團隊研究方向
基于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候特點(diǎn)，面向電力設備腐蝕機理研究、腐蝕基礎數據采集與分析、環(huán)境適應性驗證、腐蝕與老化防護技術(shù)等方面開(kāi)展科研攻關(guān)，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(yè)標準
●獲得1項國際專(zhuān)利授權、26項國家發(fā)明專(zhuān)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(huán)境具有高溫、高濕、高鹽霧等特點(diǎn)。如何提升電力設備的防腐蝕能力是長(cháng)期以來(lái)困擾當地電網(wǎng)企業(yè)的難題。
福建電科院技術(shù)人員在野外站開(kāi)展標準材料樣品投樣工作。
自2015年開(kāi)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向，發(fā)展材料腐蝕學(xué)科，在莆田建設野外科學(xué)觀(guān)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備安全福建省野外科學(xué)觀(guān)測研究站(以下簡(jiǎn)稱(chēng)野外站)被認定為第二批福建省野外科學(xué)觀(guān)測研究站。野外站可監測電力設備所在區域的氣象等環(huán)境參數，具備長(cháng)期觀(guān)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(lèi)型電力設備和材料開(kāi)展現場(chǎng)腐蝕暴露試驗。
布局觀(guān)測網(wǎng)絡(luò )，建立福建電網(wǎng)材料與電力設備腐蝕數據庫
“近年來(lái)，電力設備受自然環(huán)境影響的不確定性增加。我們布局建設觀(guān)測研究體系并開(kāi)展長(cháng)期穩定觀(guān)測與研究，對提升電網(wǎng)抵御環(huán)境影響能力、強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(shuō)。
依托全省輸變電工程，野外站建有100個(gè)動(dòng)態(tài)大氣腐蝕監測點(diǎn)、62個(gè)現場(chǎng)腐蝕試驗點(diǎn)、104個(gè)土壤腐蝕監測點(diǎn)和30個(gè)輸電桿塔氣象監測點(diǎn)，觀(guān)測對象包括金屬材料、高分子材料、無(wú)機非金屬材料等，以及各類(lèi)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(zhì)數據，并建立了福建電網(wǎng)材料與電力設備腐蝕數據庫，利用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )、隨機森林等模型對數據進(jìn)行標準化管理與深度分析，實(shí)現電力設備腐蝕情況的定量評價(jià)和腐蝕過(guò)程的精確預測。
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(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(yíng)區內環(huán)境腐蝕性最強的地區。
依托兩個(gè)試驗場(chǎng)研究電力設備的環(huán)境適應性，為設備選型提供支撐
“腐蝕是造成福建電網(wǎng)設備壽命縮短和性能劣化的重要因素之一。我們發(fā)現，對腐蝕問(wèn)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(wèn)題。此前，我們模擬的環(huán)境與設備在帶電條件下的實(shí)際運行工況有差距，所以要在典型的沿海環(huán)境下開(kāi)展材料和設備的長(cháng)期觀(guān)測與環(huán)境適應性實(shí)證工作。”野外站副站長(cháng)、福建電科院副主任研究員夏曉健說(shuō)。
野外站建有湄洲島、東嶠兩個(gè)規?；囼瀳?chǎng)，總面積約13000平方米。其中，湄洲島試驗場(chǎng)面積約3000平方米，設有九大區域，包括材料腐蝕觀(guān)測區、自然加速試驗區、二次設備觀(guān)測區、元器件靜置觀(guān)測區、互感器觀(guān)測區、低壓計量箱靜置觀(guān)測區、電能表等采集設備戶(hù)外觀(guān)測區、元器件在線(xiàn)觀(guān)測區、計量設備現場(chǎng)運行戶(hù)外觀(guān)測區。東嶠試驗場(chǎng)占地約10000平方米，包括材料腐蝕觀(guān)測區、自然加速試驗區、輸變配電設備整體不帶電觀(guān)測試驗區、輸變配設備帶電觀(guān)測試驗區、“風(fēng)光儲充”實(shí)證試驗區、通信設備觀(guān)測區等?？蒲腥藛T在兩個(gè)試驗場(chǎng)研究實(shí)際工況下電力設備的環(huán)境適應性，重點(diǎn)分析溫度、濕度、風(fēng)速、光照、鹽霧沉降等因素對設備性能的影響，開(kāi)展失效分析、性能驗證與評價(jià)，為設備選型提供了支撐。
在野外站的支撐下，國網(wǎng)福建電力進(jìn)一步細化了18大類(lèi)變電設備、5大類(lèi)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(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)、跌落式熔斷器等7類(lèi)設備采購技術(shù)規范。野外站還支撐國網(wǎng)設備部編制了《國家電網(wǎng)有限公司電網(wǎng)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(guān)領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權
根據“觀(guān)測、試驗、示范、應用”四個(gè)原則，野外站構建了數據采集分析平臺、電力設備環(huán)境適應性平臺、腐蝕與防護技術(shù)研究平臺和開(kāi)放共享平臺。這四大平臺涉及科研攻關(guān)、試驗驗證、標準制定、示范應用、成果轉化等環(huán)節，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(wèn)題導向、目標導向，開(kāi)展新材料研制與應用工作。近年來(lái)，他們研發(fā)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?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在閩粵聯(lián)網(wǎng)工程、1000千伏福州—廈門(mén)特高壓交流工程等重點(diǎn)工程中應用，助力提升了相關(guān)工程設備的防腐蝕能力。
2022年，野外站立項了國家自然科學(xué)基金項目“自源性電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(shí)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(lǐng)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(huán)境參數的測量》獲批立項，進(jìn)一步提升了我國在相關(guān)領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權。(文字：郭清梅 攝影：項胤興)
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