2025-07-21
2025-07-21

自動転換スイッチ（ATS）と静的転換スイッチ（STS）

簡単な答え: 自動切替スイッチ（ATS）は、機械式コンタクタを用いて、短時間（50～100ms）の中断で電源間の電力を切り替えます。一方、静的切替スイッチ（STS）は、ソリッドステートエレクトロニクスを用いて、中断なく瞬時（4ms未満）に電力を切り替えます。コスト効率の高い一般的なバックアップ電源にはATSを、ダウンタイムゼロが求められるミッションクリティカルなアプリケーションにはSTSをお選びください。

ATSスイッチとSTSスイッチの違いを理解することは、施設に最適な電力伝送ソリューションを選択する上で非常に重要です。この包括的なガイドでは、予算と運用要件を満たしながら信頼性の高い電力供給を確保するための情報に基づいた決定を下すために必要なすべての情報を網羅しています。

自動転換スイッチ (ATS) とは何ですか?

ヴィオックスATS

自動切替スイッチ（ATS）は、主電源に障害が発生した際に、主電源からバックアップ電源へ電気負荷を自動的に切り替える電気機械装置です。ATSは、機械式コンタクタとリレーを用いて、ある電源から別の電源へ物理的に切り離し、接続します。

ATS の主な特徴:

機械式スイッチング部品を使用（接触器, リレー)
転送時間: 通常50～100ミリ秒
転送中に短時間の停電
STSに比べて初期コストが低い
ほとんどの一般的なバックアップ電源アプリケーションに適しています

静的転送スイッチ (STS) とは何ですか?

スタティックトランスファースイッチは、次のような電子部品を使用して電源間で電気負荷を転送するソリッドステートデバイスです。シリコン制御整流器 STSは、機械的な動作や電源の中断なしにシームレスな電力伝送を実現します。

STS の主な特徴:

ソリッドステート電子部品（SCR、サイリスタ)
転送時間: 4ミリ秒未満 (通常1～2ミリ秒)
転送中に電源が切れることはありません
初期費用は高いがメンテナンス費用は低い
停電を許容できない重要な負荷に必要

ATS vs STS：完全比較表

特徴	自動転換スイッチ（ATS）	静的転送スイッチ（STS）
転送時間	50～100ミリ秒	1～4ミリ秒
停電	短時間の中断（make-before-break）	中断なし（シームレス）
テクノロジー	電気機械式コンタクタ	固体電子機器（SCR）
初期費用	$2,000～$15,000（標準範囲）	$15,000-$100,000+
メンテナンス	高い（機械摩耗）	下部（可動部品なし）
信頼性	高（実証済みの技術）	非常に高い（機械的な摩耗なし）
効率性	98-99%	96-98%（電子損失のため）
騒音レベル	中程度（機械操作）	サイレント（電子操作）
負荷の互換性	ほとんどの電気負荷	敏感な電子機器
寿命	20～25年（メンテナンス込み）	25～30年
出力定格	30A～4000A以上	30A～3000A
電圧オプション	120V～4160V	120V～480V（通常）

ATSとSTSの主な違い

1. 転送速度と電力の継続性

ATS 転送プロセス:

主電源の電力損失を検出
事前に設定された時間遅延（通常 5 ～ 10 秒）を待機します。
一次電源から機械的に切断
バックアップソースに接続
総転送時間: 50～100msのスイッチング+遅延時間

STS 転送プロセス:

両方の電源を継続的に監視
電力品質の問題を即座に検出
バックアップソースに電子的に切り替えます
接続された負荷への電力中断ゼロ

2. アプリケーションの適合性

ATS の理想的な用途:

一般的な建物のバックアップ電源
HVACシステム
照明回路
重要でない機器
住宅および商業用バックアップ電源
短時間の電源中断を許容するアプリケーション

STS の理想的な用途:

データセンターとサーバールーム
医療機器および生命維持システム
製造プロセス制御システム
通信インフラ
UPSシステムと重要な電源アプリケーション
敏感な電子機器

3. コストの考慮

ATSコスト分析:

初期購入価格が低い
標準的なインストール要件
時間の経過とともにメンテナンスコストが上昇する
交換部品はすぐに入手可能
総所有コスト: 重要でないアプリケーションでは低い

STSコスト分析:

初期投資額が高い（ATSコストの3～5倍）
特殊な設置が必要な場合があります
より低いメンテナンス要件
重要なアプリケーションにおいて、寿命全体にわたって高い効率を実現
総所有コスト: ミッションクリティカルなシステムに最適

技術仕様と規格

ATS技術基準

ネマ標準： NEMA ICS 10（転送スイッチ用）
UL 標準： UL 1008（転送スイッチ機器用）
IEEE 規格: IEEE 446 緊急時および待機電源用
NEC 要件: 第700条、第701条、第702条（緊急時、法的義務、任意の待機）

