在第四屆(2025)石油石化工業(yè)展覽會暨易派客工業(yè)品展覽會上，施耐德電氣發(fā)布了《提升系統(tǒng)性能與效率的低壓開關(guān)柜設(shè)計最佳實踐》白皮書。該白皮書以化工油氣行業(yè)為切入點，通過深入的行業(yè)趨勢分析、數(shù)據(jù)支撐與實踐案例，系統(tǒng)闡述了低壓電氣設(shè)備在電壓等級選擇、保護系統(tǒng)優(yōu)化與數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大方面的創(chuàng)新路徑，并展示了其在減小設(shè)備尺寸、降低成本和減少碳足跡方面高達10%的顯著成效，為流程工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了切實可行的解決方案，更進一步彰顯了施耐德電氣在電氣化、數(shù)字化創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的領(lǐng)導力，也為行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了值得借鑒的“答案”。
690V技術(shù)路線：以選擇更合適的低壓電壓等級邁向高效節(jié)能
在傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)中，400V電壓等級被廣泛使用，但其在長距離輸電、設(shè)備體積與能效方面存在一定局限。白皮書指出，將電壓等級提升至690V，可帶來多方面的顯著優(yōu)勢。
首先，690V系統(tǒng)在建設(shè)階段能夠顯著節(jié)省電纜、變壓器等設(shè)備的投資成本，同時減少配電柜的尺寸與重量，優(yōu)化空間布局。在運營階段，更高的電壓等級意味著更低的電流和更小的線路損耗，從而提升整體能源效率，降低運行成本。
更重要的是，690V系統(tǒng)在環(huán)保方面也具有突出表現(xiàn)。據(jù)測算，采用690V電壓等級后，由能耗優(yōu)化帶來的運營支出也可減少1%，并且實現(xiàn)電纜截面積顯著減小、開關(guān)柜數(shù)量減少及占用空間縮減、連帶變電所占用空間、土建工程、橋架配置等成本降低、相關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)成本減少等多重成果，這對于致力于實現(xiàn)“雙碳”目標的流程工業(yè)企業(yè)而言，具有重要意義。
萬華化學集團股份有限公司首席電氣專家呂隆壯指出：“化工產(chǎn)業(yè)作為國家支柱產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)對供配電系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性及可靠性要求苛刻，690V 低壓供配電系統(tǒng)憑借延長輸送距離、降低電流、節(jié)約投資、提升安全性等優(yōu)勢，在實踐中獲驗證，且適配設(shè)備已成熟，未來有望進一步發(fā)展以創(chuàng)造更好社會經(jīng)濟價值。”
當然，電壓等級的提升也帶來了技術(shù)挑戰(zhàn)。690V系統(tǒng)具有更高的短路能量，因此對斷路器和開關(guān)柜的可靠性提出了更高要求。施耐德電氣通過針對全新的690V技術(shù)路線，提供了經(jīng)過嚴格試驗認證的成套解決方案，確保系統(tǒng)在高效運行的同時兼具安全性與穩(wěn)定性。以塑殼斷路器為例，為了應(yīng)對電壓等級的升高，施耐德電氣NSX HB1/HB2系列690V專用塑殼斷路器對外殼底座材料及分斷單元外殼材料均進行了加強，同時通過增加分斷單元內(nèi)滅弧柵片數(shù)量、增強觸頭銀點等措施，大幅提升分段故障電流能力。此外，施耐德電氣還提供高性能的空氣斷路器和配電柜產(chǎn)品，不僅能夠滿足油氣化工等行業(yè)客戶對于690V系統(tǒng)的嚴苛要求，保障設(shè)備和人員的安全，同時也有助于實現(xiàn)成本優(yōu)化。該類產(chǎn)品目前已在實際應(yīng)用中穩(wěn)定運行超過十年，性能表現(xiàn)可靠。
