全球環(huán)保升級(jí)與能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程加速，驅(qū)動(dòng)電力設(shè)備綠色轉(zhuǎn)型。在電網(wǎng)用戶以及各制造商共同努力下，環(huán)網(wǎng)柜斷路器功能單元的環(huán)保方案已在電網(wǎng)中大規(guī)模使用。然而環(huán)網(wǎng)柜作為配網(wǎng)末端的開關(guān)設(shè)備，單一的斷路器方案難以滿足各類用戶的不同使用場(chǎng)景的需求，也會(huì)增加客戶的投資支出。不斷完善環(huán)網(wǎng)柜各類應(yīng)用功能單元，對(duì)于環(huán)保型環(huán)網(wǎng)柜在各類用戶中推廣具有重要意義。
ABB壓氣式負(fù)荷開關(guān)的創(chuàng)新突圍
在電力設(shè)備領(lǐng)域，SF6(六氟化硫)氣體憑借優(yōu)異的絕緣與滅弧性能長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位，但其溫室效應(yīng)潛能值高達(dá)CO?的24,300倍1，已成為全球減碳進(jìn)程中的重大挑戰(zhàn)。負(fù)荷開關(guān)方案在環(huán)網(wǎng)柜的使用中廣泛應(yīng)用，成熟的SF6開斷的負(fù)荷開關(guān)以SF6為絕緣和開斷介質(zhì)，技術(shù)成熟，成本經(jīng)濟(jì)。
面對(duì)"環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、高性能"難以兼得的行業(yè)困局，ABB創(chuàng)新推出的12kV Safe Air 壓氣式環(huán)保氣體負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)單元，填補(bǔ)了中壓環(huán)網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)型環(huán)保解決方案的空白，為電網(wǎng)綠色升級(jí)提供兼具技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性的創(chuàng)新路徑。
ABB的壓氣式負(fù)荷開關(guān)采用創(chuàng)新的壓氣式滅弧結(jié)構(gòu)，延續(xù)了經(jīng)過二十多年市場(chǎng)驗(yàn)證的彈簧操縱機(jī)構(gòu)，確保設(shè)備穩(wěn)定可靠。其傳動(dòng)鏈強(qiáng)度符合新標(biāo)準(zhǔn)GB1985-2023，且采用高可靠性的電場(chǎng)設(shè)計(jì)，保證了其機(jī)械和電氣性能。該產(chǎn)品能夠與滿足國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的斷路器柜靈活組柜，并支持靈活的共箱方案，使其能夠滿足多種應(yīng)用場(chǎng)景和使用標(biāo)準(zhǔn)。此外，設(shè)備還具備靈活的擴(kuò)展方式，可進(jìn)行頂部或側(cè)部擴(kuò)展，并兼容ABB環(huán)網(wǎng)柜Safe Digital數(shù)字化解決方案，進(jìn)一步提升了智能化水平。
三大核心技術(shù)突破：ABB壓氣式環(huán)保氣體負(fù)荷開關(guān)的環(huán)保高效之道
1. 壓氣式滅弧技術(shù)
ABB的壓氣式負(fù)荷開關(guān)的滅弧裝置由動(dòng)、靜主觸頭、弧觸頭和活塞組成，其工作原理是利用活塞壓縮氣體產(chǎn)生的超壓來 “吹滅”電弧，開斷負(fù)荷電流。在壓氣式開關(guān)合閘時(shí)，電弧預(yù)擊穿發(fā)生在弧觸頭。在分閘時(shí)，電弧同樣引燃于弧觸頭，整個(gè)合分閘過程的電弧作用都集中在弧觸頭上，降低了主觸頭的損耗，延長(zhǎng)了設(shè)備的維護(hù)周期，提高了設(shè)備的使用壽命和穩(wěn)定性，而且相對(duì)于采用真空泡串聯(lián)或并聯(lián)的開斷技術(shù)，壓氣式滅弧技術(shù)觸頭結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，更加穩(wěn)定可靠。
壓氣式開關(guān)的開斷過程：
