福建電科院為電力設備 打造防腐蝕“鎧甲”

　　團隊研究方向

　　基于亞熱帶海洋性季風氣候特點，面向電力設備腐蝕機理研究、腐蝕基礎數據采集與分析、環境適應性驗證、腐蝕與老化防護技術等方面開展科研攻關，助力保障電力設備安全可靠運行。

　　團隊成果展示

　　●承擔3項國家級科技項目、9項省部級科技項目

　　●申報的2項ISO國際標準獲批立項，牽頭或參與編制5項國家標準、4項行業標準

　　●獲得1項國際專利授權、26項國家發明專利授權

　　●獲得10項省部級科技獎勵

　　福建省位于亞熱帶沿海地區，大氣環境具有高溫、高濕、高鹽霧等特點。如何提升電力設備的防腐蝕能力是長期以來困擾當地電網企業的難題。

福建電科院技術人員在野外站開展標準材料樣品投樣工作。

　　自2015年開始，國網福建省電力有限公司依托福建電科院，以能源領域國家重大工程需求為導向，發展材料腐蝕學科，在莆田建設野外科學觀測研究站。2024年年初，莆田濱海大氣環境材料腐蝕與電力設備安全福建省野外科學觀測研究站(以下簡稱野外站)被認定為第二批福建省野外科學觀測研究站。野外站可監測電力設備所在區域的氣象等環境參數，具備長期觀測沿海地區電力設備帶電條件下腐蝕情況的能力，還可針對多種類型電力設備和材料開展現場腐蝕暴露試驗。

　　布局觀測網絡，建立福建電網材料與電力設備腐蝕數據庫

　　“近年來，電力設備受自然環境影響的不確定性增加。我們布局建設觀測研究體系并開展長期穩定觀測與研究，對提升電網抵御環境影響能力、強化電力安全保供意義重大。”野外站學術帶頭人、福建電科院環保與電工材料研究所主任研究員林德源說。

　　依托全省輸變電工程，野外站建有100個動態大氣腐蝕監測點、62個現場腐蝕試驗點、104個土壤腐蝕監測點和30個輸電桿塔氣象監測點，觀測對象包括金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料等，以及各類電力設備。野外站目前已收集了大量氣象數據與大氣腐蝕介質數據，并建立了福建電網材料與電力設備腐蝕數據庫，利用神經元網絡、隨機森林等模型對數據進行標準化管理與深度分析，實現電力設備腐蝕情況的定量評價和腐蝕過程的精確預測。

　　2021年，野外站繪制并發布了福建電網大氣腐蝕等級分布圖，并將其應用于全省輸變電工程建設中，支撐差異化防腐設計，提升電力設備防腐蝕能力。福建電網大氣腐蝕等級分布圖顯示，福建省重腐蝕等級和極重腐蝕等級的地區分別占全省面積的19.5%和6.3%。福建是國家電網有限公司經營區內環境腐蝕性最強的地區。

　　依托兩個試驗場研究電力設備的環境適應性，為設備選型提供支撐

　　“腐蝕是造成福建電網設備壽命縮短和性能劣化的重要因素之一。我們發現，對腐蝕問題最有效的手段是事前防護，也就是在設備設計、選型階段就考慮防腐蝕問題。此前，我們模擬的環境與設備在帶電條件下的實際運行工況有差距，所以要在典型的沿海環境下開展材料和設備的長期觀測與環境適應性實證工作。”野外站副站長、福建電科院副主任研究員夏曉健說。

　　野外站建有湄洲島、東嶠兩個規模化試驗場，總面積約13000平方米。其中，湄洲島試驗場面積約3000平方米，設有九大區域，包括材料腐蝕觀測區、自然加速試驗區、二次設備觀測區、元器件靜置觀測區、互感器觀測區、低壓計量箱靜置觀測區、電能表等采集設備戶外觀測區、元器件在線觀測區、計量設備現場運行戶外觀測區。東嶠試驗場占地約10000平方米，包括材料腐蝕觀測區、自然加速試驗區、輸變配電設備整體不帶電觀測試驗區、輸變配設備帶電觀測試驗區、“風光儲充”實證試驗區、通信設備觀測區等。科研人員在兩個試驗場研究實際工況下電力設備的環境適應性，重點分析溫度、濕度、風速、光照、鹽霧沉降等因素對設備性能的影響，開展失效分析、性能驗證與評價，為設備選型提供了支撐。

　　在野外站的支撐下，國網福建電力進一步細化了18大類變電設備、5大類輸電設備的材料選型要求及防腐蝕工作內容，修訂了配電箱、配電網隔離開關、跌落式熔斷器等7類設備采購技術規范。野外站還支撐國網設備部編制了《國家電網有限公司電網設備腐蝕與防護工作手冊》。

　　申報的2項ISO國際標準獲批立項，提升我國在相關領域的話語權

　　根據“觀測、試驗、示范、應用”四個原則，野外站構建了數據采集分析平臺、電力設備環境適應性平臺、腐蝕與防護技術研究平臺和開放共享平臺。這四大平臺涉及科研攻關、試驗驗證、標準制定、示范應用、成果轉化等環節，為相關領域科技創新全鏈條提供支撐。

　　野外站堅持問題導向、目標導向，開展新材料研制與應用工作。近年來，他們研發了基于石墨烯和稀土氧化物復合改性的高性能防腐涂料，石墨烯復合鍍銀層、高強鋁合金復合材料等防腐新材料。這些涂料、新材料具有防腐蝕性能好、性價比高等優點，在閩粵聯網工程、1000千伏福州—廈門特高壓交流工程等重點工程中應用，助力提升了相關工程設備的防腐蝕能力。

　　2022年，野外站立項了國家自然科學基金項目“自源性電場和磁場下導體材料腐蝕行為研究”，在電力設備帶電條件下的腐蝕理論研究方面實現突破。2023年，野外站還提出了通電條件下導體材料的腐蝕測試方法，申報的ISO TR 22801《金屬和合金的腐蝕 交流電條件下導體材料腐蝕測試方法》獲批立項。2024年，野外站申報修訂大氣腐蝕領域核心國際標準ISO 9225《金屬和合金的腐蝕 大氣腐蝕性 影響大氣腐蝕性環境參數的測量》獲批立項，進一步提升了我國在相關領域的話語權。(文字：郭清梅 攝影：項胤興)