実際のエンジニアリング環境では、停電は決して「数分間の暗闇」では済みません。データセンターや病院にとっては、数秒の電力遮断でさえ災害を意味することがあります。産業用生産ラインでは、予期せぬ電圧低下により原材料の全バッチが廃棄され、設備の再起動に長い時間がかかる可能性があります。高級商業ビルにおいても、防火・防犯システムの故障は許容できないリスクです。.
自動切換スイッチ（ATS）は、この電力供給ライフラインにおける「最後の防衛線」です。二重電源システムの中核ハブとして、主電源に不足電圧、停電、さらには欠相が発生した場合、ATSは非常に短い時間内に正確な判断を下し、重要負荷をバックアップ電源へ安全に切り替え、主電源が完全に安定してから初めてスムーズに復帰させる必要があります。.
多くのプロジェクトは調達時に致命的なミスを犯します。ATSを単なる「大きなスイッチ」と見なし、正しい定格電流を選ぶだけで十分だと考えてしまうのです。実際には、ATSは2つの電源間の「交通整理役」です。発電機の電圧確立遅延から、中性線切替戦略（極数選択）、上流・下流の遮断器との短絡保護協調まで、これらの細部における誤った判断の1つが、重要な瞬間にシステム全体を故障させる可能性があります。.
まだプロジェクトの機器評価段階にある場合は、まず当社の [自動切換スイッチ（ATS）コア製品セクション],をご覧いただくことをお勧めします。そうすることで、お客様のシステムに最適な基本アーキテクチャを迅速に特定できます。.
国際プロジェクトでは、ATSの選定は製品カタログだけに頼るべきではありません。製品の背後にある適用規格や基準に対しても評価する必要があります。これには IEC 60947-6-1 （供給継続性を確保するための切換スイッチ機器に関する規格）、, NFPA 70（NEC） （米国プロジェクトにおける安全な電気設計・設置に関する規格）、 NFPA 110 （建物・施設の非常用および予備電源システムに関する規格）が含まれます。.

自動切換スイッチ（ATS）とは何か？

自動切換スイッチ（ATS）は、二重電源供給システムで使用される重要な切替装置です。通常、主電源とバックアップ電源の間に設置され、必要に応じて負荷を一方の電源から他方の電源へ切り替えることができます。一般的な電源の組み合わせには、商用電源-発電機、商用電源-商用電源、商用電源-蓄電またはインバータ出力などがあります。.
従来の遮断器とは異なり、ATSの主な目的は故障電流を直接遮断することではありません。その中核機能は、利用可能な2つの電源間で、信頼性が高く、制御され、適切にインターロックされた切替を確保することです。このため、ATSの設計は通常、切替機構、制御ロジック、電源監視、機械的・電気的インターロック、および電力供給システム全体の継続性を中心に行われます。.
エンジニアリングの観点から見ると、ATSは本質的に供給継続性を維持するための装置です。IECはまた、切換スイッチ機器および自動切換スイッチ機器に関する明確な規格枠組みを提供しています。したがって、輸出プロジェクト、EPCプロジェクト、および国境を越えたエンジニアリング用途では、ATSの適用規格、試験文書、および動作限界はすべて重要な検討事項です。.

ATSが主電源と予備電源の間でどのように動作するか

主電源と予備電源の間でのATSの動作プロセスは、主にリアルタイム監視、故障判定、確実な切替、自動復帰切替を含みます。全プロセスは完全自動で安全インターロックを備えており、具体的には4つの段階に分けられます：

通常運転段階（主電源供給中）

デフォルトでは、ATSは負荷に 主電源（商用電力）, から供給し、コントローラは主電源の電圧、周波数、位相状態などの主要パラメータを24時間365日継続的に監視します。予備電源はホットスタンバイ状態を維持し、主電源と予備電源の切替装置は機械的および/または電気的にインターロックされ、 同時投入を厳重に防止, し、2つの電源間の短絡を回避します。.

