【中国科学报】西安交大—平高研究院校企合作科技攻关纪实

当前，我国各类中高压电气设备广泛应用六氟化硫气体作为介质，超高压大容量开关领域绝缘和灭弧介质由六氟化硫气体一统天下。然而，六氟化硫是一种严重的温室效应气体，同时也是导致全球气候变暖的重要因素之一。假如将目前电气设备中126 千伏电压等级的六氟化硫断路器替换为由我国自主研发的真空断路器，全国一年将减少约1129吨六氟化硫气体的排放，意味着将减少2698万吨二氧化碳温室效应气体的使用。

由西安交通大学牵头、平高集团有限公司参与完成的项目“输电等级单断口真空断路器关键技术及应用”因为攻克了这一关键技术难题，斩获2018年度国家技术发明奖二等奖。西安交大—平高研究院也因此成为校企合作的典范。事实上，该项目只是西安交大与平高集团开展校企合作联合攻关的成功案例之一。双方自2013年牵手合作以来，致力于国民经济主战场，积极面向国家重大需求和科技前沿，助推电气设备绿色环保化，已解决多项电力行业发展中的 “短板”和“卡脖子”关键性技术问题。

战略：跨过成果转化“死亡谷”

长期以来，校企合作动能不足是制约科技成果转化的瓶颈因素。优势科技资源集中在高校和科研院所，追求技术指标的先进性是高校和科研院所作为成果供方的主要动力。企业自主创新能力虽历经市场化改革但依然严重不足，成果的适用性和实用性是企业对科技成果市场价值的主要评价尺度。在科技成果转化过程中，高校及科研院所认为行业产业对高新技术需求动力不足，而行业产业则认为高校及科研院所技术不成熟、不适用，从而形成难以跨越的成果转化“死亡谷”。

西安交大始终围绕服务区域经济发展及国家重大战略持续发力，建成的电气工程专业是全国仅有的两个A+学科之一。平高集团是电力设备制造行业的龙头企业，代表行业发展的前沿方向。双方的合作定位为从战略层面向“死亡谷”发起冲击的全面合作，承载着学科发展与行业革新的国家使命，而不仅仅是在单一或系列项目上开展的散点合作。

“我们不希望大学的科研成果仅仅躺在图书馆、专利局，掉进技术与产业化之间的‘死亡谷’，而是更希望能无限接近行业产业的需求，并以此为动力解决产业关键核心重大技术问题。” 西安交大副校长荣命哲介绍，他本人也是西安交大—平高研究院校方智囊团的一员。

这与平高集团的发展理念不谋而合。以126千伏真空断路器为代表的一系列环境友好型真空开关设备的研发，并不会为平高集团带来直接显著经济效益的增长，相反需要投入大量的研发成本及人力成本。但双方认为此领域的合作具有重大战略意义：为我国研制更高参数、更高电压等级真空开关设备积累丰富经验，奠定坚实基础，为我国履行国际公约、占领真空开断技术国际制高点提供技术支撑。

“西安交大—平高研究院就是要在强强联手的合作中，把更多的论文和成果写在祖国大地上，也希望能给后学之辈留下更多‘中国创造’‘自主研发’的故事。”平高集团总工程师钟建英动情地说。

硕果：卓绝攻克“卡脖子”难题

中压直流配电系统在提高电网的可靠性、提升能源利用效率、改善电能质量方面具有突出的优势,已成为世界各国电力系统未来发展的重要方向。西安交大—平高研究院根据集团发展需求，提前进行直流配电技术方面的战略布局，借助于高校理论和试验研究基础，争取各项资源，通过前瞻性科技项目的开展及直流配网开关设备新产品的研发，逐步具备直流配网开关研发能力，并为平高集团培养了直流方面的专业团队，为集团行业引领奠定基础。

立项之初，国内对于中压直流开关设备研究刚刚起步，直流开断技术方面的参考资料尚无借鉴，设计、工艺及制造面临前所未有的难题。项目研发团队两年时间没有休过一次完整节假日，从总体方案设计到图纸绘制、从样机装配到产品型式试验，攻克一个又一个技术难关。历时两年，他们终于研制出国内首台10千伏中压直流负荷开关及10千伏中压直流快速隔离开关。其中，10千伏中压直流快速隔离开关产品研制完成后第一时间用于张北柔直示范工程，现场运行良好，产品鉴定为国际领先。目前，攻关团队正在进一步完善产品体系，开展系列化中压直流开关设备研制工作。

