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柜設計最佳實踐》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)闡述了低壓電氣設備在電壓等級選擇、保護系統(tǒng)優(yōu)化與數(shù)字化轉型三大方面的創(chuàng)新路徑，并展示了其在減小設備尺寸、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)展領域的領導力，也為行業(yè)的高質量發(fā)展提供了值得借鑒的“答案”。
690V技術路線：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)在建設階段能夠顯著節(jié)省電纜、變壓器等設備的投資成本，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、相關暖通空調系統(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：“化工產業(yè)作為國家支柱產業(yè)，其生產對供配電系統(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，且適配設備已成熟，未來有望進一步發(fā)展以創(chuàng)造更好社會經濟價值。”
當然，電壓等級的提升也帶來了技術挑戰(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技術路線，提供了經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，保障設備和人員的安全，同時也有助于實現(xiàn)成本優(yōu)化。該類產品目前已在實際應用中穩(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，不僅增加了設計與調試的難度，也提高了誤操作或故障跳閘的風險。白皮書強調，伴隨著新一代空氣斷路器技術的發(fā)展，通過合理定制保護功能，并充分利用斷路器內置的控制單元，可以實現(xiàn)更簡潔、更安全、更經濟、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力和電動應力的能力一致，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。
數(shù)字化實現(xiàn)更卓越的運維：從被動響應到主動管理
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，該領域在設備運維方面主要依賴定期檢修與經驗判斷，缺乏對設備實際狀態(tài)的精準把握。特別是在開關設備中，進線與母聯(lián)斷路器的狀態(tài)將直接關系到整個供電系統(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)等關鍵參數(shù)，并基于這些數(shù)據(jù)評估設備的真實老化程度與剩余壽命。這一轉變實現(xiàn)了從“故障后修復”轉向“故障前預警”的運維模式跨越，顯著減少非計劃停機時間，延長設備生命周期，從而優(yōu)化整體運營成本;相關數(shù)據(jù)也可通過本地人機界面(HMI)或手持設備現(xiàn)場查看，并可上傳至資產管理系統(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))總經理吳小任表示：“當前，流程工業(yè)正處在轉型升級的關鍵階段。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)設備與運維模式已難以應對挑戰(zhàn)，行業(yè)迫切需要從技術創(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)電氣設備的優(yōu)化路徑，為行業(yè)轉型提供了清晰可行的方向指引。我們堅信，唯有持續(xù)推動技術創(chuàng)新與迭代，流程工業(yè)才能在高質量發(fā)展道路上步伐穩(wěn)健、行以致遠。”