主電源故障段階（切替トリガー）

主電源に停電、不足電圧、過電圧、欠相、または周波数異常が発生した場合、ATSはまず 設定可能な故障確認遅延 （通常0.5～5秒）を適用して瞬間的な変動を除外します。故障が実際のものであると確認されると、次のシーケンスが実行されます：

コントローラが指令を送り、機構を駆動して 主電源スイッチを開放;
主電源スイッチが完全に開放された後、予備電源スイッチが投入されます。一部の用途では、発電機が起動して定格電圧と周波数に達するなど、予備電源が安定するまでシステムが待機する必要があります；;
その後、負荷は予備電源に切り替えられます。全プロセスは通常ミリ秒以内に完了するため、重要負荷はほとんど、またはまったく感知できないほどの中断で済みます。.

予備電源供給段階

ATSは予備電源から負荷への安定した電力供給を維持しながら、主電源の復旧状態を継続的に監視します。一部のモデルには予備電源の故障監視も含まれており、両方の電源が同時に故障するリスクを低減します。.

主電源復旧段階（自動復帰切替）

主電源の電圧と周波数が許容範囲に戻り、一定期間（設定可能、例：1～30分）安定した状態が続くと、ATSは自動的に 予備電源から主電源への復帰切替:

を実行します。まず予備電源スイッチを開放し、次に主電源スイッチを投入します；;
負荷は主電源に戻され、予備電源は復帰します

主要な安全設計： ATSは機械的および/または電気的インターロック機構を使用して、どのような状況でも主電源スイッチと予備電源スイッチが同時に投入されることが決してないようにし、循環電流や短絡などの致命的なリスクを完全に防止します。これは、ATSと通常の二重スイッチ構成との最も根本的な違いでもあります。.

自動切替スイッチ（ATS）の主要構成要素

ATSは単一の切替装置ではなく、監視、制御、操作、安全保護を統合した完全なシステムです。その中核構成要素は主に4つの主要モジュールに分かれており、これらが連携して電源状態の監視、故障検出、安全な切替、自動復帰切替の全プロセスを実現します。以下に示します：

二重電源切替本体（操作機構）

これはATSの 中核実行ユニット ATSの中核実行ユニットであり、主電源と予備電源間の物理的切替を担当します。一般的に2つの主要な形式に分けられます：

一体形PC級ATS：専用の機械的インターロック構造を備えた単一一体形の切替スイッチで、「先断後接」動作を実現するように設計されています。比較的高い短絡電流に耐えることができ、重要負荷用途で広く使用されています。.
CB級ATS：2台の遮断器（または断路器）と機械的および/または電気的インターロックで構成されます。保護機能と切替機能の両方を提供し、通常は低コストで、一般的に重要な負荷に使用されます。.

インテリジェントコントローラ（制御頭脳）

これはATSの「意思決定中枢」であり、電源状態の監視と切替ロジック制御を担当します：

両電源の電圧、周波数、欠相、過電圧、不足電圧などのパラメータをリアルタイムで監視；;
遅延確認（誤動作防止）、故障切替、予備電源から主電源への復帰切替、発電機の起動/停止連携などのロジックを実行；;
現場/遠隔制御、状態表示、故障警報、通信インターフェース（Modbusなど）などの機能を提供。.

駆動およびインターロック機構（安全中枢）

駆動機構：電動式、電磁式、またはばね蓄勢式があり、スイッチ本体に切替力を提供し、確実な動作を保証します；;
インターロック機構：機械的および電気的インターロックの両方を採用し、主電源と予備電源が同時に投入されることを厳格に防止し、両電源間の短絡および循環電流事故を完全に回避します。これはATSを通常の二重スイッチ構成と区別する重要な安全設計です。.

補助および支持部品

電力サンプリングユニット： コントローラに両電源からの電圧および電流信号を提供します
状態フィードバック接点： スイッチの開閉位置および故障状態を外部システムにフィードバックします
発電機制御インターフェース： 一部のATSユニットは発電機の起動および停止を制御する信号を直接出力でき、商用電源停電時に発電機が自動的に起動して給電できるようにします；;
操作パネル/表示画面： パラメータ設定、手動/自動切替制御、および運転状態表示に使用されます。.

補足説明：

異なるタイプのATSのコアコンポーネントの違いは、本質的にIEC規格に基づく異なる実装形態です。例えば、PC級ATSとCB級ATSの違いは主にスイッチ本体の構造設計と保護能力のレベルに反映されますが、コントローラやインターロック機構などのコア安全モジュールの設計ロジックは、適用される規格の必須要件にすべて準拠する必要があります。.