STS技術基準

IEEE 規格: 重要な電力システム向けIEEE 446
UL規格: UL 1008（該当する場合）
IEC規格: IEC 62310 静的移送システム用
NEMA規格: NEMA ICS ソリッドステート制御ガイドライン

インストールと構成のガイドライン

ATS インストール要件

ステップ1：サイトの準備

十分なクリアランスがあることを確認してください（前面は最低36インチ、側面は30インチ）
熱を放散させるために適切な換気を確保する
基礎が機械的なスイッチング力に耐えられることを確認する
適切な環境保護（NEMA 1、3R、4 など）をインストールする

ステップ2：電気接続

NEC第430条に基づくモータ負荷用導体のサイズ
上流に適切な過電流保護を設置する
NEC第250条に従って接地とボンディングを確認する
発電機の始動/停止用の制御回路を接続する

ステップ3: プログラミングとテスト

開始時の遅延時間を設定する（通常5～15秒）
電圧と周波数の監視パラメータを設定する
負荷をかけた状態での転送および再転送操作のテスト
メンテナンスのためのバイパス操作の確認

⚠️安全警告: ATSの設置はすべて、資格のある電気技師が行い、地域の電気工事規定に従って検査を受ける必要があります。不適切な設置は、電気的な危険や機器の損傷につながる可能性があります。

STS インストール要件

ステップ1：環境に関する考慮事項

管理された環境を維持する（最適温度は68～77°F）
制御回路へのクリーンな電源供給を確保する
電子部品の適切な冷却を確認する
上流にサージ保護装置を設置する

ステップ2: システム統合

監視および通信プロトコルを構成する
メンテナンスのためのバイパスメカニズムを設定する
自動および手動転送パラメータをプログラムする
必要に応じて高調波フィルタリングをインストールする

ステップ3：試運転とテスト

SCRの適切な動作とタイミングを確認する
さまざまな負荷条件下でのテスト転送
監視および警報機能を確認する
すべての設定と構成を文書化する

⚠️安全警告: STSシステムにはパワーエレクトロニクスの専門知識が必要です。設置および試運転は、ソリッドステートスイッチング技術に精通した認定技術者のみが行う必要があります。

選択基準：ATSとSTSのどちらを選ぶか

ATSを選択する場合

主な要因:

予算の制約により初期コストは低くなる
負荷は短時間の停電に耐えられる
標準的なバックアップ電源アプリケーション
実証済みの信頼性要件
機械システムに精通した保守スタッフ

主な用途:

オフィスビルと小売スペース
住宅用バックアップ電源システム
HVACおよび照明回路
非クリティカルな製造設備
非常照明システム

STSを選択する場合

主な要因:

ダウンタイムゼロ要件
敏感な電子機器
高可用性アプリケーション（99.99%以上の稼働時間）
データセンターまたは通信環境
プロセス制御システム

主な用途:

サーバールームとデータセンター
生命維持に不可欠な機器を備えた医療施設
金融取引フロア
製造工程管理
通信中央局

ATS vs STS 選択の意思決定マトリックス

必要条件	ポイント	ATSスコア	STSスコア
コスト感度（高=3、中=2、低=1）	× 2 =	6	2
ダウンタイム許容度（なし=1、簡潔=3、詳細=5）	× 3 =	9	3
負荷の重要度（高=1、中=3、低=5）	× 3 =	15	3
メンテナンス能力（高=3、中=2、低=1）	× 1 =	3	1
環境制御（悪い＝1、良い＝3、非常に良い＝5）	× 2 =	6	10
合計スコア		39	19

*スコアが低いほど適合度が高いことを示します。ご自身の優先順位に応じて重み付けをカスタマイズしてください。*

最適なパフォーマンスのための専門家のヒント

💡 ATS最適化のヒント

定期的な運動テスト： 機械部品が良好な動作状態を維持することを確認するために、負荷をかけた状態で毎月転送テストを実行します。
接触検査： スイッチング性能に影響を与える可能性のある摩耗、穴あき、または炭素の蓄積がないか、接触器の表面を毎年検査します。
時間遅延設定: 短時間の電力供給障害（通常 5 ～ 10 秒）の際に不要な切り替えが発生しないように、適切な遅延を設定します。
負荷バンクテスト: 適切な動作を検証し、潜在的な問題を特定するために、設計負荷をかけて毎年テストを実施します。