这一成果实现了国内在中压直流开关设备方面“零”的突破，极大提升了我国企业中压直流设备核心竞争力，支撑我国智能电网发展，促使国内输配电企业走出国门，占据国际直流输电技术和产业的制高点。

在西安交大和平高集团的联合攻关下，一个个“卡脖子”难题迎刃而解：126千伏无氟环保型气体绝缘金属封闭开关设备的研制有效降低了温室效应气体在GIS上的用量，大大提升我国环保类开关的研制水平;以126千伏真空断路器为代表的一系列环境友好型真空开关设备，为我国研制更高参数、更高电压等级真空开关设备积累丰富经验，奠定坚实基础，为我国履行国际公约、占领真空开断技术国际制高点提供技术支撑;±200千伏超高速机械开关、1800千伏轨道交通直流断路器、10千伏中压直流断路器、直流负荷开关及直流快速隔离开关柜等重要开关产品……每一项成果都刻印着“中国创造”。

除了在产品技术上取得重大突破，双方还在重大专项承担、基础与应用研究、行业领域国际影响力提升方面收获颇丰。西安交大与平高集团联合申报项目费用累计1.7亿元，开展了高压开关电弧特性、温升发热特性、电寿命在线检测技术、绝缘材料沿面闪络特性、混合气体电气性能以及多物理场耦合仿真计算等10余项基础研究项目。

据了解，西安交大—平高研究院累计发表核心论文30余篇，申报专利40余项，其中国家技术发明奖二等奖1项、教育部奖1项，有效形成了对前沿技术的知识产权保护。

典范：打造全新“产学研结合—校企合作”模式

高级工程师赵晓民是平高集团的一位科研骨干，但他日常的办公地点却在西安交大电气工程学院。他是西安交大—平高研究院的集团方院长，与他一起常驻西安交大办公的还有11位优秀的平高集团技术骨干。他们的主要职责就是代表平高集团做好校企合作项目的组织协调与统筹推进。“我们的实体合作看得见、摸得着，有机构、有团队、有机制、有保障。”赵晓民这样评价双方的实质性合作。

西安交大教授王小华是126千伏无氟环保型气体绝缘金属封闭开关设备的研发带头人，也是西安交大—平高研究院的校方院长。西安交大有三十余位来自电气工程、机械工程、电子信息等诸多相关学科的教授率科研团队参与研究院的联合攻关项目。他们不仅在校企合作中愈加明晰产业行业的发展前沿，也在学科交叉融合中找到了新的学科增长点。

“强强联合的基因，产学研结合—校企合作的模式，保障双方成功打造了校企合作的典范。”王小华介绍。西安交大和平高集团的高层管理者直接参与研究院战略管理及发展规划。双方成立了研究院管理委员会，每年至少举办两次战略发展研讨会，研讨学科发展和行业发展的前沿方向、制定研究院的中长期规划、及时调整合作方向，以使其更适应国家重大需求和抢占国际前沿的需求。通过项目合作，双方也在实战中培养了大批优秀人才。西安交大的青年教师、研究生有更多机会参与承担重大项目科研任务;平高集团技术人员得以在校企合作中继续深造，攻读工程硕士、在职博士学位。双方不断扩充后备人才队伍，为拓展更大格局的合作研究积累人才优势。

知识产权归属一直是制约校企合作深度开展的难题，但西安交大—平高研究院在探索中找到了合适的解决方案。双方以共享为原则，约定成果以各自关切的领域为主，偏基础研究的成果以西安交大为先，而偏产业应用的成果以平高集团为先。严谨的科学态度、周密的合作协定保障双方合作有序高效进行。除了在项目成果层面展开合作，双方还整合各自领域的资源优势，定期举办学界及业界的顶尖学术研讨会，不断扩大双方在学界、业界的综合影响力。

2019年是西安交大牵头建设的中国西部科技创新港进驻元年。西安交大—平高联合电力装备研究院也进驻创新港，开启新的合作起点。

“创新港是西安交大探索一流大学建设新形态的开创之举，联合电力装备研究院也将在这片土地上开展‘顶天’‘立地’的合作研究。”荣命哲介绍。下一步，联合研究院将探索建立独立法人研究院，将面向高压大容量真空型发电机断路器关键技术、泛在电力物联网智能感知与运维技术、能量收集与新能源发电技术等前沿方向展开科技攻关。

原文刊载于2020年3月17日中国科学报第7版

报道链接：http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2020/3/353969.shtm

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