興隆水利樞紐高壓負(fù)荷開關(guān)柜箱體防凝露措施

周浩

摘 ?要：凝露造成高壓負(fù)荷開關(guān)柜絕緣特性下降、箱體內(nèi)元器件銹蝕，必須加以解決。分析凝露形成條件和造成高壓負(fù)荷開關(guān)柜箱體鋁鋅鋼板發(fā)生部分銹蝕的原因。提出涂抹新型疏水防污涂料措施，效果良好，可供參考。

關(guān)鍵詞：水利樞紐 ?高壓負(fù)荷開關(guān)柜 ?凝露 ?措施

中圖分類號(hào)：TM591 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2019）05（a）-0044-02

興隆水利樞紐位于漢江下游湖北省潛江、天門市境內(nèi)。泄水閘是興隆水利樞紐三大主體建筑物之一，主要功能是調(diào)節(jié)水庫水位，保障樞紐灌溉、航運(yùn)及發(fā)電功能的正常發(fā)揮，泄水閘現(xiàn)有兩臺(tái)壩頂2×800/100kN雙向門式啟閉機(jī)，均采用置于上游閘墩處的l0kV高壓負(fù)荷柜連接電纜卷筒供電。投入運(yùn)行5年以來，上游門機(jī)負(fù)荷開關(guān)柜由于臨水布置、露天潮濕、水汽蒸發(fā)擴(kuò)散，使得開關(guān)柜內(nèi)壁鋁鋅鋼板發(fā)生部分銹蝕，嚴(yán)重影響箱體內(nèi)部絕緣特性，有供電安全隱患。一旦高壓負(fù)荷開關(guān)柜內(nèi)部因絕緣下降被擊穿，立刻引起電站機(jī)組跳閘停機(jī)，對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)造成重大損失。由于門機(jī)高壓負(fù)荷開關(guān)柜臨水安置，高壓輸電線路對(duì)箱體內(nèi)部絕緣等級(jí)要求高，經(jīng)詳細(xì)排查，此類設(shè)備缺陷主要由凝露無法徹底消除引起。

1 ?凝露的形成

空氣可以看作是由絕對(duì)干空氣、水氣、少量的塵埃組成。溫度越高，空氣中可以容納的水汽越多。一定濕度的空氣，使其發(fā)生凝露的最高溫度，稱為露點(diǎn)溫度。如果溫度較高且濕度較大的空氣遇到溫度較低的表面，其表面溫度低于該空氣的露點(diǎn)溫度，則凝露會(huì)發(fā)生，在溫度較低的表面上產(chǎn)生液體水。凝露而成的液態(tài)水，形成導(dǎo)電通道，使原先不導(dǎo)電的區(qū)域變成了導(dǎo)電區(qū)域。高壓負(fù)荷開關(guān)柜長期臨水布置在室外，箱體經(jīng)過白天太陽的暴曬以及內(nèi)部電器的發(fā)熱，深夜時(shí)箱體殼壁溫度迅速下降，箱體內(nèi)潮濕、相對(duì)較熱的空氣碰到冰冷的殼體內(nèi)壁鋁鋅鋼板，就形成了凝露。雖然現(xiàn)在的電氣開關(guān)柜都裝有加熱除濕控制器，但在某些特定地區(qū)應(yīng)用中也出現(xiàn)了一些問題，例如在南方的梅雨季節(jié)，臨水水汽蒸發(fā)擴(kuò)散較快的區(qū)域，就會(huì)出現(xiàn)加熱除濕器消除凝露的速率趕不上凝露形成的速率，長此以往凝露不斷累積形成水珠，滯留在電氣柜箱體殼壁的鋁鋅鋼板上，致使鋼板發(fā)生銹蝕，破壞了箱體整體電氣絕緣特性。

2 ?防凝露除濕措施

2.1 荷花效應(yīng)的基本原理

下雨天我們經(jīng)?？吹接晁湓诤扇~上不會(huì)濕潤葉面，而是形成一個(gè)個(gè)球體，就是我們看到荷葉上滾動(dòng)的水珠，這些滾動(dòng)的水珠會(huì)帶走葉子表面的灰塵，從而清潔了葉子表面。在超高分辨率顯微鏡下可以清晰看到，荷葉表面上有許多微小的乳突，乳突的平均大小約為10μm，平均間距約12μm。而每個(gè)乳突有許多直徑為200nm左右的突起組成的。在荷葉葉面上布滿著一個(gè)挨一個(gè)隆起的“小山包”，它上面長滿絨毛，在“山包”頂又長出一個(gè)饅頭狀的“碉堡”凸頂。因此，在“山包”間的凹陷部份充滿著空氣，這樣就在緊貼葉面上形成一層極薄，只有納米級(jí)厚的空氣層。這就使得在尺寸上遠(yuǎn)大于這種結(jié)構(gòu)的灰塵、雨水等降落在葉面上后，隔著一層極薄的空氣，只能同葉面上“山包”的凸頂形成幾個(gè)點(diǎn)接觸（冶金專業(yè)上稱作接觸角）。雨點(diǎn)在自身的表面張力作用下形成球狀，水球在滾動(dòng)中吸附灰塵，并滾出葉面，這就是荷花效應(yīng)能自潔葉面的奧妙所在。

2.2 超疏水超自潔防污防覆冰涂料

超疏水超自潔防污防覆冰涂料就是基于“荷花效應(yīng)”設(shè)計(jì)制造的一款硅脂有機(jī)材料，具有超疏水、超自潔、憎水遷移、高濕環(huán)境超疏水的特性，極大地提高了高壓供電系統(tǒng)設(shè)備的絕緣、疏水、防污閃能力，消除了高壓供電安全隱患（見表1）。

具體做法是：在高壓負(fù)荷開關(guān)柜殼體內(nèi)壁、絕緣子上涂抹新型疏水防污涂料，箱體整體不密封，底部殼體鍍鋅鋼板預(yù)留孔洞，利用“荷花效應(yīng)”促使凝露產(chǎn)生滯留的水珠自動(dòng)排出高壓負(fù)荷開關(guān)柜箱體，并帶走內(nèi)壁鍍鋅鋼板上的污垢，進(jìn)而達(dá)到防電弧、防污閃、防跳閘的目的。此措施投資很小，效果明顯，可有效防止凝露累積形成水滴滯留，造成箱體內(nèi)壁殼體銹蝕，提高設(shè)備整體電氣絕緣特性。

3 ?使用效果

項(xiàng)目實(shí)施后，對(duì)高壓負(fù)荷開關(guān)柜體進(jìn)行整體電氣預(yù)防性試驗(yàn)，電氣柜箱體內(nèi)部電氣絕緣性表現(xiàn)是：柜體內(nèi)部絕緣電阻及交流耐壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合要求（見表2、表3）。

對(duì)高壓負(fù)荷開關(guān)柜每次的例行檢查，電氣柜箱體內(nèi)部外觀表現(xiàn)是：箱體內(nèi)高壓元器件、殼壁工況良好，無銹蝕、無污閃情況發(fā)生。對(duì)于臨水布置、水汽蒸發(fā)擴(kuò)散較快區(qū)域的電氣開關(guān)柜，在箱體殼壁、絕緣子等高壓電氣元器件上涂抹新型超疏水超自潔涂料，已應(yīng)用于湖北省漢江興隆水利樞紐泄水閘，實(shí)施過程中的一些思路、方案、效果推薦與各同類設(shè)備使用單位，但愿有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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