ATSクイック選定チェックリスト

✅ 負荷カテゴリと適用シナリオを確認済み

✅ 定格電流とフレームサイズが負荷および短絡要件を満たしている

✅ 極数（3P/4P）がシステム構成と一致している

✅ ATSタイプ（PC級/CB級）が必要な負荷信頼性レベルと一致している

✅ 制御モードと遅延パラメータを現場条件に応じて調整可能

✅ 追加機能（インターロック/通信/バイパス）を必要に応じて構成済み

✅ 上流および下流の保護装置、発電機、消防システムとの連携ロジックが明確に定義されている

用途から始める：まず負荷レベルとプロジェクト要件を定義する

コアパラメータの確認：主要指標を優先する

定格電流とフレームサイズ

定格電流（Ie）： 以上であること 25倍 計算された負荷電流に、始動電流と長期運転マージンを考慮した値。例えば、負荷電流が160Aの場合、200Aまたは250AのATSを選定する必要があります。.
フレームサイズ： 系統の短絡電流に応じて選定し、定格短時間耐電流（Icw）の要件を満たす必要があります。故障時に焼損しないようにするためです。.

極数選定（P）

3P ATS： 中性線が切替に関与しない三相3線式システムに適しています。TN/ITシステムに適用可能で、一般的にコストが低くなります。.
4P ATS： 中性線を同時に切替える三相4線式システムに適しています。中性点移動、深刻な高調波歪み、または2つの電源間で中性線が共通でない場合（病院やデータセンターなど）に適用され、中性線循環電流の防止に役立ちます。.

タイプ選定：PCクラス vs CBクラス（主な違い）

寸法	PCクラスATS	CB級ATS
コア構造	専用機械的インターロック付き一体型切替スイッチ	インターロック機構付き2台の遮断器
保護機能	切替機能のみ、短絡・過負荷保護なし	遮断器保護内蔵、短絡遮断可能
短絡耐量	高く、大きな短時間電流衝撃に耐えられる	遮断器の遮断容量に依存し、上流・下流保護との協調が必要
切替速度	より高速、通常10～50 ms	より低速、通常100～500 ms
代表的な用途	重要負荷、発電機電源、短絡電流の大きいシステム	一般的重要負荷および保護内蔵が必要な用途

制御・切替モード

制御モード： 自動（優先）、手動、遠隔制御（Modbus / ドライ接点）から、運転・保守要件に応じて選択する。.

切替モード：
自動切替・自動復帰： 主電源復旧後、負荷は自動的に商用電源へ復帰する。商用電源を優先電源とする用途に適する。.
自動切替・自動復帰なし： 予備電源へ切替後、ATSはその状態を維持し、手動リセットが必要。商用電源の品質が悪い、または頻繁に変動する用途に適する。.
遅延設定： 故障確認遅延（瞬間的な変動を除去するため）、発電機起動遅延、商用電源復旧遅延は、実際の現場状況に応じて調整する。.

追加機能要件

発電機連動： 商用電源停電時に発電機を自動起動させるための起動/停止信号を直接出力できる。.
バイパス機能： 負荷への電力供給を中断せずにATSのオンラインメンテナンスをサポートし、高信頼性用途に適する。.
通信機能： Modbus/RS485インターフェースにより、ビルオートメーションや電力監視システムとの統合が可能。.
消防連動： 強制消防制御ロジックをサポートし、火災時に非消防負荷への電力供給を遮断する。.

ATS選定時に避けるべき主な落とし穴

中性線の取り扱い： 4P ATSでは、中性線の切替シーケンスに特に注意し、中性線が先に開いてから再投入されることによる負荷過電圧を避ける必要がある。TN-Sシステムでは、両電源の中性線が共通の接地ポイントを共有する場合、3P+N方式（中性線は先に投入し最後に遮断）をまず検討できる。.
短絡保護協調： CBクラスATSに使用する遮断器の遮断容量は、システムの予想短絡電流より高くなければならず、上流遮断器との選択協調も達成して、上位での誤遮断を避ける必要がある。.
切替時間の協調： UPS下流に位置するような重要負荷では、ATSの切替時間が負荷の許容範囲内にあるか確認し、切替プロセスによるUPSバッテリー放電や負荷再起動を避ける必要がある。.
環境適応性： 高温・多湿・粉塵環境では、少なくともIP40以上のIP保護等級を持つモデルを選定し、必要に応じてキャビネットの換気または除湿装置を追加する。.

