35kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性研究

【關(guān)鍵詞】35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備；環(huán)境適應(yīng)性；溫度影響；濕度影響

引言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和應(yīng)用環(huán)境的日益復(fù)雜，35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備在各種環(huán)境條件下的可靠性和穩(wěn)定性成為重要關(guān)注點(diǎn)。這類設(shè)備在不同溫度、濕度、電磁干擾和腐蝕性環(huán)境中運(yùn)行，其環(huán)境適應(yīng)性直接影響到電力系統(tǒng)的安全和可靠性。因此，對(duì)35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行研究具有重要意義。本研究旨在系統(tǒng)分析環(huán)境因素對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備性能的影響，探索相應(yīng)的設(shè)計(jì)與測(cè)試方法，為設(shè)備的改進(jìn)和優(yōu)化提供理論支持和實(shí)際指導(dǎo)。

一、35 kV及以下開(kāi)關(guān)設(shè)備的應(yīng)用

35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備廣泛應(yīng)用于電力配電系統(tǒng)、工業(yè)企業(yè)及居民小區(qū)等多個(gè)領(lǐng)域。在城市配電網(wǎng)中，這些設(shè)備主要用于將高電壓電力轉(zhuǎn)換為合適的低壓電力，以供給最終用戶，從而保證城市的電力供應(yīng)穩(wěn)定性和可靠性。在工業(yè)企業(yè)中，35 kV及以下開(kāi)關(guān)設(shè)備被用于控制和保護(hù)生產(chǎn)過(guò)程中的電力系統(tǒng)，確保生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行并減少電力故障對(duì)生產(chǎn)造成的影響。在居民小區(qū)，這些設(shè)備保證家庭用戶能夠獲得安全、穩(wěn)定的電力供應(yīng)，并提供必要的保護(hù)以應(yīng)對(duì)電力故障。每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)υO(shè)備的性能要求和環(huán)境適應(yīng)性都有不同的標(biāo)準(zhǔn)，因此在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求，選擇和配置合適的成套開(kāi)關(guān)設(shè)備。

環(huán)境適應(yīng)性是指在不同環(huán)境條件下，成套開(kāi)關(guān)設(shè)備能夠保持正常功能和性能的能力。由于這些設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常面臨溫度變化、濕度波動(dòng)、電磁干擾以及腐蝕性環(huán)境等多種環(huán)境因素的影響，因此對(duì)于35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備而言，環(huán)境適應(yīng)性顯得尤為重要。設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性不僅對(duì)其長(zhǎng)期穩(wěn)定性、可靠性有直接影響，而且與電力系統(tǒng)的總體安全運(yùn)行狀況也具有十分重要的關(guān)系[1]。良好的環(huán)境適應(yīng)性能保證設(shè)備在復(fù)雜的環(huán)境條件下持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，避免設(shè)備因環(huán)境因素而發(fā)生故障或性能下降。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選用耐高溫或耐低溫材料、進(jìn)行防潮處理、增強(qiáng)電磁兼容性等，增強(qiáng)設(shè)備在不同環(huán)境條件下的可靠性和穩(wěn)定性，以提高設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)能力；設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)綜合考慮各種環(huán)境因素，有針對(duì)性地采取措施。

二、環(huán)境因素對(duì)35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響及改進(jìn)措施

（一）溫度對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備性能的影響及改進(jìn)措施

溫度對(duì)35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的性能具有顯著影響。高溫環(huán)境會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部材料的熱膨脹，可能引起絕緣材料的老化、導(dǎo)體的熱失效以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的變形。絕緣材料在高溫下的性能下降可能導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低，從而增加設(shè)備的故障風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，低溫環(huán)境會(huì)導(dǎo)致材料的脆性增加，特別是在極低溫度下，某些材料可能出現(xiàn)裂紋，影響設(shè)備的機(jī)械性能和絕緣能力。溫度變化還會(huì)影響設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)，增加機(jī)械部件的磨損。具體改進(jìn)措施如下。

1.選用耐高溫材料

（1）具體材料種類

高溫環(huán)境建議選用如環(huán)氧樹(shù)脂絕緣子、碳酸二甲酯（Dimethyl Carbonate，DMC）材料等絕緣材料，這些材料在高溫下具有優(yōu)異的絕緣性能和抗老化特性。

