电专学生团队突破技术壁垒成功研发极端环境用氟硅橡胶复合绝缘子

在国家“双碳”目标驱动下，电力系统对极端环境下设备可靠性的需求日益迫切。近日，郑州电力高等专科学校的一支学生团队——夏瑞雪、郭熙哲、张紫惠、刘春炀、杨晨、党博、贺琳茹等同学，在教师团队指导下，成功研发出一款适用于极寒、高湿、强腐蚀等恶劣环境的氟硅橡胶复合绝缘子。该成果标志着我国在电力外绝缘材料领域取得重要突破，为特高压输电线路的安全运行提供了创新解决方案。

深耕行业需求：从实验室到工程应用的跨越

郑州电力高等专科学校作为中南地区电力技术技能型人才培养的核心基地，长期聚焦电力行业痛点问题。团队指导教师指出，传统硅橡胶绝缘子虽具轻量化、易维护等优势，但在极端低温（如-50℃以下）、覆冰、盐雾等环境下易出现材料老化、机械性能下降、防污闪能力不足等问题。尤其是在我国“西电东送”工程中，横跨青藏高原、东北严寒地区的输电线路对绝缘材料的耐候性提出更高要求。

团队基于学校河南省电厂节能环保工程技术研究中心和电力物联网工程技术研究中心的实验平台，历时18个月完成材料配比优化、结构设计创新及模拟环境测试。研发过程中，团队依托学校国家级教学创新团队的技术储备，结合校企合作单位提供的实际运行数据，攻克了多项技术难题。

技术创新亮点：材料与结构的双重突破

1. 复合材料的性能升级
   团队创新性地将氟硅橡胶聚二甲基硅氧烷（PDMS）混炼技术结合，通过优化填料配比和交联密度，使材料在-60℃至150℃范围内保持稳定的介电强度和机械性能。实验数据显示，该材料的击穿电压在极端低温下较传统硅橡胶提升20%，拉伸强度提高35%，同时具备更优异的疏水性和抗紫外线老化能力。
2. 仿生结构设计防冰闪
   受自然界梅花瓣疏水特性的启发，团队开发了梅花瓣伞型伞裙结构。该设计通过增大伞间距和优化表面曲率，显著降低覆冰附着率。风洞模拟实验表明，在同等覆冰条件下，新型绝缘子的冰闪电压阈值提升至传统设计的1.8倍，且冰层剥离速度加快40%。
3. 全生命周期成本优化
   采用模块化设计理念，团队在芯棒与伞裙连接处引入可拆卸式金具，使局部损坏部件可单独更换，运维成本降低60%。经加速老化试验推算，产品使用寿命从行业平均的15年延长至25年以上。

产学研协同：职业教育的创新实践典范

这一成果的诞生，得益于学校**“校企合作、产教融合”人才培养模式的深度实践。团队核心成员夏瑞雪表示：“项目初期，我们通过学校与国家电网**共建的实训基地，实地调研了青藏直流工程中绝缘子失效案例，这为材料改进方向提供了关键数据支撑。”

学校电力工程系负责人指出，此次研发不仅验证了学校在智能电网、绿色发电等王牌专业的教学成果，更体现了职业教育对接产业需求的敏捷性。目前，该技术已申请3项国家发明专利，并与中国电力科学研究院达成中试合作协议，计划在2026年应用于川藏联网工程。

行业影响与未来展望

业内专家评价称，此项研究填补了国产高端复合绝缘子在极寒地区应用的技术空白。随着我国“沙戈荒”大型风电光伏基地建设提速，该产品在新能源电力外送通道中具有广阔应用前景。团队下一步将联合华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，开发搭载智能传感器的自感知型绝缘子，实现绝缘状态的实时监测与预警。

郑州电力高等专科学校校长表示，学校将持续深化**“双高”建设**，以技术创新反哺教学，培养更多“懂理论、精实操、敢创新”的电力工匠，助力新型电力系统构建与国家能源战略安全。