團(tuán)隊研究方向

　　基于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候特點，面向電力設(shè)備腐蝕機(jī)理研究、腐蝕基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與分析、環(huán)境適應(yīng)性驗證、腐蝕與老化防護(hù)技術(shù)等方面開展科研攻關(guān)，助力保障電力設(shè)備安全可靠運行。

　　團(tuán)隊成果展示

　　●承擔(dān)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(biāo)準(zhǔn)獲批立項，牽頭或參與編制5項國家標(biāo)準(zhǔn)、4項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

　　●獲得1項國際專利授權(quán)、26項國家發(fā)明專利授權(quán)

　　●獲得10項省部級科技獎勵

　　福建省位于亞熱帶沿海地區(qū)，大氣環(huán)境具有高溫、高濕、高鹽霧等特點。如何提升電力設(shè)備的防腐蝕能力是長期以來困擾當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)企業(yè)的難題。

福建電科院技術(shù)人員在野外站開展標(biāo)準(zhǔn)材料樣品投樣工作。

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

　　布局觀測網(wǎng)絡(luò)，建立福建電網(wǎng)材料與電力設(shè)備腐蝕數(shù)據(jù)庫

　　“近年來，電力設(shè)備受自然環(huán)境影響的不確定性增加。我們布局建設(shè)觀測研究體系并開展長期穩(wěn)定觀測與研究，對提升電網(wǎng)抵御環(huán)境影響能力、強(qiáng)化電力安全保供意義重大。”野外站學(xué)術(shù)帶頭人、福建電科院環(huán)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(tài)大氣腐蝕監(jiān)測點、62個現(xiàn)場腐蝕試驗點、104個土壤腐蝕監(jiān)測點和30個輸電桿塔氣象監(jiān)測點，觀測對象包括金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料等，以及各類電力設(shè)備。野外站目前已收集了大量氣象數(shù)據(jù)與大氣腐蝕介質(zhì)數(shù)據(jù)，并建立了福建電網(wǎng)材料與電力設(shè)備腐蝕數(shù)據(jù)庫，利用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)森林等模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理與深度分析，實現(xiàn)電力設(shè)備腐蝕情況的定量評價和腐蝕過程的精確預(yù)測。

　　2021年，野外站繪制并發(fā)布了福建電網(wǎng)大氣腐蝕等級分布圖，并將其應(yīng)用于全省輸變電工程建設(shè)中，支撐差異化防腐設(shè)計，提升電力設(shè)備防腐蝕能力。福建電網(wǎng)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(qū)分別占全省面積的19.5%和6.3%。福建是國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)內(nèi)環(huán)境腐蝕性最強(qiáng)的地區(qū)。

　　依托兩個試驗場研究電力設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性，為設(shè)備選型提供支撐

　　“腐蝕是造成福建電網(wǎng)設(shè)備壽命縮短和性能劣化的重要因素之一。我們發(fā)現(xiàn)，對腐蝕問題最有效的手段是事前防護(hù)，也就是在設(shè)備設(shè)計、選型階段就考慮防腐蝕問題。此前，我們模擬的環(huán)境與設(shè)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(huán)境下開展材料和設(shè)備的長期觀測與環(huán)境適應(yīng)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(guī)?；囼瀳?，總面積約13000平方米。其中，湄洲島試驗場面積約3000平方米，設(shè)有九大區(qū)域，包括材料腐蝕觀測區(qū)、自然加速試驗區(qū)、二次設(shè)備觀測區(qū)、元器件靜置觀測區(qū)、互感器觀測區(qū)、低壓計量箱靜置觀測區(qū)、電能表等采集設(shè)備戶外觀測區(qū)、元器件在線觀測區(qū)、計量設(shè)備現(xiàn)場運行戶外觀測區(qū)。東嶠試驗場占地約10000平方米，包括材料腐蝕觀測區(qū)、自然加速試驗區(qū)、輸變配電設(shè)備整體不帶電觀測試驗區(qū)、輸變配設(shè)備帶電觀測試驗區(qū)、“風(fēng)光儲充”實證試驗區(qū)、通信設(shè)備觀測區(qū)等?？蒲腥藛T在兩個試驗場研究實際工況下電力設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性，重點分析溫度、濕度、風(fēng)速、光照、鹽霧沉降等因素對設(shè)備性能的影響，開展失效分析、性能驗證與評價，為設(shè)備選型提供了支撐。

　　在野外站的支撐下，國網(wǎng)福建電力進(jìn)一步細(xì)化了18大類變電設(shè)備、5大類輸電設(shè)備的材料選型要求及防腐蝕工作內(nèi)容，修訂了配電箱、配電網(wǎng)隔離開關(guān)、跌落式熔斷器等7類設(shè)備采購技術(shù)規(guī)范。野外站還支撐國網(wǎng)設(shè)備部編制了《國家電網(wǎng)有限公司電網(wǎng)設(shè)備腐蝕與防護(hù)工作手冊》。

　　申報的2項ISO國際標(biāo)準(zhǔn)獲批立項，提升我國在相關(guān)領(lǐng)域的話語權(quán)

　　根據(jù)“觀測、試驗、示范、應(yīng)用”四個原則，野外站構(gòu)建了數(shù)據(jù)采集分析平臺、電力設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性平臺、腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究平臺和開放共享平臺。這四大平臺涉及科研攻關(guān)、試驗驗證、標(biāo)準(zhǔn)制定、示范應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化等環(huán)節(jié)，為相關(guān)領(lǐng)域科技創(chuàng)新全鏈條提供支撐。

　　野外站堅持問題導(dǎo)向、目標(biāo)導(dǎo)向，開展新材料研制與應(yīng)用工作。近年來，他們研發(fā)了基于石墨烯和稀土氧化物復(fù)合改性的高性能防腐涂料，石墨烯復(fù)合鍍銀層、高強(qiáng)鋁合金復(fù)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(yōu)點，在閩粵聯(lián)網(wǎng)工程、1000千伏福州—廈門特高壓交流工程等重點工程中應(yīng)用，助力提升了相關(guān)工程設(shè)備的防腐蝕能力。

　　2022年，野外站立項了國家自然科學(xué)基金項目“自源性電場和磁場下導(dǎo)體材料腐蝕行為研究”，在電力設(shè)備帶電條件下的腐蝕理論研究方面實現(xiàn)突破。2023年，野外站還提出了通電條件下導(dǎo)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(dǎo)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(lǐng)域核心國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9225《金屬和合金的腐蝕 大氣腐蝕性 影響大氣腐蝕性環(huán)境參數(shù)的測量》獲批立項，進(jìn)一步提升了我國在相關(guān)領(lǐng)域的話語權(quán)。(文字：郭清梅 攝影：項胤興)