（2）應(yīng)用范圍及使用效果

環(huán)氧樹(shù)脂絕緣子被廣泛應(yīng)用于變電站和開(kāi)關(guān)設(shè)備中，具有耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)。DMC材料的母線夾適用于母線接觸區(qū)域，能夠有效減少熱膨脹引起的接觸不良現(xiàn)象。

（3）經(jīng)濟(jì)性對(duì)比及推薦

相比傳統(tǒng)材料，環(huán)氧樹(shù)脂和DMC材料的初始成本略高，但其在高溫環(huán)境下的壽命延長(zhǎng)和故障率顯著降低，在全生命周期內(nèi)具備更高的經(jīng)濟(jì)性。高溫環(huán)境下建議使用這些材料，以降低長(zhǎng)期維護(hù)和設(shè)備更換的成本。

2.設(shè)計(jì)有效的散熱系統(tǒng)

（1）具體實(shí)施方法

設(shè)計(jì)人員可以在設(shè)備內(nèi)部設(shè)計(jì)風(fēng)道系統(tǒng)，結(jié)合風(fēng)機(jī)實(shí)施強(qiáng)制風(fēng)冷，或者通過(guò)液冷系統(tǒng)提升散熱效果；還可以在特定高溫區(qū)域內(nèi)增設(shè)空調(diào)設(shè)備，以降低環(huán)境溫度，進(jìn)一步提升設(shè)備的散熱效率。

（2）應(yīng)用場(chǎng)景及效果

風(fēng)道設(shè)計(jì)和風(fēng)冷系統(tǒng)能滿足大多數(shù)電力設(shè)備的散熱要求，尤其是在溫度波動(dòng)較大的環(huán)境中。液冷系統(tǒng)則適用于散熱要求極高的關(guān)鍵設(shè)備，如大功率整流及電能交換設(shè)備。空調(diào)系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度難以控制的場(chǎng)合，可通過(guò)區(qū)域內(nèi)溫度調(diào)控，確保設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

3.使用低溫韌性材料及其他輔助措施

（1）具體材料種類及應(yīng)用范疇

低溫環(huán)境推薦使用低溫韌性合金鋼、聚四氟乙烯等材料，這些材料在低溫條件下具有較高的沖擊韌性和耐疲勞性，適用于開(kāi)關(guān)設(shè)備的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件和連接部件。

（2）其他輔助措施

除了使用低溫韌性材料外，設(shè)計(jì)人員還可以增設(shè)復(fù)合絕緣型加熱設(shè)備，確保設(shè)備倉(cāng)內(nèi)溫度始終保持在－5℃以上，減少因低溫導(dǎo)致的設(shè)備隱患，確保設(shè)備在極寒環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）濕度對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響及改進(jìn)措施

濕度是影響35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備性能的另一個(gè)重要因素。高濕度環(huán)境會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部積聚水分，影響絕緣材料的性能。絕緣材料在潮濕環(huán)境下容易吸濕，降低電氣絕緣強(qiáng)度，從而增加漏電流和絕緣故障的風(fēng)險(xiǎn)。濕度的增加也會(huì)促進(jìn)設(shè)備內(nèi)部金屬部件的腐蝕，導(dǎo)致接觸不良和電阻增大，從而影響設(shè)備的正常操作和安全性。長(zhǎng)期的高濕環(huán)境還可能導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部形成霉菌或其他生物污染，進(jìn)一步影響設(shè)備的功能。具體改進(jìn)措施如下。

1.防水密封設(shè)計(jì)

（1）防護(hù)等級(jí)提高到IP44級(jí)以上

設(shè)計(jì)人員可在設(shè)備外殼和接縫處增加防水密封設(shè)計(jì)，使設(shè)備的防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP44級(jí)或更高。這意味著設(shè)備不僅能夠防止水滴和噴濺進(jìn)入，還能夠防止直徑大于1 mm的固體異物進(jìn)入，從而提供更全面的防護(hù)。

（2）對(duì)于需要風(fēng)道實(shí)現(xiàn)內(nèi)部散熱的設(shè)備增設(shè)IP44級(jí)風(fēng)柵

這樣既保證設(shè)備內(nèi)部的散熱效果，又避免水分和灰塵的進(jìn)入，提升設(shè)備的整體防護(hù)性能。

（3）絕緣材料進(jìn)行防潮處理

設(shè)計(jì)人員可在設(shè)備內(nèi)部放置能夠重復(fù)利用的變色硅膠干燥劑，這種干燥劑在吸濕后會(huì)變色，提示用戶需要更換或處理。干燥劑可以回收并通過(guò)加熱風(fēng)干后再次使用，從而降低使用成本，同時(shí)有效控制設(shè)備內(nèi)部濕度，防止絕緣材料因吸濕而性能下降。

