海上风电场变压器防腐研究

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1、第47卷第3期Vol.47No.32010年3月TRANSFORMERMarch2010海上风电场变压器防腐研究江玉蓉，符杨，魏书荣，葛红花（上海电力学院，上海200090）摘要：介绍了海上风电场变压器的腐蚀机理和危害，对变压器的耐腐蚀性能进行了研究。关键词：变压器；防腐；风电场中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：1001－8425（2010）03－0040－04ResearchonPreventionofCorrosionofTransformerinOffshoreWindPowerP

2、lantJIANGYu蛳rong,FUYang,WEIShu蛳rong,GEHong蛳hua（ShanghaiUniversityofElectricPower,Shanghai200090,China）Abstract：Thecorrosionmechanismandhazardoftransformerinoffshorewindpowerplantarepresented.Theanti-corrosioncharacteristicsoftransformerareresearched.Ke

3、ywords：Transformer；Preventionofcorrosion；Windingpowerplant用，且其耐腐蚀性可满足陆上输变电设备的要求，这1引言些材料及涂层是否满足工作在海洋大气环境中的电海上或沿海变压器的外壳，长期承受高温高湿器设备的耐腐蚀要求需要进行研究。本文中笔者分的海洋环境影响，以及海水飞溅影响会发生不同程析了盐雾腐蚀的机理，并利用盐雾试验箱对变压器度的腐蚀现象，从而引发风电场的故障。全球首个大金属部件进行耐盐雾腐蚀性能的检测，并最终做出型海上风电场荷斯韦夫（Horn

4、sRev）在投入运行后评价。不久，部分风机机组的变压器、发电机开始出现技术2盐雾腐蚀机理及危害故障。故障原因较为综合，除了制造问题、安装问题外，离岸的气候条件、空气中盐分侵蚀也被认作重要2.1盐雾腐蚀机理的因素。金属材料是输变电系统中最重要的结构材料，离岸风机、变压器等通常是在岸上电气设备的输变电设备的外壳、基座和杆塔等都是以钢铁为主基础上略作修改制造完成，由于长期处于海洋环境的金属构件。在海洋环境下，大气中含有大量的氯离中，相对而言，离岸电气设备更容易受到各类腐蚀等子，具有较高的导电率，易在金属表

5、面形成微电池和不良影响。就像HornsRev，电场需要支出大量经费宏观电池，增加腐蚀的活性，破坏金属表面的钝化用于主要部件的更换。因此风力发电机组、变压器等膜。各种材料的腐蚀速率和性能下降远比在陆上大在设计开发之时，必须提高防腐蚀保护，降低维护和气环境下快，在一般大气条件下抗腐蚀性能良好的服务的需求。目前发展海上风力发电急需解决的问不锈钢在海水中也会发生局部腐蚀。题之一，就是海洋大气对于长期运行的海上风力电海洋环境中的盐雾，其组成与海水相似，对设备气设备的腐蚀。的腐蚀主要是其中的大量氯离子。它对金属

6、的腐蚀海上或沿海变电站变压器金属构件普遍采用碳是以电化学方式进行的，其机理是基于原电池腐蚀。钢及各种防腐涂层，它们在陆上电气设备中普遍采盐雾的电化学腐蚀过程大致如下：阳极上，金属由于基金项目：上海市重点科技攻关计划项目资助（071605123）；上海市教委重点学科建设项目资助（J51301）第3期江玉蓉、符杨、魏书荣等：海上风电场变压器防腐研究41负电性强（标准电极电位低）容易失去电子而变为金腐蚀性能的环境试验。它分为两大类，一类为天然环属阳离子，并以水化离子的形式进入溶液，同时把相境暴露试验，另一

7、类为人工加速模拟盐雾环境试验。当的电子留在金属（Me)中。人工模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空++Me+nH2O→Me·nH2O+2e（1）间的试验设备———盐雾试验箱，在其容积空间内用阴极上，留在阴极金属中的剩余电子，被氧去极人工的方法，造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀化，还原并吸收电子，成为氢氧根离子。性能质量进行考核。它与天然环境相比，其盐雾环境-O2+2H2O+4e→4OH（2）的氯化物的盐浓度，可以是一般天然环境盐含量的+在电解液中，氯化钠离解而生成钠离子（Na）和几倍或几十倍，使

8、腐蚀速度大大提高，对产品进行盐-氯离子（Cl），部分氯离子、金属离子和氢氧根离子雾试验，得出结果的时间也大大缩短，本次研究采用反应成金属腐蚀物。人工加速模拟盐雾环境进行试验。++--2Me+2Cl+2OH→MeCl2·Me(OH)2（3）笔者利用盐雾试验箱对变压器金属部件如变压盐雾对金属的腐蚀作用，除了盐雾作为一种电器阀门（变压器本体和散热器油管间的真空蝶阀）、解质加速微电池腐蚀过程外，还因为盐雾溶液中主不同涂层的变压器碳钢封板放入盐雾箱中进行耐盐要腐蚀介质为氯离子。