光伏一二次设备预制舱的防盐雾设计:沿海地区应用要点

来源:安徽正变电气科技有限公司    发布时间:2025-06-26 10:57:00
一、引言
沿海地区丰富的光照资源使其成为光伏电站建设的理想区域。然而,高浓度盐雾、潮湿空气及强风等恶劣环境,对光伏一二次设备预制舱的耐久性和可靠性构成严重威胁。盐雾中的氯离子具有强的腐蚀性,会加速金属部件锈蚀、破坏电气绝缘性能,导致设备故障频发、使用寿命缩短。因此,针对沿海地区环境,开展光伏一二次设备预制舱的防盐雾设计至关重要,这是保障光伏电站稳定运行、降低运维成本的关键举措。
二、盐雾对光伏一二次设备预制舱的危害机理
(一)金属部件腐蚀
预制舱的金属外壳、支架、电气连接件等在盐雾环境中,会发生电化学腐蚀。氯离子能够穿透金属表面的氧化膜,与金属发生反应,形成易溶于水的金属氯化物。这些氯化物不断溶解、扩散,加速金属腐蚀进程,导致金属结构强度下降,严重时甚至出现外壳穿孔、支架断裂等问题,危及预制舱的整体结构安全。
(二)电气绝缘性能下降
盐雾中的盐分附着在电气设备的绝缘部件(如绝缘子、电缆绝缘层等)表面,在潮湿环境下形成导电通路,降低绝缘电阻。这会引发设备漏电、短路等故障,影响一二次设备的正常运行,甚至威胁到运维人员的人身安全。
(三)电子元件损坏
预制舱内的电子元件(如控制芯片、传感器等)对环境要求。盐雾中的有害物质会侵蚀电子元件表面,导致焊点氧化、电路板腐蚀,造成电子元件性能下降、功能失效,进而影响预制舱对光伏电站的监测与控制功能。
三、防盐雾设计关键要点
(一)材料选择
  1. 外壳材料:优先选用耐腐蚀性能优异的材料,如不锈钢(316L、304 等)、铝合金(5052、6061 等)。不锈钢具有良好的耐腐蚀性和强度,316L 不锈钢在含氯离子的环境中,抗腐蚀能力比 304 不锈钢更强;铝合金质量轻、导热性好,表面可通过阳氧化处理进一步提高耐腐蚀性。对于一些对成本较为敏感的项目,也可采用镀铝锌钢板,其表面的镀铝锌层能有效隔离盐雾与金属基体的接触,延缓腐蚀速度。

  1. 内部金属部件:电气连接件、支架等内部金属部件,可采用热浸镀锌、镀镍、镀铬等表面处理工艺。热浸镀锌层厚度一般不小于 80μm,能为金属提供长期有效的保护;镀镍、镀铬可在金属表面形成致密的保护膜,增强耐腐蚀性。同时,选择不锈钢材质的螺丝、螺母等紧固件,避免使用普通碳钢材质,防止因腐蚀导致连接松动。

  1. 绝缘材料:选用耐盐雾、耐潮湿性能好的绝缘材料,如环氧树脂、硅橡胶等。环氧树脂具有优异的电气绝缘性能和机械强度,且对盐雾有良好的耐受性;硅橡胶弹性好、耐老化,在盐雾环境下仍能保持稳定的绝缘性能,常用于绝缘子、电缆接头等绝缘部件。

(二)结构设计优化
  1. 密封设计:预制舱采用全密封结构设计,舱体拼接处、门窗、电缆进出口等部位,均设置高质量的密封胶条。密封胶条应选用硅橡胶或三元乙丙橡胶材质,具有良好的弹性、耐老化性和耐腐蚀性。门窗采用双层密封结构,并配备锁扣式压紧装置,密封效果。电缆进出口采用防水密封接头,对电缆进行密封处理,防止盐雾、湿气进入舱内。

