興隆水利樞紐高壓負荷開關柜箱體防凝露措施

周浩

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

關鍵詞：水利樞紐 ?高壓負荷開關柜 ?凝露 ?措施

中圖分類號：TM591 ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：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。泄水閘是興隆水利樞紐三大主體建筑物之一，主要功能是調節水庫水位，保障樞紐灌溉、航運及發電功能的正常發揮，泄水閘現有兩臺壩頂2×800/100kN雙向門式啟閉機，均采用置于上游閘墩處的l0kV高壓負荷柜連接電纜卷筒供電。投入運行5年以來，上游門機負荷開關柜由于臨水布置、露天潮濕、水汽蒸發擴散，使得開關柜內壁鋁鋅鋼板發生部分銹蝕，嚴重影響箱體內部絕緣特性，有供電安全隱患。一旦高壓負荷開關柜內部因絕緣下降被擊穿，立刻引起電站機組跳閘停機，對設備和生產造成重大損失。由于門機高壓負荷開關柜臨水安置，高壓輸電線路對箱體內部絕緣等級要求高，經詳細排查，此類設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，使其發生凝露的最高溫度，稱為露點溫度。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溫度，則凝露會發生，在溫度較低的表面上產生液體水。凝露而成的液態水，形成導電通道，使原先不導電的區域變成了導電區域。高壓負荷開關柜長期臨水布置在室外，箱體經過白天太陽的暴曬以及內部電器的發熱，深夜時箱體殼壁溫度迅速下降，箱體內潮濕、相對較熱的空氣碰到冰冷的殼體內壁鋁鋅鋼板，就形成了凝露。雖然現在的電氣開關柜都裝有加熱除濕控制器，但在某些特定地區應用中也出現了一些問題，例如在南方的梅雨季節，臨水水汽蒸發擴散較快的區域，就會出現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 荷花效應的基本原理

下雨天我們經常看到雨水落在荷葉上不會濕潤葉面，而是形成一個個球體，就是我們看到荷葉上滾動的水珠，這些滾動的水珠會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挨一個隆起的“小山包”，它上面長滿絨毛，在“山包”頂又長出一個饅頭狀的“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，只有納米級厚的空氣層。這就使得在尺寸上遠大于這種結構的灰塵、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”的凸頂形成幾個點接觸（冶金專業上稱作接觸角）。雨點在自身的表面張力作用下形成球狀，水球在滾動中吸附灰塵，并滾出葉面，這就是荷花效應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”設計制造的一款硅脂有機材料，具有超疏水、超自潔、憎水遷移、高濕環境超疏水的特性，極大地提高了高壓供電系統設備的絕緣、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：在高壓負荷開關柜殼體內壁、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留孔洞，利用“荷花效應”促使凝露產生滯留的水珠自動排出高壓負荷開關柜箱體，并帶走內壁鍍鋅鋼板上的污垢，進而達到防電弧、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，造成箱體內壁殼體銹蝕，提高設備整體電氣絕緣特性。

3 ?使用效果

項目實施后，對高壓負荷開關柜體進行整體電氣預防性試驗，電氣柜箱體內部電氣絕緣性表現是：柜體內部絕緣電阻及交流耐壓試驗數據均符合要求（見表2、表3）。

對高壓負荷開關柜每次的例行檢查，電氣柜箱體內部外觀表現是：箱體內高壓元器件、殼壁工況良好，無銹蝕、無污閃情況發生。對于臨水布置、水汽蒸發擴散較快區域的電氣開關柜，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，已應用于湖北省漢江興隆水利樞紐泄水閘，實施過程中的一些思路、方案、效果推薦與各同類設備使用單位，但愿有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1] 嚴璋.高電壓絕緣技術[M].2版.北京：中國電力出版社，2011.

[2] 汪勤模.溫度與濕度[M].北京：氣象出版社，2O02.

[3] 汪榮耀.電氣設備的防凝露技術研究[J].電力設備，2017（5）：16.