加速電力設備綠色轉型：ABB推出壓氣式環保氣體負荷開關環網單元
http://www.sharifulalam.com 2025-04-24 10:39 來源：ABB
全球環保升級與能源轉型進程加速，驅動電力設備綠色轉型。在電網用戶以及各制造商共同努力下，環網柜斷路器功能單元的環保方案已在電網中大規模使用。然而環網柜作為配網末端的開關設備，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。不斷完善環網柜各類應用功能單元，對于環保型環網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新突圍
在電力設備領域，SF6（六氟化硫）氣體憑借優異的絕緣與滅弧性能長期占據主導地位，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。負荷開關方案在環網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，技術成熟，成本經濟。
面對"環保性、經濟性、高性能"難以兼得的行業困局，ABB創新推出的12kV Safe Air 壓氣式環保氣體負荷開關環網單元，填補了中壓環網設備領域經濟型環保解決方案的空白，為電網綠色升級提供兼具技術可行性與經濟性的創新路徑。
ABB的壓氣式負荷開關采用創新的壓氣式滅弧結構，延續了經過二十多年市場驗證的彈簧操縱機構，確保設備穩定可靠。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。該產品能夠與滿足國網標準化規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，可進行頂部或側部擴展，并兼容ABB環網柜Safe Digital數字化解決方案，進一步提升了智能化水平。
三大核心技術突破：ABB壓氣式環保氣體負荷開關的環保高效之道
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定性，而且相對于采用真空泡串聯或并聯的開斷技術，壓氣式滅弧技術觸頭結構更簡單，更加穩定可靠。
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，弧觸頭后分離并產生電弧，同時帶動壓縮氣體流向電弧區域。
4)氣體流向電弧區域，并從電弧區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。
壓氣式技術已經在高壓斷路器中廣泛應用， ABB創新地將壓氣式滅弧系統應用于12kV負荷開關單元，攻克干燥空氣介質性能瓶頸，填補了該領域的行業空白。
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同作用實現高效滅弧。其核心在于利用氣體動力學特性形成局部高壓區，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的絕緣氣體，產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，動能瞬間轉化為壓力能，形成氣體流速為零的"駐點"。此時產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電弧持續灼燒。這種動態平衡確保了電弧能被熄滅，提升開關的分斷能力。
3.環保且經濟的雙優之選
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%），有效減少對環境的影響。該開關以干燥空氣作為絕緣介質，干燥空氣由19.5~23.5%的氧氣及剩余的氮氣組成，確保在整個產品生命周期內不會對環境造成任何危害。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構和設計，具有更高性價比。
解決行業痛點，助力綠色電力
在全球加速綠色轉型的背景下，ABB將持續創新環保電力技術，推出適配新能源電站、智能電網、工業園區等多種應用場景的環保產品。未來，我們將提供更高效的綠色解決方案，助力電力行業實現可持續發展目標。ABB致力于以創新科技推動全球能源結構向清潔化轉型，為構建綠色未來貢獻力量。
參考文獻：
1.GREENHOUSE GAS PROTOCOL-IPCC Global Warming Potential Values
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