2.使用防腐蝕材料

高濕環(huán)境建議選用防腐蝕性能良好的材料，如不銹鋼、覆鋁鋅板材等。不銹鋼具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，尤其在鹽霧等腐蝕性環(huán)境下，能顯著延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。覆鋁鋅板材則通過(guò)在鋼板表面覆上鋁鋅合金層，提供額外的防護(hù)，減少氧化和腐蝕。此外，在金屬表面噴涂防腐蝕涂層，如環(huán)氧樹(shù)脂涂層或粉末，可進(jìn)一步增強(qiáng)防腐蝕效果。

（三）電磁干擾對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響及改進(jìn)措施

電磁干擾對(duì)35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的性能影響也不可忽視。電磁干擾可以來(lái)源于設(shè)備自身的電氣活動(dòng)，也可以來(lái)自外部環(huán)境中的各種電子設(shè)備。電磁干擾會(huì)引起設(shè)備的信號(hào)干擾，導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤動(dòng)作或數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，從而影響設(shè)備的正常運(yùn)行和控制精度。尤其是在高頻干擾環(huán)境下，設(shè)備的電氣組件可能受到影響，造成功能失效或故障。為減少電磁干擾對(duì)設(shè)備性能的影響，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮電磁兼容性，采用適當(dāng)?shù)钠帘未胧┖蜑V波器。具體改進(jìn)措施如下。

1.電磁屏蔽

在設(shè)備外殼和關(guān)鍵部件設(shè)置電磁屏蔽，可以減少外界電磁干擾的影響。

2.濾波器應(yīng)用

為了有效過(guò)濾掉高頻干擾信號(hào)，設(shè)計(jì)人員可以在電路設(shè)計(jì)中合理配置濾波器。濾波器的應(yīng)用通常集中在設(shè)備的二次控制部分，即設(shè)備的控制回路和信號(hào)處理部分。引入濾波器能夠大幅減少電磁干擾對(duì)設(shè)備控制系統(tǒng)的影響，確保信號(hào)的純凈性和設(shè)備的正常運(yùn)行。常用的濾波器包括低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。低通濾波器可以有效阻擋高頻干擾信號(hào)，常用于電源線濾波和信號(hào)傳輸線中；帶通濾波器則用于精確濾除指定頻率范圍內(nèi)的干擾信號(hào)，確保控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.增強(qiáng)接地設(shè)計(jì)

這能優(yōu)化設(shè)備的接地系統(tǒng)，提高其抗電磁干擾的能力。

（四）腐蝕性環(huán)境對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響及改進(jìn)措施

腐蝕環(huán)境對(duì)35 kV及以下開(kāi)關(guān)成套設(shè)備的影響主要體現(xiàn)在金屬部件腐蝕和絕緣材料降解等方面。設(shè)備的金屬部分在有腐蝕性的氣體或液體環(huán)境中，可能發(fā)生氧化、腐蝕或其他化學(xué)反應(yīng)，造成金屬?gòu)?qiáng)度和導(dǎo)電性能下降。腐蝕性物質(zhì)對(duì)絕緣材料也可能產(chǎn)生侵蝕作用，使其絕緣性能下降，從而增大設(shè)備漏電、失效的概率[2]。尤其是在工業(yè)環(huán)境或沿海地區(qū)，氯化物、硫化物等腐蝕性氣體的存在，會(huì)加快設(shè)備老化、破損的速度。具體改進(jìn)措施如下。

1.區(qū)分材料種類與使用區(qū)域

不銹鋼：SUS304、SUS316等型號(hào)的不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，適用于開(kāi)關(guān)設(shè)備的外殼、支架、螺栓等結(jié)構(gòu)件，尤其在高鹽霧或腐蝕性氣體環(huán)境中表現(xiàn)出色。

鍍鋅板：鍍鋅板通過(guò)在鋼板表面鍍鋅，提供良好的抗腐蝕保護(hù)，適用于設(shè)備的外殼和內(nèi)部結(jié)構(gòu)支撐部分。

覆鋁鋅板：覆鋁鋅板結(jié)合了鋁和鋅的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)良的耐腐蝕性和熱反射性能，適用于設(shè)備外殼和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，特別是在沿海區(qū)域或需要長(zhǎng)途海運(yùn)的設(shè)備中。