更快速靈敏保護電器選擇：簡化設(shè)計，提升可靠性
在化工油氣等流程工業(yè)行業(yè)中，電氣保護系統(tǒng)的復雜程度往往超出實際需求，不僅增加了設(shè)計與調(diào)試的難度，也提高了誤操作或故障跳閘的風險。白皮書強調(diào)，伴隨著新一代空氣斷路器技術(shù)的發(fā)展，通過合理定制保護功能，并充分利用斷路器內(nèi)置的控制單元，可以實現(xiàn)更簡潔、更安全、更經(jīng)濟、更緊湊的保護方案。
首先，集成控制單元的空氣斷路器在短路條件下的接通和分斷能力的考核，由制造商負責保證斷路器脫扣特性與斷路器耐受固有的熱應(yīng)力和電動應(yīng)力的能力一致，并且通過第三方型式試驗驗證。其次，它們還具備更快的動作速度、更強的通信能力以及不依賴外部電源，而內(nèi)置方案還能減少接線復雜度，降低安裝與維護成本，提升整體系統(tǒng)的經(jīng)濟性與實施效率。
施耐德電氣推出的新一代空氣斷路器控制單元，不僅集成了過載、短路、接地故障等基本保護功能，還支持多種通信協(xié)議，可實現(xiàn)與上層管理系統(tǒng)的無縫對接，為智能化運維奠定基礎(chǔ)。
數(shù)字化實現(xiàn)更卓越的運維：從被動響應(yīng)到主動管理
當前，數(shù)字化已成為各行各業(yè)的核心議題，流程工業(yè)亦不例外。長期以來，該領(lǐng)域在設(shè)備運維方面主要依賴定期檢修與經(jīng)驗判斷，缺乏對設(shè)備實際狀態(tài)的精準把握。特別是在開關(guān)設(shè)備中，進線與母聯(lián)斷路器的狀態(tài)將直接關(guān)系到整個供電系統(tǒng)的可靠性與連續(xù)性。
白皮書中指出，日益發(fā)展的數(shù)字化技術(shù)正在徹底改變這一現(xiàn)狀。新一代智能斷路器不僅具備基本的監(jiān)測與通信功能，還可通過內(nèi)置傳感器與算法，實時采集負載曲線、動作次數(shù)、觸點磨損、線圈狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)，并基于這些數(shù)據(jù)評估設(shè)備的真實老化程度與剩余壽命。這一轉(zhuǎn)變實現(xiàn)了從“故障后修復”轉(zhuǎn)向“故障前預警”的運維模式跨越，顯著減少非計劃停機時間，延長設(shè)備生命周期，從而優(yōu)化整體運營成本;相關(guān)數(shù)據(jù)也可通過本地人機界面(HMI)或手持設(shè)備現(xiàn)場查看，并可上傳至資產(chǎn)管理系統(tǒng)，支持遠程監(jiān)控與預測性維護。此外，智能斷路器還具備事件記錄、弧閃抑制等高級功能，進一步提升了運維安全性與效率。
創(chuàng)新不是終點，而是新征程的起點。施耐德電氣化工油氣行業(yè)(中國區(qū))總經(jīng)理吳小任表示：“當前，流程工業(yè)正處在轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵階段。面對日益嚴峻的能效約束、成本壓力及可持續(xù)發(fā)展要求，單純依靠傳統(tǒng)設(shè)備與運維模式已難以應(yīng)對挑戰(zhàn)，行業(yè)迫切需要從技術(shù)創(chuàng)新中尋找突破口，實現(xiàn)系統(tǒng)性優(yōu)化與效能躍升。施耐德電氣此次發(fā)布的白皮書，不僅集中展現(xiàn)了自身在技術(shù)積累與行業(yè)洞察方面的深厚底蘊，更系統(tǒng)梳理了流程工業(yè)電氣設(shè)備的優(yōu)化路徑，為行業(yè)轉(zhuǎn)型提供了清晰可行的方向指引。我們堅信，唯有持續(xù)推動技術(shù)創(chuàng)新與迭代，流程工業(yè)才能在高質(zhì)量發(fā)展道路上步伐穩(wěn)健、行以致遠。”
