1 方案概述

海上风电单桩、导管架桩基础长期服役于潮差区、全浸海水区、海泥区，面临高氯离子、海浪冲刷、海生物附着、风机振动、盐雾腐蚀等多重恶劣工况，钢结构腐蚀风险突出。本方案为海上风电桩基础外加电流阴极保护（ICCP）恒电位仪系统，参照 T/JSERS 42024、GB/T 334232016、ISO 246566 标准设计，采用海上专用智能恒电位仪，配套水下 MMO/Ti 辅助阳极、固态氯化银参比电极，实现桩基础水下部位闭环阴极保护；系统集成 CPMS 阴极保护监测，接入风机 SCADA 平台，满足风机 25 年设计寿命防腐要求。

保护电位控制指标（相对于 Ag/AgCl 参比电极）：普通钢结构0.80V～1.05V；高强钢（≥700MPa）0.80V～0.95V，严格控制过负，防止高强钢氢脆风险。

2 系统总体架构

整套 ICCP 系统由海上专用智能恒电位仪主机、水下辅助阳极组、水下 Ag/AgCl 参比电极组、水下复合屏蔽电缆、接线密封组件、本地监测与 SCADA 通信单元组成。

1. 恒电位仪布置于风机上部塔筒内部电控舱；
2. 输出阳极电缆、参比信号电缆沿塔筒向下敷设，穿过塔筒底部水密接头，接入水下辅助阳极与参比电极；
3. 电流回路：恒电位仪正极→水下 MMO 辅助阳极→海水介质→风电桩钢结构→阴极电缆回到恒电位仪负极；
4. 信号回路：水下氯化银参比电极采集桩体电位，屏蔽信号电缆回传至恒电位仪，形成闭环调节控制。

3 恒电位仪主机技术设计（海上风电专用）

3.1 硬件架构

采用 DSP 数字化高频开关电源，IGBT 功率模块，整机效率≥90%，纹波系数≤1%，适应海上塔筒盐雾、振动环境。

• 输入：AC220V/380V，取自风机内部供电；
• 输出：按单桩保护面积计算，单台风机基础常用 030A/050V、050A/075V 规格，输出预留 1.31.5 倍电流余量；导管架基础可选用多路独立通道机型，实现分层分区保护。
• 防护：塔筒内部机柜 IP54；海上户外平台机柜 IP65；整机三防喷涂（防潮、防盐雾、防霉），抗风机振动冲击；工作温度30℃～+60℃。

3.2 核心功能配置

1. 工作模式：恒电位（主模式）、恒电流、恒槽压三模式；参比电极故障时自动切换恒电流应急输出，同时触发告警，避免保护中断。
2. 控制性能：电位控制精度 ±5mV；具备断电电位测量补偿功能，消除海水 IR 降干扰；内置过保护限制，防止电位过度负向引发高强钢氢脆；设置欠保护、过保护阈值报警。
3. 故障保护：过流、过压、短路、阳极开路、参比断线、过热保护；故障代码本地显示，同步上传监控平台。
4. 数据与通信：本地存储电位、输出电压、输出电流历史记录；支持以太网，接入风机 SCADA 系统，可远程读取参数、远程设置保护目标值；支持本地液晶屏人机交互。
5. 冗余配置（重要风场可选）：一用一备双机自动切换，提升系统可靠性，满足海上少维护要求。