兴隆水利枢纽高压负荷开关柜箱体防凝露措施

周浩

摘  要：凝露造成高压负荷开关柜绝缘特性下降、箱体内元器件锈蚀，必须加以解决。分析凝露形成条件和造成高压负荷开关柜箱体铝锌钢板发生部分锈蚀的原因。提出涂抹新型疏水防污涂料措施，效果良好，可供参考。

关键词：水利枢纽  高压负荷开关柜  凝露  措施

中图分类号：TM591   文献标识码：A           文章编号：1672-3791（2019）05（a）-0044-02

兴隆水利枢纽位于汉江下游湖北省潜江、天门市境内。泄水闸是兴隆水利枢纽三大主体建筑物之一，主要功能是调节水库水位，保障枢纽灌溉、航运及发电功能的正常发揮，泄水闸现有两台坝顶2×800/100kN双向门式启闭机，均采用置于上游闸墩处的l0kV高压负荷柜连接电缆卷筒供电。投入运行5年以来，上游门机负荷开关柜由于临水布置、露天潮湿、水汽蒸发扩散，使得开关柜内壁铝锌钢板发生部分锈蚀，严重影响箱体内部绝缘特性，有供电安全隐患。一旦高压负荷开关柜内部因绝缘下降被击穿，立刻引起电站机组跳闸停机，对设备和生产造成重大损失。由于门机高压负荷开关柜临水安置，高压输电线路对箱体内部绝缘等级要求高，经详细排查，此类设备缺陷主要由凝露无法彻底消除引起。

1  凝露的形成

空气可以看作是由绝对干空气、水气、少量的尘埃组成。温度越高，空气中可以容纳的水汽越多。一定湿度的空气，使其发生凝露的最高温度，称为露点温度。如果温度较高且湿度较大的空气遇到温度较低的表面，其表面温度低于该空气的露点温度，则凝露会发生，在温度较低的表面上产生液体水。凝露而成的液态水，形成导电通道，使原先不导电的区域变成了导电区域。高压负荷开关柜长期临水布置在室外，箱体经过白天太阳的暴晒以及内部电器的发热，深夜时箱体壳壁温度迅速下降，箱体内潮湿、相对较热的空气碰到冰冷的壳体内壁铝锌钢板，就形成了凝露。虽然现在的电气开关柜都装有加热除湿控制器，但在某些特定地区应用中也出现了一些问题，例如在南方的梅雨季节，临水水汽蒸发扩散较快的区域，就会出现加热除湿器消除凝露的速率赶不上凝露形成的速率，长此以往凝露不断累积形成水珠，滞留在电气柜箱体壳壁的铝锌钢板上，致使钢板发生锈蚀，破坏了箱体整体电气绝缘特性。

2  防凝露除湿措施

2.1 荷花效应的基本原理

下雨天我们经常看到雨水落在荷叶上不会湿润叶面，而是形成一个个球体，就是我们看到荷叶上滚动的水珠，这些滚动的水珠会带走叶子表面的灰尘，从而清洁了叶子表面。在超高分辨率显微镜下可以清晰看到，荷叶表面上有许多微小的乳突，乳突的平均大小约为10μm，平均间距约12μm。而每个乳突有许多直径为200nm左右的突起组成的。在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”，它上面长满绒毛，在“山包”顶又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”间的凹陷部份充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上“山包”的凸顶形成几个点接触（冶金专业上称作接触角）。雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是荷花效应能自洁叶面的奥妙所在。

2.2 超疏水超自洁防污防覆冰涂料

超疏水超自洁防污防覆冰涂料就是基于“荷花效应”设计制造的一款硅脂有机材料，具有超疏水、超自洁、憎水迁移、高湿环境超疏水的特性，极大地提高了高压供电系统设备的绝缘、疏水、防污闪能力，消除了高压供电安全隐患（见表1）。

具体做法是：在高压负荷开关柜壳体内壁、绝缘子上涂抹新型疏水防污涂料，箱体整体不密封，底部壳体镀锌钢板预留孔洞，利用“荷花效应”促使凝露产生滞留的水珠自动排出高压负荷开关柜箱体，并带走内壁镀锌钢板上的污垢，进而达到防电弧、防污闪、防跳闸的目的。此措施投资很小，效果明显，可有效防止凝露累积形成水滴滞留，造成箱体内壁壳体锈蚀，提高设备整体电气绝缘特性。

3  使用效果

项目实施后，对高压负荷开关柜体进行整体电气预防性试验，电气柜箱体内部电气绝缘性表现是：柜体内部绝缘电阻及交流耐压试验数据均符合要求（见表2、表3）。

对高压负荷开关柜每次的例行检查，电气柜箱体内部外观表现是：箱体内高压元器件、壳壁工况良好，无锈蚀、无污闪情况发生。对于临水布置、水汽蒸发扩散较快区域的电气开关柜，在箱体壳壁、绝缘子等高压电气元器件上涂抹新型超疏水超自洁涂料，已应用于湖北省汉江兴隆水利枢纽泄水闸，实施过程中的一些思路、方案、效果推荐与各同类设备使用单位，但愿有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 严璋.高电压绝缘技术[M].2版.北京：中国电力出版社，2011.

[2] 汪勤模.温度与湿度[M].北京：气象出版社，2O02.

[3] 汪荣耀.电气设备的防凝露技术研究[J].电力设备，2017（5）：16.