西电西变的科研人员对冲击发生器进行电阻更换。

西高院的试验工程师监测直流电压发生器数据。

王青于副教授介绍套管生产工艺。

 创新中心 链上生长

 用电,离不开输配电装备。作为能源网络的“大动脉”,输配电产业在经济发展、国防安全与民生用电等领域,扮演着不可替代的重要角色。

 立足这一重要产业定位,西安汇聚了中国西电集团有限公司、中国西电电气股份有限公司、西安西电变压器有限责任公司、西安西电开关电气有限公司、西安西电电力电容器有限责任公司等一批链上龙头企业,带动输配电产业链上下游协同集聚、集群发展,构建起涵盖关键原材料、特高压输配电装备、电力工程服务等环节的全产业链体系,成为我国输配电产业核心集聚地与重要增长极。

 连日来,记者走进西安输配电产业链上下游企业,真切感受到产业发展的澎湃动力:西安西电变压器有限责任公司(以下简称“西电西变”)研制的首台132kV合成酯油并联电抗器,勇当电力装备绿色低碳转型的排头兵;西安高压电器研究院股份有限公司(以下简称“西高院”)率先在国际上确立700kN、840kN绝缘子标准机械强度等级,为链上企业产品外贸流通、工程尺寸互换筑牢技术支撑;西安交通大学电气工程学院(以下简称“西交大电气学院”)研制的±1100kV胶浸纸电容式穿墙套管,实现特高压直流穿墙套管设计、制造、试验全流程技术完全自主可控,助力我国输配电产业打破技术壁垒、抢占发展高地……

 依托深厚的工业底蕴、雄厚的科研实力与龙头企业的强劲引领,西安正以铿锵步伐,加速构建上下游配套完善、技术自主可控、规模持续壮大的输配电产业集群。

 两年攻关 引领输配电产业链绿色升级

 作为我国输变电装备制造的“国家队”,西电西变始终以技术创新为核心,深耕产业链中游核心设备制造,构建起1000kV及以下电压等级交流输变电工程用变压器、电抗器,以及特高压直流输电工程用换流变压器等完整产品体系,为云南—广东、陕北—安徽±800kV特高压直流工程等国家重大能源工程提供核心装备支撑。

 4月27日9时,记者走进西电西变生产车间看到,绕线机、硅钢片剪切机、装配架等设备分区整齐摆放,工人们熟练操作大型数控绕线设备,将包覆高性能绝缘薄膜的导线,严格按照工艺图纸均匀紧密地逐层绕制在专用模具之上。车间可视化大屏实时显示生产进度与质量数据,从原材料入厂、线圈绕制、绝缘处理到成品试验全面实现智能管控,让生产全过程一目了然,质量把控更精准到位。

 “电抗器在输配电线路、变频器及各类电力回路中发挥着重要调节作用,按接线方式可分为串联与并联两类。串联电抗器是‘限流卫士’,将短路电流控制在安全范围内;并联电抗器则是‘电压管家’,通过补偿无功功率,维持电网电压稳定运行。”西电西变副总工程师秦建明指着车间装配区域介绍,首台132kV合成酯油并联电抗器就是在这里诞生的。面对传统矿物油绝缘电抗器易燃、难降解等痛点,科研团队大胆实践、努力破题,以合成酯绝缘油实现替代升级。在安全与环保双重加持下,132kV合成酯油并联电抗器以燃点提升近一倍、可降解率超90%的硬核实力,成为城市核心区、人口密集区域电网建设的理想选择。

 这项绿色突破的背后,是一场历时两年、近乎“枯燥”的坚守与攻关。

 “在并联电抗器方面,国内此前没有使用合成酯绝缘油替代矿物油的先例,一切都是从零开始。”西电西变设计处处长叶壮壮说,要掌握合成酯油的绝缘特性,唯有依靠大量实验逐一摸索验证。实验现场,模拟雷电冲击的声响如爆竹破空,科研人员两人一组、分工协作,加压、监测、记录、静置、复测,单组实验就要耗时近两天……科研团队累计进行了1000余次全波、截波工况测试,才从大量的数据点中反复拟合收敛,最终精准找到合成酯绝缘油在雷电冲击下的耐电临界值。

 从实验室数据到工程化产品,这场技术长跑终获圆满答卷。目前,这台由西电西变研制的132kV合成酯油并联电抗器已交付香港,为粤港澳大湾区城市电网绿色升级提供“西安方案”。

 这一创新成果,成功填补了国内同类产品工程应用领域的空白,将有力推动合成酯绝缘油技术在更高电压等级装备中的规模化应用,带动绝缘材料、配套元器件等产业链上游企业向绿色化、高端化迭代升级;推动电抗器绝缘技术迈入绿色低碳、高可靠性、长寿命的全新发展阶段,助力西安输配电产业链在绿色智造赛道上形成核心竞争优势,进一步提升产业链的韧性。