  1. 排水设计:在预制舱底部设置排水孔,并安装排水阀。排水孔应合理布局,舱内积水能够及时排出。排水阀采用不锈钢材质,具有防腐蚀、防堵塞功能,防止盐结晶堵塞排水通道。同时,在舱体内部设置防水槽,引导积水流向排水孔,避免积水在舱内积聚。

  1. 通风设计:为保证舱内设备散热,同时防止盐雾进入,采用高效的通风过滤系统。通风口安装防尘防水滤网,滤网具有较高的过滤效率,能有效阻挡盐雾颗粒和灰尘。滤网可设计为可拆卸式,便于定期清洗和更换。此外,可在通风系统中增加除湿装置,降低舱内空气湿度,减少盐雾在设备表面凝结的可能性。

(三)表面防护工艺
  1. 涂层防护:预制舱外壳表面采用多层涂层防护体系,一般包括底漆、中间漆和面漆。底漆选用环氧富锌底漆,其含锌量高,具有阴保护作用,能有效防止金属腐蚀;中间漆采用环氧云铁中间漆,增加涂层厚度和防腐性能;面漆选用氟碳面漆,具有优异的耐候性、耐腐蚀性和耐沾污性,能长期保持表面光洁,抵御盐雾侵蚀。涂层总厚度应不小于 200μm,防护效果。

  1. 防腐蚀喷涂:对于内部金属部件,除采用表面处理工艺外,还可进行防腐蚀喷涂。喷涂聚脲弹性体、聚氨酯等防腐涂料,形成一层致密的保护膜,提高部件的耐腐蚀性。喷涂过程中,应涂层均匀、无漏喷,涂层厚度符合设计要求。

(四)电气设备防护
  1. 电气柜防护:一二次设备的电气柜采用 IP65 及以上防护等级,柜体材质选用不锈钢或经防腐处理的金属材料。电气柜内部的电气元件应进行防潮、防盐雾处理,如采用密封式继电器、防潮型电容器等。对于一些关键的电气元件,可安装在密封的保护盒内,并填充防潮绝缘胶,进一步提高防护性能。

  1. 电缆防护:选用耐盐雾、耐候性好的电缆,如交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE),其绝缘层具有良好的耐化学腐蚀性和电气性能。电缆敷设时,应避免电缆直接暴露在盐雾环境中,尽量采用穿管敷设或电缆沟敷设方式。电缆接头处采用防水、防腐蚀的连接工艺,如使用热缩电缆终端头,并在接头处填充防水密封胶,防止盐雾侵入。

四、维护与检测要点
(一)定期巡检
制定详细的巡检计划,定期对预制舱的外观、密封性能、排水系统、通风系统等进行检查。检查外壳涂层是否有剥落、锈蚀现象,密封胶条是否老化、变形,排水孔是否畅通,通风滤网是否堵塞等。发现问题及时处理,防止问题扩大化。
(二)性能检测
定期对预制舱内电气设备的绝缘性能、接地电阻等进行检测。使用绝缘电阻测试仪检测电气设备的绝缘电阻,其符合标准要求;使用接地电阻测试仪检测接地电阻,接地电阻值应不大于 4Ω。若检测结果不达标,及时查找原因并进行修复,避免因电气性能下降引发故障。
(三)涂层维护
根据涂层的老化程度,定期对预制舱外壳涂层进行维护。对于轻微的涂层剥落、锈蚀部位,可进行局部修补;对于大面积涂层老化、失效的情况,应重新进行涂层喷涂。在重新喷涂前,需对表面进行彻底清理,涂层附着力。
五、结论
在沿海地区光伏电站建设中,光伏一二次设备预制舱的防盐雾设计是保障电站可靠运行的关键环节。通过合理选择材料、优化结构设计、采用的表面防护工艺以及加强维护检测,能够有效抵御盐雾侵蚀,提高预制舱的耐久性和可靠性。在实际工程应用中,应充分考虑沿海地区的环境特点,严格按照防盐雾设计要求进行预制舱的设计、制造和安装,并建立完善的维护管理体系,光伏电站长期稳定运行,为沿海地区清洁能源发展提供有力支持。


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