福建电科院为电力设备 打造防腐蚀“铠甲”

　　团队研究方向

　　基于亚热带海洋性季风气候特点，面向电力设备腐蚀机理研究、腐蚀基础数据采集与分析、环境适应性验证、腐蚀与老化防护技术等方面开展科研攻关，助力保障电力设备安全可靠运行。

　　团队成果展示

　　●承担3项国家级科技项目、9项省部级科技项目

　　●申报的2项ISO国际标准获批立项，牵头或参与编制5项国家标准、4项行业标准

　　●获得1项国际专利授权、26项国家发明专利授权

　　●获得10项省部级科技奖励

　　福建省位于亚热带沿海地区，大气环境具有高温、高湿、高盐雾等特点。如何提升电力设备的防腐蚀能力是长期以来困扰当地电网企业的难题。

福建电科院技术人员在野外站开展标准材料样品投样工作。

　　自2015年开始，国网福建省电力有限公司依托福建电科院，以能源领域国家重大工程需求为导向，发展材料腐蚀学科，在莆田建设野外科学观测研究站。2024年年初，莆田滨海大气环境材料腐蚀与电力设备安全福建省野外科学观测研究站(以下简称野外站)被认定为第二批福建省野外科学观测研究站。野外站可监测电力设备所在区域的气象等环境参数，具备长期观测沿海地区电力设备带电条件下腐蚀情况的能力，还可针对多种类型电力设备和材料开展现场腐蚀暴露试验。

　　布局观测网络，建立福建电网材料与电力设备腐蚀数据库

　　“近年来，电力设备受自然环境影响的不确定性增加。我们布局建设观测研究体系并开展长期稳定观测与研究，对提升电网抵御环境影响能力、强化电力安全保供意义重大。”野外站学术带头人、福建电科院环保与电工材料研究所主任研究员林德源说。

　　依托全省输变电工程，野外站建有100个动态大气腐蚀监测点、62个现场腐蚀试验点、104个土壤腐蚀监测点和30个输电杆塔气象监测点，观测对象包括金属材料、高分子材料、无机非金属材料等，以及各类电力设备。野外站目前已收集了大量气象数据与大气腐蚀介质数据，并建立了福建电网材料与电力设备腐蚀数据库，利用神经元网络、随机森林等模型对数据进行标准化管理与深度分析，实现电力设备腐蚀情况的定量评价和腐蚀过程的精确预测。

　　2021年，野外站绘制并发布了福建电网大气腐蚀等级分布图，并将其应用于全省输变电工程建设中，支撑差异化防腐设计，提升电力设备防腐蚀能力。福建电网大气腐蚀等级分布图显示，福建省重腐蚀等级和极重腐蚀等级的地区分别占全省面积的19.5%和6.3%。福建是国家电网有限公司经营区内环境腐蚀性最强的地区。

　　依托两个试验场研究电力设备的环境适应性，为设备选型提供支撑

　　“腐蚀是造成福建电网设备寿命缩短和性能劣化的重要因素之一。我们发现，对腐蚀问题最有效的手段是事前防护，也就是在设备设计、选型阶段就考虑防腐蚀问题。此前，我们模拟的环境与设备在带电条件下的实际运行工况有差距，所以要在典型的沿海环境下开展材料和设备的长期观测与环境适应性实证工作。”野外站副站长、福建电科院副主任研究员夏晓健说。

　　野外站建有湄洲岛、东峤两个规模化试验场，总面积约13000平方米。其中，湄洲岛试验场面积约3000平方米，设有九大区域，包括材料腐蚀观测区、自然加速试验区、二次设备观测区、元器件静置观测区、互感器观测区、低压计量箱静置观测区、电能表等采集设备户外观测区、元器件在线观测区、计量设备现场运行户外观测区。东峤试验场占地约10000平方米，包括材料腐蚀观测区、自然加速试验区、输变配电设备整体不带电观测试验区、输变配设备带电观测试验区、“风光储充”实证试验区、通信设备观测区等。科研人员在两个试验场研究实际工况下电力设备的环境适应性，重点分析温度、湿度、风速、光照、盐雾沉降等因素对设备性能的影响，开展失效分析、性能验证与评价，为设备选型提供了支撑。

　　在野外站的支撑下，国网福建电力进一步细化了18大类变电设备、5大类输电设备的材料选型要求及防腐蚀工作内容，修订了配电箱、配电网隔离开关、跌落式熔断器等7类设备采购技术规范。野外站还支撑国网设备部编制了《国家电网有限公司电网设备腐蚀与防护工作手册》。

　　申报的2项ISO国际标准获批立项，提升我国在相关领域的话语权

　　根据“观测、试验、示范、应用”四个原则，野外站构建了数据采集分析平台、电力设备环境适应性平台、腐蚀与防护技术研究平台和开放共享平台。这四大平台涉及科研攻关、试验验证、标准制定、示范应用、成果转化等环节，为相关领域科技创新全链条提供支撑。

　　野外站坚持问题导向、目标导向，开展新材料研制与应用工作。近年来，他们研发了基于石墨烯和稀土氧化物复合改性的高性能防腐涂料，石墨烯复合镀银层、高强铝合金复合材料等防腐新材料。这些涂料、新材料具有防腐蚀性能好、性价比高等优点，在闽粤联网工程、1000千伏福州—厦门特高压交流工程等重点工程中应用，助力提升了相关工程设备的防腐蚀能力。

　　2022年，野外站立项了国家自然科学基金项目“自源性电场和磁场下导体材料腐蚀行为研究”，在电力设备带电条件下的腐蚀理论研究方面实现突破。2023年，野外站还提出了通电条件下导体材料的腐蚀测试方法，申报的ISO TR 22801《金属和合金的腐蚀 交流电条件下导体材料腐蚀测试方法》获批立项。2024年，野外站申报修订大气腐蚀领域核心国际标准ISO 9225《金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 影响大气腐蚀性环境参数的测量》获批立项，进一步提升了我国在相关领域的话语权。(文字：郭清梅 摄影：项胤兴)