彻底改变电力世界的数字断路器

发布时间：19年08月23日

编译许林玉

原子动力公司的创新产品比最快的机械断路器快3 000倍，可能从根本上改变我们的电力管理方式。

2019年5月，世界上第一个也是唯一一个数字断路器通过了商用认证。该技术由原子动力公司（Atom Power）发明，已通过美国保险商试验所（UL）的安全认证。有了这款新型断路器，电力管理将变得更为轻松。它比最快的机械断路器快3 000倍，是继托马斯·s爱迪生和尼古拉·特斯拉的开创性发明之后配电领域最根本的进步之一。

想象一下地下室内的保险丝盒，里面的每个开关都与不同的电器元件连接。这些开关起着断开电路的作用，以防止设于墙体中的超负荷电线因过热而引起火灾。当电路断开时，您被迫拖着沉重的脚步来到机械房内，重启开关。

现在，把您家里这个简单的系统安装到城市高楼和工业建筑内，其中任一楼层都可能安装有250个断路器，每个断路器在较高电压下的电流范围介于15至4 000安培之间。在这种情况下，手动控制电力系统的局限性和危险性变得更加明显，成本也更加高昂。

迈向数字化

25年前，原子动力公司首席执行官瑞安·肯尼迪（Ryan Kennedy）步入职场，此后一直致力于打造更好的电气系统。他最初是一名电工，后来又在高知名度的大型商业电气项目中担任工程师和项目经理。他根据自己的经验，对一个关于“我们无法以我们本该做到的方式控制模拟基础设施的电力供应”的重要论断展开了研究。这个研究引出了一些非常关键的问题：怎样才能使电力系统变得可控？为什么不能将控制装置安装在断路器上？

原子动力公司的开关集新型固态技术与实时监控和网络功能于一身，是同类产品中首款通过UL安全认证批准上市的产品

原子动力公司的数字断路器比机械断路器的速度快，安全性能高

2014年，肯尼迪和原子动力首席技术官丹尼斯·库鲁西（Denis Kouroussis）开始着手解决这些问题。他们设计了一个数字断路器装置，这些断路器使用固态半导体和软件来管理来自多个分散电源（业内人士称之为分布式电源）的电流。这个先进的数字平台将输入的电流整合到一个超智能设备中，并根据需要和应用不断调整电流。

肯尼迪在接受《大众机械》采访时表示：“我们没有使用机械方式转换电源，而是采用数字输入技术。现在，断路器中没有使用活动部件。我可以通过连接iPhone和iPad等设备进行远程电源管理，这样既提高了安全性又提升了效率。我可以为配电板设立时间表，这样电力就可以实现无缝、无限制流动，并自动在电源之间切换。灯光甚至不会闪烁，因此你根本不会注意到。”

可再生能源的发展

当你考虑到可再生能源和电网集中供电之间切换的机械复杂性时，就知道这个想法有多么强大了。肯尼迪认为，现有配电系统的静态特性是住宅区未广泛采用可再生能源的原因之一。例如，对于一个使用太阳能发电并网的家庭，由于传统的电力系统（包括断路器）不够先进，无法正确管理多个变化的电源，用户有时不得不断开太阳能输入。

正如某家公司所说的那样：随着现代世界的发展，人们已经可以应对传统断路器带来的风险和限制，但这也是一个事实，即这些系统效率低下，出现电涌和其他故障还需要手动修复。肯尼迪说，老式断路器根本无法像电力流动那样迅速运转。当大型建筑中的电路出现问题时，情况会变得很糟，因为通常需要多得多的资源才能满足需求。

安全第一

能源管理不完善每年导致3万起电力事故。电弧闪光事故可以持续数周，让整栋建筑受到影响。由于能够以前所未有的速度断开100 000安培的电流，数字断路器有效地消除了这些风险，因此成为 “迄今为止最安全、最快速、最智能的系统”。