絕緣材料：環(huán)氧樹(shù)脂材料因其優(yōu)異的絕緣性能和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)設(shè)備中的絕緣件，如絕緣子、母線夾等，確保其在惡劣環(huán)境下依然具有良好的電氣性能。

2.涂覆防腐蝕層

設(shè)備外殼需采用噴塑工藝來(lái)增強(qiáng)防腐性能，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，噴塑厚度應(yīng)有所調(diào)整。一般情況下的塑粉厚度為60～80μm，適用于普通的工業(yè)環(huán)境和室內(nèi)設(shè)備。如果設(shè)備用于沿海區(qū)域或長(zhǎng)途海運(yùn)，建議塑粉噴涂厚度增加至80～120μm，以增強(qiáng)設(shè)備在高鹽霧和潮濕環(huán)境下的耐腐蝕能力，確保其在運(yùn)輸和使用過(guò)程中不受環(huán)境影響。

3.定期清潔保養(yǎng)

每3個(gè)月進(jìn)行外殼和表面的基本檢查和清潔，檢查噴塑層是否有損傷，如有損壞，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漆處理。對(duì)設(shè)備外部的可見(jiàn)部分進(jìn)行清潔，尤其是沿海區(qū)域，應(yīng)使用防腐蝕劑進(jìn)行表面處理。

每6個(gè)月進(jìn)行內(nèi)部組件的檢查和維護(hù)，包括對(duì)絕緣件的清潔，建議使用酒精擦拭絕緣件表面，以去除灰塵和濕氣。檢查一、二次接插件的接觸狀態(tài)，并在必要時(shí)涂覆凡士林，以防止氧化和腐蝕。

每12個(gè)月進(jìn)行全面的維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)所有金屬結(jié)構(gòu)件，特別是在高濕和鹽霧環(huán)境下運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行腐蝕檢查；檢查并清潔設(shè)備的散熱系統(tǒng)和風(fēng)道，確保其通風(fēng)良好；同時(shí)進(jìn)行設(shè)備整體性能的測(cè)試和驗(yàn)證。

4.預(yù)防和去除腐蝕性物質(zhì)

（1）外殼損傷修復(fù)

如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備外殼有損傷或掉漆現(xiàn)象，工作人員應(yīng)立即進(jìn)行補(bǔ)漆處理，使用與原有涂層相同類型的防腐蝕涂料，確保防護(hù)效果的連續(xù)性。

（2）設(shè)備內(nèi)部保養(yǎng)

在清潔保養(yǎng)時(shí)，絕緣件可用酒精擦拭，去除可能的污染物和濕氣，保持其良好的絕緣性能；對(duì)于連接部位，定期涂覆凡士林，以防止金屬接觸件的氧化和腐蝕。

（3）環(huán)境監(jiān)控與調(diào)節(jié)

設(shè)備運(yùn)行環(huán)境應(yīng)安裝濕度和鹽霧濃度傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境條件，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，調(diào)整保養(yǎng)頻率和措施，最大程度減少腐蝕性物質(zhì)對(duì)設(shè)備的影響；采取使用耐腐蝕材料、涂覆防腐蝕層、定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行清潔保養(yǎng)等防腐蝕措施，保證設(shè)備在腐蝕環(huán)境下能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)施上述措施，在惡劣的環(huán)境中，設(shè)備的使用壽命可得到有效延長(zhǎng)，可靠性也會(huì)提高。

35 kV及以下開(kāi)關(guān)成套設(shè)備的環(huán)境因素對(duì)其性能的影響如表1所示。

表1中的數(shù)據(jù)源自電磁干擾測(cè)試，該測(cè)試遵循IEC 61000標(biāo)準(zhǔn)，并綜合考慮了實(shí)際使用環(huán)境的情況。

