高湿与凝露:农田区域昼夜温差大(可达 15℃以上),汇流箱内壁易形成凝露,水分渗透到金属部件(如铜排、端子)表面,引发电化学腐蚀(铜氧化生成 CuO,接触电阻增大);
农药与化肥污染:周边农田喷洒的除草剂(如草甘膦,pH 值 2-3)、化肥(如 ammonium nitrate,吸湿后呈酸性)可能通过空气传播或雨水飞溅附着在汇流箱表面,对涂层和金属造成化学腐蚀(涂层鼓泡、金属点蚀);
生物腐蚀:鸟类粪便(含尿酸,pH 值 3.89)、昆虫分泌物长期附着在柜体表面,会破坏涂层完整性,形成局部腐蚀电池。
粉尘来源:农田耕作产生的土壤粉尘(含 SiO₂、Al₂O₃)、秸秆焚烧后的灰烬颗粒,粒径多在 0.1-100μm 之间;
危害路径:粉尘通过汇流箱缝隙、通风口侵入内部,沉积在绝缘部件(如绝缘子、熔断器)表面,降低爬电距离(粉尘吸湿后导电性增强),可能引发沿面闪络;堆积在散热孔会阻碍空气流通,导致柜内温度升高(较清洁状态高 5-10℃),加速元件老化。
柜体材料选型:
优先选用 316 不锈钢(含 Mo 元素,耐点蚀能力是 304 不锈钢的 3-5 倍),厚度≥2mm,应对高湿与化学腐蚀;
成本敏感项目可选用镀锌钢板 + 双层喷涂:底层为锌层(厚度≥80μm),外层为户外专用聚酯粉末涂料(厚度≥60μm),通过盐雾试验(5000 小时无红锈);
内部金属件处理:
铜排表面镀锡(厚度≥5μm)或镀银(厚度≥2μm),防止氧化变色;
螺栓、螺母等紧固件采用达克罗处理(耐盐雾 1000 小时以上),替代传统镀锌(易产生白锈)。
绝缘支撑件:选用耐候性工程塑料,如玻璃纤维增强聚酰胺(PA66-GF30,添加抗紫外线剂),在 85℃、85% RH 环境下 1000 小时后绝缘电阻保持≥10¹⁴Ω・cm;
密封件:采用三元乙丙橡胶(EPDM)或氟橡胶(FKM),耐受 - 40℃~120℃温度范围,且对农药、化肥的化学耐受性优于普通橡胶(如 EPDM 在 5% 硫酸溶液中浸泡 1000 小时体积变化率≤5%)。
全密封设计:汇流箱采用 “无外露螺栓” 结构,柜门与柜体的接合面采用迷宫式设计(深度≥10mm),配合双道 EPDM 密封圈(截面直径 8mm,压缩量 30%),防护等级达到 IP65(防止粉尘侵入,防低压喷水);
排水与通风防腐:
柜体底部开设倾斜排水孔(坡度 5°),孔径 Φ10mm,加装不锈钢滤网(防止昆虫进入),凝露水及时排出;
通风口采用 “上出下进” 布局,进风口安装防腐蚀金属网(316 不锈钢,孔径 0.5mm),出风口加装防雨帽(延伸长度≥50mm),减少雨水与粉尘直接侵入。
通风系统防尘:
进风口采用 “三级过滤”:外层金属网(拦截>10μm 颗粒)+ 中层无纺布滤网(拦截 1-10μm 颗粒)+ 内层活性炭滤网(吸附 0.1-1μm 粉尘及农药异味),滤网需设计为可拆卸式(每月更换一次,成本控制在 10 元 / 片以内);
风机选型:采用低噪音轴流风机(风量≥50m³/h),安装位置避开粉尘直接吹向的方向(如柜内侧面),减少气流携带粉尘沉积在元件表面;
电缆入口密封:
采用防水防尘格兰头(材质 316 不锈钢),电缆与格兰头之间的密封圈选用硬度 60 Shore A 的 EPDM,过盈配合(间隙≤0.1mm);
多根电缆引入时采用集体密封模块(如硅胶灌封),避免单根密封失效导致的粉尘泄漏。
元件布局防尘:
高敏感元件(如电流传感器、通信模块)安装在柜体上部(粉尘易沉积在下部),且加装防尘罩(透明 PC 材质,便于观察);
铜排、端子排等裸露导体采用绝缘包裹(如热缩套管),减少粉尘附着面积;
易清洁结构:
柜内采用光滑表面设计(Ra≤1.6μm),避免直角、凹槽等积尘死角;
底部设置可拆卸集尘盒(每周清理一次),盒内铺防尘棉(吸附细微粉尘)。
柜体表面憎水处理:在涂层表面喷涂纳米憎水剂(如含氟涂层),使水接触角>110°,农药液滴与柜体表面的附着力下降 60%,雨水可自行冲刷掉大部分附着的污染物;
防鸟啄与昆虫侵入:
通风口加装细孔金属网(孔径≤1mm),防止麻雀、老鼠等进入;
柜体底部涂抹防蚁涂料(如氯菊酯类,持效期≥2 年),防止白蚁啃咬密封件。
安装位置优化:汇流箱应安装在距离农田边缘≥5m、高于地面≥30cm 的支架上,减少农药直接喷洒与地面扬尘的影响;
维护便利性:柜门设计为全开式(开启角度≥120°),内部元件布局预留≥30cm 的操作空间,便于滤网更换与粉尘清理;
状态监测:在柜内安装粉尘传感器(检测浓度≥0.5mg/m³ 时报警)和湿度传感器(联动风机与加热器),通过农网监控平台提醒运维人员及时维护。
腐蚀测试:
盐雾试验:316 不锈钢部件经 5000 小时中性盐雾试验(GB/T 10125)无红锈;
化学腐蚀试验:将柜体样品浸泡在 5% 硫酸溶液中 100 小时,涂层无剥落、金属无点蚀;
防尘测试:按 GB/T 4208 进行 IP6X 测试(滑石粉试验 8 小时),内部元件表面粉尘沉积量≤0.1g/m²;
现场验收:安装后运行 3 个月,打开柜体检查:
绝缘部件表面无可见粉尘;
金属部件无氧化变色;
密封件无老化、开裂现象。