 产研协同 促科研成果从书架走向货架

 4月28日9时许,记者走进西安交通大学创新港校区电气工程学院看到,从教研室到实验室不过一墙之隔,学院楼下还入驻了多家输配电领域龙头企业。这种将课堂、实验室、生产线“零距离”衔接的产研协同模式,有效推动科研成果从书架快速走向货架。

 实验室内,学子们正埋头操作,小心翼翼地将光线传感器“埋”进套管试样,再送入检测设备进行性能测试。桌面上,各类微型套管、精密零件有序摆放,高频介损测试仪、多物理场耦合分析仪、纤维素分析仪、3D打印机等设备一应俱全,其中不少还是师生们结合科研需求自主研制的“专属装备”。从纸层卷制到环氧浸渍,再到梯度固化、精密成型,在这里,每一道实验工序都刻着“中国原创”的印记。

 套管是将带电导体引入电气设备,或穿过墙壁的绝缘装置。作为电力装备输送电能的“咽喉”,承担着电能接入与输出的枢纽任务。

 “过去,我国特高压套管在材料、工艺及装备制造等方面完全依赖进口,不仅采购成本高昂、供货周期漫长,后期运维也十分不便。”西安交通大学电气工程学院副教授王青于告诉记者,为打破国外垄断,西安交通大学电气工程学院彭宗仁、刘鹏教授带领团队率先攻坚,没有设备,自己设计;没有工艺,反复试验;没有数据,扎根实验室点滴累积;最终填补特高压套管设备、工艺、技术三重空白,成功研制出中国第一支±200kV干式套管,并通过技术转让与中国西电集团有限公司合作成立西安西电高压套管有限公司,建起国内首个干式套管规模化生产基地,点燃了国产套管自主研发的火种。

 “十几米长的套管芯体,由绝缘纸与铝箔层层卷绕而成,不仅卷制难,固化环节也是长期制约国产套管研制的瓶颈。”王青于坦言,经环氧树脂浸渍的绝缘芯体,需通过梯度升温完成固化,该过程因芯体内部放热不均、收缩不一致,易诱发气泡、开裂等质量问题。为此,科研团队反复实验,吃透固化温度、时间、收缩规律等核心工艺,将大尺寸芯体成品率提升至96%以上。从± 200kV到±800kV、±1100kV,科研团队接连突破技术关口,产学研用联合研制的国产化直流穿墙套管在昌吉—古泉±1100千伏特高压直流工程成功挂网运行,实现了中国套管技术从跟跑到领跑的历史性跨越。

 面向新型电力系统建设需求,王青于与科研团队锚定材料自主化、装备国产化、软件自主化、绿色低碳化、智能数字化五大方向,全力攻关第四代新型套管技术,推动竹浆绝缘纸、套管专用设计软件、数字孪生技术全面工程化应用,以科技创新助力西安输配电产业迈向更高水平。

 从材料研发到设备攻关,从成果转化到人才培养,西交大以产研协同为纽带,通过将企业的研发中心搬进校园、推行高校与企业“双导师”“科学家+工程师”等有力举措,让高校的创新活力与产业的发展需求精准对接,形成“企业出题、高校解题”到“协同攻关、产业落地”的闭环,为西安输配电产业链高质量发展注入“技术+人才”双重动力。

 立标领航 助上下游企业打开国际市场

 如果说,装备制造是输配电产业链的“筋骨”;检测认证与标准制定则是守护产业行稳致远的“体检仪”与“指南针”,更是补链强基、安全可靠的关键支撑。作为西安市输配电产业创新中心牵头单位——西高院以权威检测为输配电设备“把脉问诊”,严守行业安全底线;以先进标准抢占行业发展高地,助力产业链上下游企业打开国际市场。

 4月27日14时许,记者走进西高院特高压试验大厅,高耸的工频试验变压器、直流电压发生器等大型设备依次排布,吊车挥舞巨臂,精准吊运巨型试品,技术人员分工协作、紧锣密鼓地开展GIS设备组装作业,为后续隔离开关的型式试验做足准备。“作为特高压电网的安全闸门,隔离开关能否可靠开合母线充电电流,直接关系到特高压电网运行的安全性与稳定性。”西高院高电压检测室试验工程师安海舰一边调出高速摄像机电弧监测系统,一边讲解检测原理:采用直流与交流按标准流程依次加压方式,历经200次循环试验,全面考核隔离开关开合母线充电电流核心性能。屏幕之上,隔离开关开合过程中的电弧产生、发展轨迹被清晰捕捉,与电压波形实现同步采集,每一组数据的背后,都是对安全的极致追求。