三、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)與測(cè)試方法

（一）環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的基本原則

要保證在不同環(huán)境條件下35 kV及以下開(kāi)關(guān)設(shè)備的成套穩(wěn)定運(yùn)行，環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)人員需要先對(duì)設(shè)備使用的特定環(huán)境有充分的了解，掌握溫度、濕度、電磁干擾和腐蝕性等多種因素，根據(jù)這些環(huán)境條件選擇合適的材料和結(jié)構(gòu)方案：例如，對(duì)于高溫環(huán)境，為防止設(shè)備因過(guò)熱而失效，必須選用具有高熱穩(wěn)定性的保溫材料，并設(shè)計(jì)有效的散熱系統(tǒng)；在潮濕的環(huán)境下，為保持設(shè)備的絕緣性能，防止內(nèi)部機(jī)件腐蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)包括防水密封和防潮處理兩個(gè)方面。電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí)，為了減少電磁干擾對(duì)設(shè)備功能的影響，應(yīng)考慮應(yīng)用電磁屏蔽和濾波器；在腐蝕性環(huán)境下，為延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，保持設(shè)備正常運(yùn)作，可以選用耐腐蝕材料和防護(hù)涂層。為了確保設(shè)計(jì)方案的有效性和可行性，設(shè)計(jì)人員不僅要具備豐富的環(huán)境科學(xué)知識(shí)，還需要深入了解設(shè)備的運(yùn)行機(jī)制以及可能面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)。

（二）溫濕度試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)

為了模擬實(shí)際使用環(huán)境，設(shè)計(jì)人員必須進(jìn)行溫濕度試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備在不同溫度和濕度條件下的穩(wěn)定性和可靠性。這些試驗(yàn)一般包括高溫試驗(yàn)，低溫試驗(yàn)，以及濕熱試驗(yàn)等[3]。高溫試驗(yàn)通過(guò)模擬不同的極端條件，要求設(shè)備在規(guī)定的高溫環(huán)境下運(yùn)行一定的時(shí)間，以檢測(cè)其耐熱性和散熱能力；低溫試驗(yàn)在低溫環(huán)境下進(jìn)行，以考核設(shè)備的低溫性能和材料的脆性變化；濕熱試驗(yàn)則模擬高濕度和高溫條件，以測(cè)試設(shè)備在潮濕環(huán)境中的絕緣性能和抗腐蝕性。

（三）電磁兼容性測(cè)試方法

為保證35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備在電磁環(huán)境下正常運(yùn)行，電磁兼容性測(cè)試是重要環(huán)節(jié)。電磁兼容性測(cè)試包括兩個(gè)方面：電磁干擾測(cè)試和電磁抗干擾測(cè)試。電磁干擾測(cè)試是為了避免對(duì)其他設(shè)備造成干擾，評(píng)估設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的電磁干擾是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。電磁抗干擾測(cè)試是測(cè)試設(shè)備在電磁干擾環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，對(duì)外界電磁干擾的抗干擾能力。測(cè)試通常采用開(kāi)閉場(chǎng)測(cè)試方法，其中開(kāi)場(chǎng)測(cè)試用來(lái)測(cè)量設(shè)備在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下產(chǎn)生的輻射干擾，而閉場(chǎng)測(cè)試用來(lái)測(cè)量設(shè)備在靜止?fàn)顟B(tài)下對(duì)外界電磁場(chǎng)產(chǎn)生的抗干擾能力。IEC61000系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提供了包括IEC61000-4-2（靜電放電抗擾度測(cè)試）、IEC61000-4-3（射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度測(cè)試）在內(nèi)的詳細(xì)的測(cè)試方法和要求。

（四）腐蝕測(cè)試與防護(hù)措施

35 kV及以下成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的金屬構(gòu)件及絕緣材料在腐蝕環(huán)境中易發(fā)生腐蝕，從而使設(shè)備壽命及使用性能受到影響，所以，進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)并采取有效的保護(hù)措施是非常重要的步驟。腐蝕性檢測(cè)包括鹽霧檢測(cè)、濕熱檢測(cè)、化學(xué)腐蝕性檢測(cè)等[4]。鹽霧測(cè)試主要模擬設(shè)備抗鹽霧腐蝕的能力，評(píng)估設(shè)備在海洋或高鹽環(huán)境中的腐蝕情況；濕熱測(cè)試模擬設(shè)備在濕度較大、溫度較高的環(huán)境中發(fā)生銹蝕的難易程度；化學(xué)腐蝕測(cè)試則在特定的化學(xué)環(huán)境下，對(duì)設(shè)備的耐腐蝕能力進(jìn)行測(cè)試[5]。

四、案例分析

（一）案例分析

35 kV及以下開(kāi)關(guān)成套設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中往往面臨著極端環(huán)境狀況的挑戰(zhàn)。如在某沿海城市配電系統(tǒng)中，設(shè)備需要適應(yīng)存在鹽霧腐蝕的高溫、高濕、環(huán)境。某年經(jīng)過(guò)資料收集和分析后發(fā)現(xiàn)，設(shè)備的絕緣材料在高溫高濕環(huán)境下出現(xiàn)明顯老化現(xiàn)象。具體而言，設(shè)備內(nèi)部絕緣電阻降低了30%左右，顯著增加了安全操作的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)設(shè)備外殼金屬部件在鹽霧環(huán)境下腐蝕嚴(yán)重，腐蝕速度達(dá)到1.5mm/年，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和機(jī)械性能造成影響。