1) 主觸頭完全閉合。
2) 動(dòng)觸頭向下動(dòng)作并壓縮氣體。
3) 動(dòng)觸頭先分離，弧觸頭后分離并產(chǎn)生電弧，同時(shí)帶動(dòng)壓縮氣體流向電弧區(qū)域。
4) 氣體流向電弧區(qū)域，并從電弧區(qū)域向上向下雙向流出，快速熄滅電弧。
5) 電弧被切斷，動(dòng)觸頭與弧觸頭均分開。
壓氣式技術(shù)已經(jīng)在高壓斷路器中廣泛應(yīng)用， ABB創(chuàng)新地將壓氣式滅弧系統(tǒng)應(yīng)用于12kV負(fù)荷開關(guān)單元，攻克干燥空氣介質(zhì)性能瓶頸，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的行業(yè)空白。
2. 壓氣式開關(guān)的“駐點(diǎn)”設(shè)計(jì)，安全斷電的“精準(zhǔn)剎車點(diǎn)”
ABB壓氣式負(fù)荷開關(guān)的"駐點(diǎn)"原理通過精準(zhǔn)控制氣流與機(jī)械動(dòng)作的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)高效滅弧。其核心在于利用氣體動(dòng)力學(xué)特性形成局部高壓區(qū)，具體過程如下：
當(dāng)開關(guān)分閘時(shí)，動(dòng)觸頭帶動(dòng)活塞壓縮滅弧室內(nèi)的絕緣氣體，產(chǎn)生高速氣流吹向電弧。在觸頭分離過程中，隨著動(dòng)觸頭位移引發(fā)的氣流通道截面積突變，高速氣流速度驟降為零，動(dòng)能瞬間轉(zhuǎn)化為壓力能，形成氣體流速為零的"駐點(diǎn)"。此時(shí)產(chǎn)生的局部高壓具有雙重作用：一方面通過"熱收縮效應(yīng)"壓縮電弧直徑，增大電弧電阻;另一方面高壓氣體密度增加顯著提升介質(zhì)絕緣強(qiáng)度，有效抑制電弧重燃。
該設(shè)計(jì)通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)與氣流動(dòng)力學(xué)的精準(zhǔn)配合，在觸頭分離過程中創(chuàng)造更佳滅弧條件。如同精準(zhǔn)的"氣動(dòng)剎車"，既避免因動(dòng)作過快導(dǎo)致氣流能量不足，又防止動(dòng)作過慢引發(fā)電弧持續(xù)灼燒。這種動(dòng)態(tài)平衡確保了電弧能被熄滅，提升開關(guān)的分?jǐn)嗄芰Α?/p>
3.環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的雙優(yōu)之選
ABB的壓氣式負(fù)荷開關(guān)采用干燥空氣替代SF6，具有極低的泄漏率(≤0.01%)，有效減少對(duì)環(huán)境的影響。該開關(guān)以干燥空氣作為絕緣介質(zhì)，干燥空氣由19.5~23.5%的氧氣及剩余的氮?dú)饨M成，確保在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何危害。在保證設(shè)備性能的同時(shí)，壓氣式負(fù)荷開關(guān)采用了更簡(jiǎn)單高效的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，具有更高性價(jià)比。
解決行業(yè)痛點(diǎn)，助力綠色電力
在全球加速綠色轉(zhuǎn)型的背景下，ABB將持續(xù)創(chuàng)新環(huán)保電力技術(shù)，推出適配新能源電站、智能電網(wǎng)、工業(yè)園區(qū)等多種應(yīng)用場(chǎng)景的環(huán)保產(chǎn)品。未來，我們將提供更高效的綠色解決方案，助力電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。ABB致力于以創(chuàng)新科技推動(dòng)全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化轉(zhuǎn)型，為構(gòu)建綠色未來貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)：1. GREENHOUSE GAS PROTOCOL-IPCC Global Warming Potential Values
（來源：ABB）
