电网该穿什么“衣服”?中国大气腐蚀数字地图来作答!
2024-11-22 15:43:44 作者:国际科技创新中心 来源:国际科技创新中心 分享至:

最近,我国南北方气温突降,广东变“广冻”冲上热搜,寒潮天气致用电负荷大幅攀升。当我们翻箱倒柜找出滑雪服、羽绒服、冲锋衣的时候,几乎想不起来背后那张从来没有让人失望过的坚强、稳定的电网,更没有考虑过电网也需要穿上不同的“防护衣”才能让它“百毒不侵、风雨兼程”。

输电线路和变电站设备长时间暴露在户外,表面会受到腐蚀。但因为各地的温、湿度,空气中二氧化硫、氯离子等污染物含量不同,腐蚀程度也有很大差异。要提前判断输电线路和变电站所处的大气环境腐蚀等级,就需要一份高精度腐蚀数字地图。

△ 中国大气腐蚀数字地图,地图精度2km×2km,准确度86%

我国首个高精度腐蚀数字地图由未来科学城“能源谷”入驻企业国网智能电网研究院(以下简称“智研院”)绘制完成,一张地图的背后隐藏着不为人知的巨大努力和付出。我国幅员辽阔,腐蚀环境差异巨大,在此之前尚无覆盖全国的腐蚀数字地图,受限于基础数据的缺失,长期以来该问题无法得到有效解决。“腐蚀数字地图的工作量巨大,凝聚了团队8年的努力,为从源头上解决电网设备腐蚀问题奠定了基础。”智研院副院长陈新介绍,国家电网有限公司统一组织、智研院牵头在我国2393个地点建立了腐蚀试验站,进行现场试验及环境监测,共收集设备材料腐蚀数据4万余个及百万级腐蚀环境数据。

河南棠溪站

浙江青田站

吉林昌盛站

浙江台州站

△ 腐蚀数据规大气环境投样实验

电工新材料所综合办主任兼电网腐蚀防护团队负责人郝文魁介绍:“该工作主要通过标准大气腐蚀现场实验方法(简称为“曝露”法)开展,并进行大气环境腐蚀关键影响因素的收集和测试。为保证大气腐蚀地图的完整性和准确性,应对其覆盖区域进行均匀布点,并结合变电站所处地理位置、运行经验、环境特点、重点腐蚀区域进行现场投样选点。”因为我国沿海地区温度湿度偏高,近海大气环境下,氯盐腐蚀严重,该地图还结合沿海氯离子扩散模型分析,提出了腐蚀环境反距离加权空间插值模型,建立了腐蚀数字地图自修正绘制方法,使地图准确度达到86%。

△腐蚀数据规模化采集

凡事预则立,不预则废。大气环境腐蚀性是影响输变电设备发生腐蚀的重要因素,对不同区域大气环境腐蚀程度未进行分级,导致设计阶段对输变电设备无法开展差异化防腐蚀设计,是设备发生腐蚀的重要原因,且设备一旦发生腐蚀,运维阶段开展的防护措施只能治标,不能治本。而现在,“通过查询地图,技术人员能清晰查看输电线路沿线及变电站所在环境的腐蚀等级,并对处于重腐蚀区段的设备进行差异化防腐设计。”智研院电工新材料研究所所长韩钰表示。高精度腐蚀数字地图出炉从源头上预防了问题的发生,是国内首次统一组织、统一标准开展的最大规模的现场腐蚀试验及数据收集工作,成功填补国内该领域空白,整体技术达到国际领先水平。

△ 腐蚀数字地图在我国在建特高压工程推广应用

目前,腐蚀数字地图已在“白鹤滩-江苏”等4条特高压工程上成功应用,有效提升特高压工程应对重腐蚀环境的能力,为促进我国各领域工程装备防腐能力提升奠定了重要基础。在腐蚀数字地图基础上,智研院建立电网腐蚀与防护数据平台,为电网设备差异化防腐提供“记忆系统”和“策略系统”,构建了防腐长效工作机制。下一步,智研院将开展全方位材料服役数据资源整合、开发、共享及应用,为我国各重要行业提供基础数据及技术支持,推动我国防腐工作水平整体进步。

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