 “特高压试验场景下,高电压、强电磁干扰、超短瞬态信号相互叠加,让精准测量成为行业难题。”西高院高电压检测室主任苏春强介绍道,面对这一技术挑战,科研团队依托宽频带瞬态电压采集、高速摄像电弧同步监测等创新手段,搭建起特高压隔离开关开合母线充电电流特性全过程测量平台,成功突破动态击穿特性监测技术瓶颈,实现击穿电弧与试验波形精准同步,为特高压开关设备安全入网提供权威判定依据,从源头防范电网故障跳闸、片区停电风险,夯实特高压工程规模化落地的安全根基。

 以检测护航产业安全,更以标准引领行业升级。

 在超特高压输配电领域,西高院主导的《涵盖超特高压的输变电用绝缘子重要部件的系列国际国家标准》项目,再攀国际标准新高地。该项目在国际上创新发展了700kN、840kN两个绝缘子机械强度等级,首次确定高等级绝缘子球窝联接结构、尺寸与量规标准,改写了该领域国际标准近40年未更新的历史。“这一系列标准不仅被英国、西班牙等欧洲国家采用,更成为全球高电压等级输电线路建设的技术依据。”西高院资深专家胡文歧如是说。

 从全产业链协同视角来看,该标准的落地带来了显著的产业效益,既解决了绝缘子在工程应用中的尺寸互换性难题,也为原材料及核心元器件供应与输配电设备制造企业打开国际市场、实现产值跃升提供支撑,推动绝缘子领域中国标准走向世界。

 2025年,西高院实现营业收入8.68亿元,同比增长8.72%;饱满订单的背后,是市场对其检测技术与标准制定能力的高度认可。从试验大厅里千锤百炼的性能验证,到国际舞台上掷地有声的标准输出;从守护电力装备质量底线,到引领西安输配电产业集群升级,西高院始终以提供“标准、检测、计量、认证、技术研究及咨询”集成的一站式服务,为西安输配电产业链补链强基、高质量发展保驾护航。

 链群融合 创新中心勾勒产业“进化”图景

 如果说龙头企业的技术攻坚是产业链上一颗颗闪亮“明珠”,高校院所的科研突破是产业升级的源源动能,那么西安市输配电产业创新中心,就是将这些分散力量串珠成链、聚链成群的核心纽带。

 4月28日14时许,记者走进西安市输配电产业创新中心会议室,来自链主企业、高校院所、配套中小企业的代表正围坐在一起,围绕输配电领域共性技术瓶颈展开研讨,一股全链协同、向新而行的发展热潮扑面而来。“西安市输配电产业创新中心,是西安立足国家能源安全战略、瞄准输配电产业高质量发展蓝图专门组建的产业协同创新平台,更是西安深化科技创新与产业创新深度融合、加快培育和发展新质生产力、推进区域科技创新中心建设的核心抓手。”西高院科技创新处副处长米晓峰说。

 作为串联起整条产业链的“中枢平台”,创新中心从成立之初,就锚定“全链协同、创新策源”的核心定位,彻底打破了过去企业、高校、科研机构各自为战的创新壁垒,构建起“需求共同提出、技术联合攻关、成果全链共享、产业协同升级”的全新发展模式。

 在这里,西电西变等链主企业可以精准提出绿色低碳装备研发、核心部件国产化的产业需求,西交大等高校院所可以快速输出原创性科研成果,西高院可以提供全流程试验检测、国际标准创制的权威支撑,上下游中小企业可以承接技术转化、配套生产任务……一条从技术研发、中试验证、成果转化到规模量产、标准推广的全链条协同创新通路被彻底打通,真正实现了创新资源的高效配置与产业要素的深度融合。

 “我们的目标是把创新中心建成国内领先的输配电装备创新策源地,为西安输配电产业的全链升级、跨越发展注入源源不断的内生动力。”谈及创新中心的发展蓝图,米晓峰笃定地说,创新中心已划定了四大攻坚方向,清晰勾勒出产业未来的“进化”路径:紧扣产业主攻方向开展全链条联合攻关,持续提升产业链自主可控水平,攻克一批行业关键核心技术,推动核心部件国产化替代落地;加快标志性输配电新装备、新产品研发落地,推动先进技术在生产与工程场景规模化应用,培育一批高水平国家级科技成果,打造核心竞争力突出的标杆产品;深化“链主引领、上下游配套、大中小企业融通”发展格局,培育一批专精特新配套企业,推动产业规模稳步壮大,全面提升产业链本地配套能力与综合竞争力;打造集技术研发、试验检测、标准制定、成果转化于一体的高能级公共服务平台,建成多个专业领域服务载体,主导制修订一批行业核心标准,充分发挥标准引领作用,为全链协同创新筑牢根基。

 如今,这个承载着西安输配电产业升级使命的创新平台,已经开始释放强劲的协同效应。从核心设备制造到关键技术研发,从检测标准制定到成果转化应用,西安输配电产业正以全链条创新凝聚发展合力,为国家能源安全和全球能源互联网建设提供坚实的装备支撑,让“西安造”成为中国输配电产业发展的闪亮名片。