💡 STS 最適化のヒント

電力品質監視: 両方のソースの電圧、周波数、高調波歪みを継続的に監視し、転送しきい値を最適化します。
熱管理： SCRの寿命を延ばし、熱による故障を防ぐために適切な冷却を維持する
バイパスメンテナンス: メンテナンス期間中の可用性を確保するために、手動バイパス操作を定期的にテストします。
調和解析: 高調波成分を監視し、THDが5%を超える場合はフィルタリングをインストールして敏感な負荷を保護します。

よくある問題とトラブルシューティング

ATS トラブルシューティングガイド

問題： 転送スイッチが作動しない

チェック： 制御電源とヒューズ
確認する： 適切な検知電圧接続
検査: 固着や摩耗を防ぐための機械的連結
解決策 摩耗した部品を交換したり、機構を調整したりする

問題： 嵐の間の不要な切り替え

チェック： 時間遅延設定（敏感すぎる場合は増加）
確認する： 電圧と周波数のピックアップ/ドロップアウト設定
検査: 障害時の電力供給品質
解決策 感度を調整するか、パワーコンディショナーを設置する

STS トラブルシューティングガイド

問題： 不正送金または不安定

チェック： 電源同期
確認する： 制御回路のノイズ耐性
検査: 接地とシールドの完全性
解決策 フィルタリングを改善するか、転送パラメータを調整する

問題： 高調波歪み

チェック： 負荷特性と力率
確認する： SCRの点火角度とタイミング
検査: 高調波フィルタリングの有効性
解決策 追加のフィルタリングをインストールするか、STSの容量をアップグレードする

安全性とコードコンプライアンス

米国電気工事規程（NEC）の要件

第700条 – 緊急システム:

緊急時用搬送機器をリストアップする必要がある
10秒以内に自動操作が必要
緊急回路には独立した配線が必要
定期的なテストとメンテナンスの文書化が必要

第701条 – 法的に義務付けられた待機：

最大60秒以内に転送
自動切替スイッチ操作が必要
負荷制限措置が必要になるかもしれない
燃料供給の監視と警報が必要

第702条 – 任意待機：

転送時間の要件は特にありません
手動または自動操作が許可されている
標準的な配線方法が許容される
それほど厳しくないテスト要件

専門家による設置要件

⚠️ 重要な安全上の考慮事項:

すべての設置は地域の電気規則に準拠する必要があります
資格のある電気工事業者が設置作業を行う必要があります
適切な接地と接続は安全のために不可欠です
定期的なテストとメンテナンスはコードによって義務付けられている
検査のために文書を保管する必要がある

よくある質問

ATS と STS の主な違いは何ですか?

主な違いは転送速度と方法です。ATS は 50 ～ 100 ミリ秒の転送時間と短時間の電源中断を伴う機械式コンタクタを使用しますが、STS は 4 ミリ秒未満の転送時間と電源中断のないソリッドステートエレクトロニクスを使用します。

ATS をデータセンターアプリケーションに使用できますか?

ATSは可能ですが、転送中に電源が途切れる可能性があるため、重要なデータセンターの負荷には推奨されません。STSは、電源の途切れを許容できないサーバーや重要なIT機器に適しています。

ATS と STS のコストはそれぞれどれくらいですか?

ATS のコストは通常、サイズと機能に応じて $2,000 ～ $15,000 ですが、STS は高度な電子機器とゼロ転送時間機能により $15,000 ～ $100,000 以上のコストがかかります。

それぞれのタイプにはどのようなメンテナンスが必要ですか?

ATSは、接触検査、潤滑、運動試験など、定期的な機械メンテナンスが必要です。STSは可動部品がないため、清掃と電子部品の検査など、メンテナンスは最小限で済みます。

ATS と STS のどちらがより信頼性が高いでしょうか?

どちらも適切なメンテナンスを行えば高い信頼性が得られます。ATSは数十年にわたる実績のある機械的信頼性を誇り、STSは可動部品がないため、電力品質の問題への対応が迅速で、より高い運用信頼性を実現します。

どちらかのタイプを自分でインストールできますか?

いいえ。ATSとSTSの設置には、安全要件と規制遵守のため、資格を有する電気工事士が必要です。STSの場合は、さらにパワーエレクトロニクスの専門知識も必要です。

アプリケーションに合わせて ATS または STS のサイズを決定するにはどうすればよいですか?

サイズは、全負荷電流、電圧要件、および将来の拡張ニーズに基づいて決定されます。安全のため、20～25%の容量マージンを追加してください。重要なアプリケーションや複雑な負荷計算については、電気技術者にご相談ください。

転送スイッチに障害が発生するとどうなりますか?

ATSとSTSはどちらも、メンテナンスや緊急事態に備えて手動バイパス機能を備えている必要があります。適切なシステム設計には、重要なアプリケーションの冗長化と、障害発生を防ぐための定期的なテストが含まれます。