環境適応性：高温、多湿、または粉塵の多い環境では、IP保護等級がIP40以上のモデルを選定し、必要に応じてキャビネットの換気装置や除湿装置を追加する必要があります。.

PCクラスとCBクラスのATS：その違いは？

PCクラス自動切替スイッチ

標準定義： 定格動作電流の投入・通電、および定格短時間電流の耐量のみが可能な切替開閉装置であり、 短絡電流を遮断する能力を持たない.

製品ポジショニング： 電源切替専用の装置です。過負荷や短絡遮断保護機構は含まれていません。その中核機能は2つの電源間の確実な切替のみを保証することであり、系統の故障保護は上流側の遮断器やヒューズなどの機器によって提供されます。.

CB級自動切替スイッチ

標準定義： 過電流引外し装置を備えた切替スイッチ装置で、その接点は電流を投入・通電することができ、さらに 短絡故障電流を直接遮断することができます.

製品ポジショニング： 2台の遮断器とインターロック機構で構成され、電源切替と過負荷・短絡故障保護の両方の機能を兼ね備え、回路内の故障電流を自ら遮断することができます。.

PC級ATSの代表的な用途

病院、データセンター、金融サーバールームなどの重要レベル1負荷で、停電が大きな損失につながる可能性がある場所;
消防ポンプ、排煙ファンなどの消防システム用の非常用電源回路;
発電機セットと併用する二重電源システム;
停電時間と切替安定性に極めて高い要求がある精密工業制御生産ライン.

CB級ATSの代表的な用途

オフィスビル、ショッピングモール、一般商業ビルにおけるレベル2電源負荷;
小規模機器室、非常照明、住宅用バックアップ電源;
予算が限られ、回路内の短絡電流が比較的小さい一般的な配電プロジェクト.

選定時の主な検討事項

PC級ATSは上流側の保護装置と協調させる必要があり、故障保護スイッチとして単独で使用することはできません。;
CB級ATSは通常切替時間が長いため、敏感な電子負荷には慎重に使用し、機器の予期しないシャットダウンや再起動を防ぐ必要があります。;
多くの地域では、消防法規によりPC級ATSの使用が要求され、非常用電源の有効性が確保されています。.

プロジェクトに上流側の保護協調が含まれる場合は、以下も参照してください。 MCCB製品ページおよび ACB製品ページで保護協調とシステムマッチングの詳細情報をご覧いただけます。.

ATSの設置と配線に関する注意事項

主な設置要件

設置環境：
湿気、ほこり、腐食性ガス、強い振動のある場所は避けてください。周囲温度は -25°C～+40°C, の範囲内に制御し、キャビネットは十分な換気と放熱を確保し、保護等級は実際の現場条件に適合させる必要があります。.

設置固定：
ATSは直立位置に垂直に設置してください。キャビネットは水平で安定させ、点検・操作用の十分なスペースを確保してください。傾斜設置や倒立設置は厳禁です。複数台を並べて配置する場合は、放熱のための十分な間隔を確保してください。.

安全距離：
異なる相導体間および入力線と出力線の間には標準的な電気的クリアランスを維持してください。沿面放電や相間放電を防ぐため、絶縁耐圧要件を満たす必要があります。.

接地要件：
機器の筐体とキャビネットは確実に接地する必要があります。接地導体の仕様は該当する電気規格の要件に適合し、潜在的な漏電の危険を排除する必要があります。.

主要配線要件

相順の確認：
常用電源と予備電源の入力相順を厳密に区別し、両電源の相位位置が一致していることを確認してください。相順が誤っていると、切替失敗や機器損傷を引き起こす可能性があります。.

入力線と出力線の分離：
入力端子は主電源と予備電源に接続し、出力端子は下流負荷に統一して接続します。逆配線や混在配線は禁止です。配線は機器の端子配置と識別表示に従って行ってください。.

ケーブル選定：
導体の許容電流はスイッチの定格電流より大きくなければならず、電圧降下と温度上昇の要件を満たす必要があります。配線端子は確実に締め付け、緩みによる接触不良や過熱を防止してください。.

