В волне "дефторизации" в электрооборудовании замена гексафторида серы (SF₆) сухим воздухом или азотом (N₂) не является простой "газовой заменой", а огромной игрой физических свойств.
Основное различие заключается в способности к гашению дуги. SF₆ обладает чрезвычайно сильной электроотрицательностью и может эффективно захватывать электроны; его способность к гашению дуги примерно в 100 раз выше, чем у воздуха. В отличие от этого, сухой воздух и азот имеют стабильные молекулярные структуры и практически не обладают эффективной способностью к гашению дуги. Если бы использовались традиционные конструкции выключателей, дуга не погасла бы, что привело бы к перегоранию оборудования или даже взрыву.
Столкнувшись с этим физическим разрывом, отрасль исследовала набор эффективных решений через реконструкцию технических маршрутов.
1. Основное противоречие: от "активного подавления" к "пассивному выдерживанию"
В выключателях на SF₆ газ выполняет две функции: он служит как изоляционной средой, так и средством гашения дуги. Когда контакты размыкаются и возникает дуга, поток газа SF₆ принуждает дугу погаснуть.
Однако сухой воздух и азот сталкиваются с физическими ограничениями:
Проще говоря, SF₆ активно "душит" дугу, тогда как сухой воздух/азот может только пассивно "выдерживать" ее. Поэтому стратегия должна измениться: пусть газ будет ответственен только за изоляцию, а другие средства будут заниматься гашением дуги.
2. Прорыв тупика: три основные инженерные стратегии
Для решения этих проблем主流解决方案采用“混合技术路线”——真空灭弧+气体绝缘，辅以精密结构设计。 **功能解耦：真空灭断器的核心介入** 这是解决干空气/氮气弱灭弧能力的根本方法。既然空气无法有效熄灭电弧，我们在这一领域引入了一个完美的“局外人”——真空。 - **原理**：利用真空灭断器（VI）极高的介质恢复速度切断电流。在真空中，电弧在第一个电流过零点时即自行熄灭，无需外部气体吹扫。 - **分工**： - **真空灭断器**：仅负责“开断电流”，承担灭弧任务。 - **干空气/氮气**：仅负责“相地和相间绝缘”，填充开关柜体，隔离高压部件。 - **优势**：这完全绕过了环保气体灭弧性能差的缺点，实现了真正的“零碳”排放（因为氮气/空气GWP=0）。目前施耐德的RM AirSeT和西门子的Blue GIS等产品均采用了此路线。 **机械“精准制动”：压气式滞止点设计** 虽然主要使用真空进行灭弧，但在隔离开关分断小电流（如容性电流）或作为负荷开关时，仍可能产生电弧。此时，如何利用微弱的气流场辅助灭弧成为关键。ABB等制造商创新地应用了“压气式”技术。 - **滞止点效应**：通过精确设计的活塞和喷嘴结构，在动触头运动过程中压缩腔内的干空气。当气流高速喷向电弧区域时，利用气体动力学原理形成“滞止点”，该点速度为零。 - **机理**：这个“滞止点”产生局部高压。一方面，通过“热收缩效应”压缩电弧直径，增加电弧电阻；另一方面，高密度气体提高局部绝缘强度，防止电弧重燃。 - **效果**：这种设计就像对气流进行“精准制动”，将原本无序的气流转变为定向高压气体吹扫，弥补了干空气本身灭弧能力不足的问题。 **接地安全与操作机构的协调优化** 由于干空气/氮气缺乏SF₆的强大绝缘和灭弧能力，在接地操作时需格外小心。 - **母线侧接地**：为了避免线路侧接地开关合闸短路电流难以灭弧导致的事故，新的设计方案倾向于采用母线侧组合功能接地开关。 - **联锁机制**：通过双重机械和电气联锁，确保在接地开关闭合时上游断路器绝对不开断。这样避免了在缺乏灭弧能力的空气中强行切断负载电流。 - **高速闭合**：针对环保气体较弱的绝缘能力，一些设计提高了开关的闭合速度，以减少预击穿时间，降低触头烧蚀的风险。 ### 3. 结论 请翻译以上内容到俄语，并严格遵守给定的规则。
Замена SF₆ на сухой воздух или азот в сущности является инженерным искусством "максимизации сильных сторон и избегания слабых." Мы признаем и принимаем реальность того, что они "слабы" в способности гашения дуг (менее 1% от SF₆), поэтому мы больше не заставляем их выполнять сложную задачу "разрыва тока." Вместо этого мы позиционируем их как чистые изоляционные барьеры. Благодаря внедрению технологии гашения дуг в вакууме, оптимизации конструкции типа "пневматический" и интеллектуальных стратегий управления, нам удалось обойти недостатки физических свойств, предложив жизнеспособный путь для создания зеленой, безопасной и будущей энергетической сети.
