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全球環(huán)保升級與能源轉(zhuǎn)型進程加速，驅(qū)動電力設備綠色轉(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)末端的開關設備，單一的斷路器方案難以滿足各類用戶的不同使用場景的需求，也會增加客戶的投資支出。不斷完善環(huán)網(wǎng)柜各類應用功能單元，對于環(huán)保型環(huán)網(wǎng)柜在各類用戶中推廣具有重要意義。

ABB壓氣式負荷開關的創(chuàng)新突圍

在電力設備領域，SF6（六氟化硫）氣體憑借優(yōu)異的絕緣與滅弧性能長期占據(jù)主導地位，但其溫室效應潛能值高達CO₂的24,300倍1，已成為全球減碳進程中的重大挑戰(zhàn)。負荷開關方案在環(huán)網(wǎng)柜的使用中廣泛應用，成熟的SF6開斷的負荷開關以SF6為絕緣和開斷介質(zhì)，技術成熟，成本經(jīng)濟。

面對"環(huán)保性、經(jīng)濟性、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)保氣體負荷開關環(huán)網(wǎng)單元，填補了中壓環(huán)網(wǎng)設備領域經(jīng)濟型環(huán)保解決方案的空白，為電網(wǎng)綠色升級提供兼具技術可行性與經(jīng)濟性的創(chuàng)新路徑。

ABB的壓氣式負荷開關采用創(chuàng)新的壓氣式滅弧結(jié)構(gòu)，延續(xù)了經(jīng)過二十多年市場驗證的彈簧操縱機構(gòu)，確保設備穩(wěn)定可靠。其傳動鏈強度符合新標準GB1985-2023，且采用高可靠性的電場設計，保證了其機械和電氣性能。該產(chǎn)品能夠與滿足國網(wǎng)標準化規(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用場景和使用標準。此外，設備還具備靈活的擴展方式，可進行頂部或側(cè)部擴展，并兼容ABB環(huán)網(wǎng)柜Safe Digital數(shù)字化解決方案，進一步提升了智能化水平。

三大核心技術突破：ABB壓氣式環(huán)保氣體負荷開關的環(huán)保高效之道

1. 壓氣式滅弧技術

ABB的壓氣式負荷開關的滅弧裝置由動、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，開斷負荷電流。在壓氣式開關合閘時，電弧預擊穿發(fā)生在弧觸頭。在分閘時，電弧同樣引燃于弧觸頭，整個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，延長了設備的維護周期，提高了設備的使用壽命和穩(wěn)定性，而且相對于采用真空泡串聯(lián)或并聯(lián)的開斷技術，壓氣式滅弧技術觸頭結(jié)構(gòu)更簡單，更加穩(wěn)定可靠。

壓氣式開關的開斷過程：

1)主觸頭完全閉合。

2)動觸頭向下動作并壓縮氣體。

3)動觸頭先分離，弧觸頭后分離并產(chǎn)生電弧，同時帶動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，動觸頭與弧觸頭均分開。

壓氣式技術已經(jīng)在高壓斷路器中廣泛應用， ABB創(chuàng)新地將壓氣式滅弧系統(tǒng)應用于12kV負荷開關單元，攻克干燥空氣介質(zhì)性能瓶頸，填補了該領域的行業(yè)空白。

2. 壓氣式開關的“駐點”設計，安全斷電的“精準剎車點”

ABB壓氣式負荷開關的"駐點"原理通過精準控制氣流與機械動作的協(xié)同作用實現(xiàn)高效滅弧。其核心在于利用氣體動力學特性形成局部高壓區(qū)，具體過程如下：

當開關分閘時，動觸頭帶動活塞壓縮滅弧室內(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，動能瞬間轉(zhuǎn)化為壓力能，形成氣體流速為零的"駐點"。此時產(chǎn)生的局部高壓具有雙重作用：一方面通過"熱收縮效應"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)絕緣強度，有效抑制電弧重燃。

該設計通過機械運動與氣流動力學的精準配合，在觸頭分離過程中創(chuàng)造更佳滅弧條件。如同精準的"氣動剎車"，既避免因動作過快導致氣流能量不足，又防止動作過慢引發(fā)電弧持續(xù)灼燒。這種動態(tài)平衡確保了電弧能被熄滅，提升開關的分斷能力。

3.環(huán)保且經(jīng)濟的雙優(yōu)之選

ABB的壓氣式負荷開關采用干燥空氣替代SF6，具有極低的泄漏率（≤0.01%），有效減少對環(huán)境的影響。該開關以干燥空氣作為絕緣介質(zhì)，干燥空氣由19.5~23.5%的氧氣及剩余的氮氣組成，確保在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)不會對環(huán)境造成任何危害。在保證設備性能的同時，壓氣式負荷開關采用了更簡單高效的結(jié)構(gòu)和設計，具有更高性價比。

解決行業(yè)痛點，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，推出適配新能源電站、智能電網(wǎng)、工業(yè)園區(qū)等多種應用場景的環(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)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。ABB致力于以創(chuàng)新科技推動全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化轉(zhuǎn)型，為構(gòu)建綠色未來貢獻力量。

參考文獻：

1.GREENHOUSE GAS PROTOCOL-IPCC Global Warming Potential Values