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高濕與凝露:農田區域晝夜溫差大(可達 15℃以上),匯流箱內壁易形成凝露,水分滲透到金屬部件(如銅排、端子)表面,引發電化學腐蝕(銅氧化生成 CuO,接觸電阻增大);
農藥與化肥污染:周邊農田噴灑的除草劑(如草甘膦,pH 值 2-3)、化肥(如 ammonium nitrate,吸濕后呈酸性)可能通過空氣傳播或雨水飛濺附著在匯流箱表面,對涂層和金屬造成化學腐蝕(涂層鼓泡、金屬點蝕);
生物腐蝕:鳥類糞便(含尿酸,pH 值 3.89)、昆蟲分泌物長期附著在柜體表面,會破壞涂層完整性,形成局部腐蝕電池。
粉塵來源:農田耕作產生的土壤粉塵(含 SiO?、Al?O?)、秸稈焚燒后的灰燼顆粒,粒徑多在 0.1-100μm 之間;
危害路徑:粉塵通過匯流箱縫隙、通風口侵入內部,沉積在絕緣部件(如絕緣子、熔斷器)表面,降低爬電距離(粉塵吸濕后導電性增強),可能引發沿面閃絡;堆積在散熱孔會阻礙空氣流通,導致柜內溫度升高(較清潔狀態高 5-10℃),加速元件老化。
柜體材料選型:
優先選用 316 不銹鋼(含 Mo 元素,耐點蝕能力是 304 不銹鋼的 3-5 倍),厚度≥2mm,應對高濕與化學腐蝕;
成本敏感項目可選用鍍鋅鋼板 + 雙層噴涂:底層為鋅層(厚度≥80μm),外層為戶外專用聚酯粉末涂料(厚度≥60μm),通過鹽霧試驗(5000 小時無紅銹);
內部金屬件處理:
銅排表面鍍錫(厚度≥5μm)或鍍銀(厚度≥2μm),防止氧化變色;
螺栓、螺母等緊固件采用達克羅處理(耐鹽霧 1000 小時以上),替代傳統鍍鋅(易產生白銹)。
絕緣支撐件:選用耐候性工程塑料,如玻璃纖維增強聚酰胺(PA66-GF30,添加抗紫外線劑),在 85℃、85% RH 環境下 1000 小時后絕緣電阻保持≥101?Ω?cm;
密封件:采用三元乙丙橡膠(EPDM)或氟橡膠(FKM),耐受 - 40℃~120℃溫度范圍,且對農藥、化肥的化學耐受性優于普通橡膠(如 EPDM 在 5% 硫酸溶液中浸泡 1000 小時體積變化率≤5%)。
全密封設計:匯流箱采用 “無外露螺栓” 結構,柜門與柜體的接合面采用迷宮式設計(深度≥10mm),配合雙道 EPDM 密封圈(截面直徑 8mm,壓縮量 30%),防護等級達到 IP65(防止粉塵侵入,防低壓噴水);
排水與通風防腐:
柜體底部開設傾斜排水孔(坡度 5°),孔徑 Φ10mm,加裝不銹鋼濾網(防止昆蟲進入),凝露水及時排出;
通風口采用 “上出下進” 布局,進風口安裝防腐蝕金屬網(316 不銹鋼,孔徑 0.5mm),出風口加裝防雨帽(延伸長度≥50mm),減少雨水與粉塵直接侵入。
通風系統防塵:
進風口采用 “三級過濾”:外層金屬網(攔截>10μm 顆粒)+ 中層無紡布濾網(攔截 1-10μm 顆粒)+ 內層活性炭濾網(吸附 0.1-1μm 粉塵及農藥異味),濾網需設計為可拆卸式(每月更換一次,成本控制在 10 元 / 片以內);
風機選型:采用低噪音軸流風機(風量≥50m3/h),安裝位置避開粉塵直接吹向的方向(如柜內側面),減少氣流攜帶粉塵沉積在元件表面;
電纜入口密封:
采用防水防塵格蘭頭(材質 316 不銹鋼),電纜與格蘭頭之間的密封圈選用硬度 60 Shore A 的 EPDM,過盈配合(間隙≤0.1mm);
多根電纜引入時采用集體密封模塊(如硅膠灌封),避免單根密封失效導致的粉塵泄漏。
元件布局防塵:
高敏感元件(如電流傳感器、通信模塊)安裝在柜體上部(粉塵易沉積在下部),且加裝防塵罩(透明 PC 材質,便于觀察);
銅排、端子排等裸露導體采用絕緣包裹(如熱縮套管),減少粉塵附著面積;
易清潔結構:
柜內采用光滑表面設計(Ra≤1.6μm),避免直角、凹槽等積塵死角;
底部設置可拆卸集塵盒(每周清理一次),盒內鋪防塵棉(吸附細微粉塵)。
柜體表面憎水處理:在涂層表面噴涂納米憎水劑(如含氟涂層),使水接觸角>110°,農藥液滴與柜體表面的附著力下降 60%,雨水可自行沖刷掉大部分附著的污染物;
防鳥啄與昆蟲侵入:
通風口加裝細孔金屬網(孔徑≤1mm),防止麻雀、老鼠等進入;
柜體底部涂抹防蟻涂料(如氯菊酯類,持效期≥2 年),防止白蟻啃咬密封件。
安裝位置優化:匯流箱應安裝在距離農田邊緣≥5m、高于地面≥30cm 的支架上,減少農藥直接噴灑與地面揚塵的影響;
維護便利性:柜門設計為全開式(開啟角度≥120°),內部元件布局預留≥30cm 的操作空間,便于濾網更換與粉塵清理;
狀態監測:在柜內安裝粉塵傳感器(檢測濃度≥0.5mg/m3 時報警)和濕度傳感器(聯動風機與加熱器),通過農網監控平臺提醒運維人員及時維護。
腐蝕測試:
鹽霧試驗:316 不銹鋼部件經 5000 小時中性鹽霧試驗(GB/T 10125)無紅銹;
化學腐蝕試驗:將柜體樣品浸泡在 5% 硫酸溶液中 100 小時,涂層無剝落、金屬無點蝕;
防塵測試:按 GB/T 4208 進行 IP6X 測試(滑石粉試驗 8 小時),內部元件表面粉塵沉積量≤0.1g/m2;
現場驗收:安裝后運行 3 個月,打開柜體檢查:
絕緣部件表面無可見粉塵;
金屬部件無氧化變色;
密封件無老化、開裂現象。