中性線の取り扱い：
3P/4Pスイッチはシステム構成に応じて配線する必要があります。両電源の中性線を混在させたり誤接続したりしてはならず、中性線循環電流や電圧シフトの問題を回避してください。.

制御回路：
二次制御配線は整然と配置し、強電回路と弱電回路を分離して配線し、電磁干渉を低減してください。インターロック、通信、発電機の起動/停止回路は図面に従って配線する必要があります。.

配線後の点検と試運転

通電前に、短絡、誤配線、接続漏れがないか確認し、すべての配線箇所を増し締めしてください。.
自動切替機能と手動切替機能を順に試験し、故障停電および商用電源復旧時の切戻し動作が正常であることを確認してください。.
Verify the delay parameters, protection logic, and interlocking signals to ensure they are consistent with the design scheme.
During trial operation, observe the temperature rise of the switch, abnormal noise, and indicator light status. The ATS can only be put into formal operation when no abnormality is found.

Prohibited Actions

It is strictly forbidden to dismantle the mechanical and electrical interlocking mechanism without authorization; it is prohibited to manually close the two power sources in parallel; overload connection to the load is not allowed; and it is strictly forbidden to open the cover for wiring or disassembly while energized.

Common ATS Selection Mistakes and Troubleshooting Resources

The most common selection mistakes include choosing the ATS only according to load current without leaving a margin, mistaking an ATS for a UPS, failing to verify the pole configuration, overlooking generator start signal requirements, ignoring generator voltage build-up delay, failing to consider high-temperature derating, and directly applying a conventional generator-based solution to solar PV or energy storage systems.

Key Takeaways:

If ATS is treated simply as “just another ordinary switch to buy,” it will almost certainly create hidden risks later, such as wiring confusion, incorrect transfer actions, and even improper upstream tripping. A selection logic that can truly stand up to real-world testing must always follow this principle: define the system boundaries first, and then define the product parameters. Only after the system structure and application scenario are clearly understood should the pole configuration, control strategy, and protection coordination be determined, so that the final product model can be selected accurately.

Different types of projects have fundamentally different technical demands for ATS:

Residential buildings and commercial complexes: the core requirement is absolute reliability of basic switching action together with a balanced budget.

Large industrial facilities and critical infrastructure: priority must be given to upstream and downstream protection coordination, as well as the ability to withstand extreme short-circuit fault conditions.

Renewable energy and microgrid systems: low-level control logic compatibility and inverter coordination have become new technical priorities.

Therefore, it is meaningless to discuss ATS selection without reference to the actual system architecture. That is the essence of engineering design: there is no “one-size-fits-all” model here, only a solution tailored specifically to your system.

There is no universal ATS solution for every project. If you need help evaluating your system architecture, pole configuration, or protection coordination, you are welcome to contact our engineering team for professional support.

Frequently Asked Questions About ATS:

Q: If a PC Class ATS is used, is an upstream circuit breaker such as an MCCB or ACB still required?

A:Yes, it is absolutely necessary. A PC Class ATS is like the “railway switch operator” in a power distribution system: it is only responsible for changing the track, that is, switching the power source, but it is not responsible for braking, that is, interrupting short-circuit faults.

When a severe short circuit occurs, it can only withstand the extremely high rated short-time withstand current (Icw) for a short period, while waiting for the upstream MCCB or ACB to trip and clear the fault.

Without a circuit breaker acting as its protection, a PC Class ATS is very dangerous under short-circuit conditions.

Q:How should the rated current be selected? Is it enough to simply add up the load power shown on the drawings?

A:Never select it right at full-load current. Real engineering conditions are far more complicated than theoretical calculations. If the temperature inside the distribution cabinet rises to 50°C or even 60°C in summer, the equipment must operate under derating conditions. In addition, inductive loads such as pumps and fans can produce high inrush current during startup. For this reason, we usually recommend leaving at least a 20% safety margin above the actual maximum operating current.

Q:Can two power sources with different voltage levels share the same ATS?

A:This is strongly not recommended unless a specially customized controller is used. The ATS controller usually needs to sample the voltage of both power sources at the same time for comparison and decision-making. If the two power sources are not at the same voltage level, the control logic may become completely disordered.

In standard engineering practice, the proper solution is to first unify the voltage reference through a transformer and then perform the transfer.

自動切換スイッチ（ATS）とは何か、そして適切なものを選ぶには？