加速电力设备绿色转型：ABB推出压气式环保气体负荷开关环网单元

全球环保升级与能源转型进程加速，驱动电力设备绿色转型。在电网用户以及各制造商共同努力下，环网柜断路器功能单元的环保方案已在电网中大规模使用。然而环网柜作为配网末端的开关设备，单一的断路器方案难以满足各类用户的不同使用场景的需求，也会增加客户的投资支出。不断完善环网柜各类应用功能单元，对于环保型环网柜在各类用户中推广具有重要意义。

ABB压气式负荷开关的创新突围

在电力设备领域，SF6（六氟化硫）气体凭借优异的绝缘与灭弧性能长期占据主导地位，但其温室效应潜能值高达CO₂的24,300倍1，已成为全球减碳进程中的重大挑战。负荷开关方案在环网柜的使用中广泛应用，成熟的SF6开断的负荷开关以SF6为绝缘和开断介质，技术成熟，成本经济。

面对"环保性、经济性、高性能"难以兼得的行业困局，ABB创新推出的12kV Safe Air 压气式环保气体负荷开关环网单元，填补了中压环网设备领域经济型环保解决方案的空白，为电网绿色升级提供兼具技术可行性与经济性的创新路径。

ABB的压气式负荷开关采用创新的压气式灭弧结构，延续了经过二十多年市场验证的弹簧操纵机构，确保设备稳定可靠。其传动链强度符合新标准GB1985-2023，且采用高可靠性的电场设计，保证了其机械和电气性能。该产品能够与满足国网标准化规范的断路器柜灵活组柜，并支持灵活的共箱方案，使其能够满足多种应用场景和使用标准。此外，设备还具备灵活的扩展方式，可进行顶部或侧部扩展，并兼容ABB环网柜Safe Digital数字化解决方案，进一步提升了智能化水平。

三大核心技术突破：ABB压气式环保气体负荷开关的环保高效之道

1. 压气式灭弧技术

ABB的压气式负荷开关的灭弧装置由动、静主触头、弧触头和活塞组成，其工作原理是利用活塞压缩气体产生的超压来 “吹灭”电弧，开断负荷电流。在压气式开关合闸时，电弧预击穿发生在弧触头。在分闸时，电弧同样引燃于弧触头，整个合分闸过程的电弧作用都集中在弧触头上，降低了主触头的损耗，延长了设备的维护周期，提高了设备的使用寿命和稳定性，而且相对于采用真空泡串联或并联的开断技术，压气式灭弧技术触头结构更简单，更加稳定可靠。

压气式开关的开断过程：

1)主触头完全闭合。

2)动触头向下动作并压缩气体。

3)动触头先分离，弧触头后分离并产生电弧，同时带动压缩气体流向电弧区域。

4)气体流向电弧区域，并从电弧区域向上向下双向流出，快速熄灭电弧。

5)电弧被切断，动触头与弧触头均分开。

压气式技术已经在高压断路器中广泛应用， ABB创新地将压气式灭弧系统应用于12kV负荷开关单元，攻克干燥空气介质性能瓶颈，填补了该领域的行业空白。

2. 压气式开关的“驻点”设计，安全断电的“精准刹车点”

ABB压气式负荷开关的"驻点"原理通过精准控制气流与机械动作的协同作用实现高效灭弧。其核心在于利用气体动力学特性形成局部高压区，具体过程如下：

当开关分闸时，动触头带动活塞压缩灭弧室内的绝缘气体，产生高速气流吹向电弧。在触头分离过程中，随着动触头位移引发的气流通道截面积突变，高速气流速度骤降为零，动能瞬间转化为压力能，形成气体流速为零的"驻点"。此时产生的局部高压具有双重作用：一方面通过"热收缩效应"压缩电弧直径，增大电弧电阻；另一方面高压气体密度增加显著提升介质绝缘强度，有效抑制电弧重燃。

该设计通过机械运动与气流动力学的精准配合，在触头分离过程中创造更佳灭弧条件。如同精准的"气动刹车"，既避免因动作过快导致气流能量不足，又防止动作过慢引发电弧持续灼烧。这种动态平衡确保了电弧能被熄灭，提升开关的分断能力。

3.环保且经济的双优之选

ABB的压气式负荷开关采用干燥空气替代SF6，具有极低的泄漏率（≤0.01%），有效减少对环境的影响。该开关以干燥空气作为绝缘介质，干燥空气由19.5~23.5%的氧气及剩余的氮气组成，确保在整个产品生命周期内不会对环境造成任何危害。在保证设备性能的同时，压气式负荷开关采用了更简单高效的结构和设计，具有更高性价比。

解决行业痛点，助力绿色电力

在全球加速绿色转型的背景下，ABB将持续创新环保电力技术，推出适配新能源电站、智能电网、工业园区等多种应用场景的环保产品。未来，我们将提供更高效的绿色解决方案，助力电力行业实现可持续发展目标。ABB致力于以创新科技推动全球能源结构向清洁化转型，为构建绿色未来贡献力量。

参考文献：

1.GREENHOUSE GAS PROTOCOL-IPCC Global Warming Potential Values