit Leistungsschaltern als Schaltkomponente und solche mit Lasttrennschaltern. 1.1 Schütze: Diese Art von Leistungsschaltsystem verwendet Schütze als Schaltkomponente. Die Schaltfunktion wird über einen Sekundärkreis mit Zwischenrelais oder Logiksteuermodulen realisiert. Es handelt sich hierbei in der Regel um Sonderanfertigungen. Ein Nachteil besteht darin, dass der Hauptschütz des Hauptstromkreises eine kontinuierliche Bestromung des Sekundärstromkreises erfordert, was leicht zu Überhitzung, Kontaktverklemmung, Spulendurchbrennen und anderen Fehlern führen kann. Da es sich um Sonderanfertigungen handelt, bestehen sie aus vielen Komponenten, deren Qualität durch die verwendeten Bauteile und Fertigungsprozesse eingeschränkt ist, was eine höhere Ausfallrate zur Folge hat. Sie werden daher zunehmend durch neuere Produkte ersetzt. 1.2 Leistungsschalter: Diese Art von Leistungsschaltsystem verwendet Kompaktleistungsschalter als Schaltkomponente. Die Schaltfunktion wird von einer ATS-Steuereinheit (Automatisches Schaltsystem) übernommen, die über mechanische und elektrische Verriegelungen, umfassende Funktionen und weniger Bauteile verfügt und ohne zusätzliche Sekundärverdrahtung einfach zu installieren ist. Sie ist jedoch teurer und wird in der Regel bei Anwendungen mit hohen Nennströmen (über 630 A) in einem Verteilerschrank untergebracht. Repräsentative Produkte sind die ATS-Produkte von Schneider Electric und die DPT/SE-Produkte von ABB. 1.3 Automatische Umschalter (ATSE): Diese Art von Leistungsumschaltern integriert Schalt- und Logiksteuerung, wodurch ein externer Controller überflüssig wird und eine vollmechatronische automatische Umschaltung ermöglicht wird. Die Umschalter werden einheitlich konstruiert und gefertigt, was zu geringen Abmessungen und einer einfachen Struktur führt. Der Schaltantrieb erfolgt über einen Motor und gewährleistet so ein reibungsloses und zuverlässiges Schalten. Der Antriebsmotor liefert den Strom nur während des Schaltvorgangs; im stationären Betrieb ist kein Betriebsstrom erforderlich, was erhebliche Energieeinsparungen ermöglicht. Das Produkt weist keine Temperaturerhöhung, Kontaktklemmung oder Spulendurchbrennen auf. Der Umschalter ist mit einer elektromechanischen Verriegelung ausgestattet, die automatisches Umschalten und Zurücksetzen, automatisches Umschalten ohne automatisches Zurücksetzen, Unterspannungsschutz, Phasenausfallschutz, manuell-automatisches Umschalten und Zeitverzögerungssteuerung ermöglicht und ihn damit zu einem Standardprodukt für die Leistungsumschaltung macht. Automatische Umschalter (ATSE) lassen sich in zwei Stufen unterteilen: PC-Stufe und CB-Stufe. PC-Stufe: ATSEs können Kurzschlussströme verbinden und führen, aber nicht unterbrechen. CB-Stufe: ATSEs sind mit Überstromauslösern ausgestattet; ihre Hauptkontakte können Kurzschlussströme verbinden und unterbrechen. Die Schaltkomponente einer automatischen Umschaltanlage (ATSE) auf PC-Ebene ist ein Lasttrennschalter; die Schaltkomponente einer automatischen Umschaltanlage (ATSE) auf CB-Ebene ist ein Leistungsschalter. 