（二）環(huán)境適應(yīng)性改進(jìn)措施的實(shí)施效果

項(xiàng)目所在地：某南方沿海城市機(jī)場(chǎng)。

項(xiàng)目所在地特點(diǎn)：位于低緯度熱帶邊緣，為熱帶海洋性季風(fēng)氣候（春季少雨干旱，夏季高溫多雨、秋濕潤(rùn)且多臺(tái)風(fēng)）。

設(shè)備安裝位置：10/0.4 kV變電站。

主要設(shè)備類型：10 kV中壓柜、0.4 kV低壓柜、干式變壓器（630 kVA-10/0.4 kV）；

主要解決方案：

1.冷軋鋼板外殼噴塑。塑粉類型：熱固性粉末涂料（ RAL-7035戶外型），噴塑涂層厚度100～120μm.

2.柜內(nèi)框架及安裝梁（板）采用多層折邊的覆鋁鋅板及鋁板，且殼體的其他金屬部件及所有板材切口處均涂覆防鹽霧漆。

3.內(nèi)部絕緣件采用環(huán)氧樹(shù)脂材料，柜內(nèi)零部件搭接螺栓采用日本進(jìn)口的SUS304高強(qiáng)度不銹鋼。

4.柜內(nèi)母線采用自催化鍍錫工藝（非電鍍），且加裝聚四氟乙烯材質(zhì)的熱縮套管；設(shè)備內(nèi)控制導(dǎo)線均采用接頭冷壓及搪錫工藝。

5.柜內(nèi)配備自動(dòng)溫濕度控制器和復(fù)合絕緣型加熱設(shè)備。

6.配電間內(nèi)設(shè)置空調(diào)，以便針對(duì)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行降溫除濕。

在采用新型復(fù)合材料后，設(shè)備獲得了更高的耐熱、耐濕性能。絕緣電阻經(jīng)改進(jìn)后降低到10%，顯著提高了設(shè)備安全性。在防腐蝕方面，該設(shè)備的金屬部件經(jīng)過(guò)了強(qiáng)化的防腐蝕處理，包括耐鹽霧涂層的應(yīng)用。該措施使金屬部件的腐蝕速率降低至0.5 mm/年，相比未處理的設(shè)備，腐蝕程度降低了67%左右。通過(guò)板材的多層折邊結(jié)構(gòu)搭建設(shè)備框架，加強(qiáng)了機(jī)械穩(wěn)定性。實(shí)施改進(jìn)措施后，設(shè)備故障率降低40%，維護(hù)費(fèi)用降低30%左右，運(yùn)行可靠性顯著增強(qiáng)。環(huán)境適應(yīng)性改進(jìn)措施的實(shí)施效果如表2所示，其中的腐蝕速率數(shù)值來(lái)源于基于ISO 9227鹽霧測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的鹽霧測(cè)試結(jié)果和設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

結(jié)語(yǔ)

35 kV及以下開(kāi)關(guān)成套設(shè)備在不同環(huán)境條件下的性能表現(xiàn)與電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定有著直接的關(guān)系。本研究通過(guò)對(duì)溫度、濕度、電磁干擾、腐蝕性環(huán)境對(duì)設(shè)備影響的深入分析，提出了相應(yīng)的改進(jìn)策略。面對(duì)日益復(fù)雜的環(huán)境條件和持續(xù)發(fā)展的技術(shù)需求，未來(lái)需要進(jìn)行更深入的研究：推廣綜合環(huán)境試驗(yàn)，綜合多場(chǎng)景、多因素，模擬較為復(fù)雜的環(huán)境條件，考核設(shè)備在極端條件下的表現(xiàn)，以期全方位把握設(shè)備在各類環(huán)境中的整體性能數(shù)據(jù)；開(kāi)展新型納米材料與智能自修復(fù)材料應(yīng)用研究，增強(qiáng)設(shè)備抗極端環(huán)境能力及自我修復(fù)機(jī)制；結(jié)合最新科研成果和實(shí)際需要來(lái)更新和完善設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)計(jì)更具前瞻性。