2. Anwendungsbereich und Normen für automatische Umschaltanlagen (ATSE) 2.1 Anwendungsbereich (1) Höhe maximal 2000 m; (2) Umgebungstemperatur maximal 40 °C und maximal -5 °C; (3) Relative Luftfeuchtigkeit maximal 95 %; (4) Umgebung ohne explosionsgefährdete Stoffe und ohne Regen oder Schnee; (5) Wechselstrom 50 Hz, Nennspannung maximal 1000 V, Gleichspannung maximal 1500 V. 2.2 Normen für die Umsetzung 2.2.1 Internationale Norm IEC 60947-6-1:1998 (Version 1.2) „Niederspannungs-Schalt- und Steuergeräte – Teil 6: Multifunktionale elektrische Geräte – Teil 1: Automatische Umschaltanlagen“. IEC 60947-6-1:1998 (Version 1.2) ist die kombinierte Fassung von IEC 60947-6-1:1989 und deren erster Änderung Nr. 1, Änderung Nr. 10 von 1994 und Änderung Nr. 2 von 1997. 2.2.2 Nationale Norm GB/T 14048.11-2002, „Niederspannungs-Schalt- und Steuergeräte – Teil 6: Multifunktionale elektrische Geräte – Abschnitt 1: Automatische Umschalter“. Da GB/T 14048.11-200 zahlreiche technische Anforderungen und Prüfverfahren aus GB/T 14048.1-200, „Allgemeine Regeln für Niederspannungs-Schalt- und Steuergeräte“, referenziert, muss sie in Verbindung mit GB/T 14048.1-200 verwendet werden. Diese Norm wurde am 8. Oktober 2002 veröffentlicht und trat am 1. April 2003 in Kraft. 3. Wichtige Punkte für die Auslegung und Auswahl von automatischen Umschaltern (ATSE) (1) Bestimmen Sie die Bemessungsbetriebsspannung und die Anwendungskategorie des automatischen Umschalters (ATSE). (2) Wählen Sie die Spezifikationen des automatischen Umschalters (ATSE) anhand des berechneten Stroms aus. Die Spezifikationen von Produkten verschiedener Hersteller können geringfügig variieren. Die grundlegenden Auswahlkriterien sind wie folgt: ① ATSEs der Klassen PC und CB können gemäß den bestehenden Spezifikationen verwendet werden. Angesichts der Vielzahl von ATSE-Produkten auf dem Markt sollten bei der Auswahl folgende Indikatoren besonders beachtet werden: die Bemessungskurzschlussfestigkeit und der Bemessungskurzzeitstrom von ATSEs der Klasse PC (falls zutreffend); die Bemessungskurzschlussfestigkeit von ATSEs der Klasse CB; ② Automatische Umschalter (ATSE) sollten grundsätzlich nicht als Kurzschlussschutzgeräte, sondern nur als automatische Leistungsumschalter eingesetzt werden. Es ist ratsam, einen Leistungsschalter zum Schutz am Eingang zu installieren, da dies die sichere Nutzung sowie Wartung und Reparatur in Zukunft erleichtert. ③ Der Nennstrom der automatischen Umschaltanlage (ATSE) sollte größer oder gleich dem Überlastbetriebsstrom des vorgeschalteten Leistungsschalters sein. (3) Die Schaltmethode und die verschiedenen Funktionen sind entsprechend der Art und den unterschiedlichen Anwendungsbereichen der jeweiligen Stromversorgung festzulegen: automatische Umschaltung mit automatischer Rückstellung, automatische Umschaltung ohne automatische Rückstellung, priorisierte Stromversorgung, keine priorisierte Stromversorgung, Über-/Unterspannungserkennung, Frequenzerkennung, Phasenausfallerkennung, Kommunikationsschnittstelle, elektromechanische Verriegelung, stufenlos einstellbare Verzögerungsschaltung sowie automatische, ferngesteuerte und manuelle Notsteuerung. 4. Fazit: Automatische Umschaltanlagen (ATSE) sind ein neuartiges Energieschaltsystem. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie werden sie sich zwangsläufig in Richtung höherer Ströme, mehr Spannungsebenen, höherer Schaltsicherheit und umfassenderer Funktionen entwickeln und in Industrie- und Wohngebäuden immer häufiger eingesetzt werden.