1.特高压交直流套管研发与应用研究成果

中心团队面向国家特高压工程建设的重大需求，开发了具有自主知识产权的特高压套管用高性能环氧复合材料体系，创建了具有自主知识产权的特高压套管优化设计平台，自主研发的套管主绝缘材料和优化设计方法已成功应用在陕北-武汉，青海-河南等特高压工程和南方电网“昆柳龙直流工程”（柔性直流穿墙套管）。主持承担了国家级和省部级特高压套管研发项目30余项，其中“十一五”国家科技支撑计划项目2项（2679万）、国家高技术研究发展计划“863”项目2项（289万）、陕西省重大科技创新项目2项（842万）、国家电网公司重大专项（3805万）等，累计研发经费上亿元。

中心先后研制成功了1100kV特高压交流套管和±800kV、±1100kV特高压直流套管，在材料、结构、工艺、设计、制造、试验等方面取得了关键技术的突破，形成了具有自主知识产权的核心技术体系，编制发布了特高压交流、直流套管国家标准。与中国西电联合创建了世界一流的套管关键技术研发与产品制造高新技术企业，成功的实现了系列化特高压套管的研发与应用，取得了显著的社会效益和经济效益。

图1 特高压套管关键技术研究成果及应用

2. 固态变压器、电抗器多物理场仿真分析与结构优化设计

团队建立了10kV、35 kV干式变压器包含外壳、风机、独立绕组模块的全域精细化仿真模型，提出了轴流式风机精确模型构建及流场计算方法，攻克了大容量干式变压器轴向/径向复合冷却风道和闭环风道散热系统协同优化设计技术及以及绝缘-散热一体化结构设计方法，通过温升试验，验证了结构优化设计和仿真技术的合理性和准确性；提取了电抗器非均匀绕组模型的饼间电容和绕组间电容，提出了电容分区、电感整体的有限元计算策略，建立了匝级电抗器过电压仿真计算模型，同步提升了计算效率与精度，为变压器、电抗器类设备的可靠设计和性能提升提供了支撑。

图2 干式变压器多场精确仿真计算图3 电抗器匝级过电压暂态计算

3.  自主可控高压电力装备多物理场计算软件与数字化

针对我国高端多物理场有限元计算软件国产化重大需求，中心团队自主开发了融合质量、动量、能量守恒方程数值离散，压力-速度修正以及高效迭代方法的电力设备三维热-流耦合场整场离散、整场求解算法，攻克了热辐射遮挡快速识别和多重网格加速计算技术，开发了三维非线性涡流磁场有限元数值计算方法，提出了电-磁-热-力-流体强弱耦合协同的网格载荷传递、映射插值和迭代控制方法，开发了覆盖二维、三维以及稳态、瞬态的电-磁-热-力-流体单场和多物理场求解器，建立了基于POD-Galerkin套管、变压器三维热-流耦合场能量、动量和质量方程低阶模型，攻克了基于大数据和物理信息驱动的多物理场实时仿真技术，自主开发了面向高压套管电力装备的多场计算分析-结构设计-数字孪生一体化国产CAE软件，实现了变压器装备数字化软件示范应用，支撑电网数字化转型与装备数字化。

图4 自研国产套管专用计算-设计-数字化一体化软件 图5 自研套管数字孪生应用平台

图6 基于有限体积的侵入式降阶套管热流场快速计算模型图7 三维涡流磁场快速计算

1、2020年度陕西省技术发明一等奖，“特高压交直流套管关键技术开发与系列化产品研制”

2、2025 年度国家电网公司科学技术奖 一等奖，”特高压直流穿墙套管关键技术及产品规模化应用“

3、2025年中国电工技术学会科学技术奖 一等奖，”特高压换流变压器网侧高性能胶浸纸套管关键技术与工程应用“

4、2023年机械工业科学技术 科技进步 二等奖，“超（特）高压直流系统用套管关键技术研究及国产化应用”

5、2023年广西科学技术奖科学技术进步奖 二等奖，“超（特）高压直流套管突发故障防御关键技术及成套装备”

6、2023年度电力创新技术成果二等奖，“高压套管高可靠运行关键技术及国产化装备”

7、2023（首届）城市电网技术创新成果，“基于多元数据融合的开关柜状态监测和寿命智能预测技术研究”

8、2023（首届）城市电网技术创新学术类论文一等奖

9、2023年中国南方电网公司科技进步奖，三等奖，“高压套管高可靠运行关键技术及国产化装备”

10、2024年陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖，特等奖，“特高压GIL管廊输电绝缘关键技术研发与应用”

        11、2024年度机械工业科学技术奖，三等奖，“特高压直流工程用国产化换流变阀侧和直流穿墙套管研制及应用”

西安交通大学电力设备电气绝缘技术应用协同创新中心

一、中心简介

电力设备电气绝缘技术与应用协同创新中心，面向国家重大需求，围绕高电压与电气绝缘和储能器件关键科学问题、关键技术问题和工程应用问题，已形成学科交叉、技术融合、优势互补、资源共享、协同创新、合作共赢的研发态势，在电力设备高电压绝缘技术、储能材料与器件技术、结构优化设计、多物理场仿真、全息状态感知、故障监测分析、安全可靠性评估等方面，获得了多项高端电力装备先进技术与应用创新性成果。

中心先后牵头承担国家 “863” 计划、智能电网国家重大科技专项、国家自然科学基金、国家电网公司重大课题等各类项目 60 余项，累计科研经费超亿元。多项研究成果成功应用于国家特高压电网、西南水电工程等重大工程建设，行业影响力与核心话语权突出。团队累计荣获国家科技进步特等奖 2 项、国家电网公司科技进步特等奖 3 项、省部级科技奖励 8 项。项目团队在邱爱慈院士和彭宗仁教授指导下，已在固态电解质、电极材料及器件集成方面具备多年技术积累，已完成高温固态电池和半固态电池原型验证及初步工程化测试，具备从实验室成果向产业转化的能力。核心技术拥有自主知识产权，具备持续迭代与扩展能力。

电力设备电气绝缘技术与应用协同创新中心采用教授 + 工程师复合型团队架构。中心现有全职教授 5 名、副教授2名、副研究员 2 名，并汇聚中国电力科学研究院、泰开集团、中国电气装备集团等多家企业的资深工程师，构建起深度融合的产学研用一体化体系。中心培养的优秀人才遍布海外知名高校、国家电网、南方电网及国内主流电力设备制造企业，在行业内具备显著影响力与话语权。

国家科技进步特等奖2次、国家电网公司科技进步特等奖3次、省部级科技奖励8项：

二、中心构架与发展目标

1. 绝缘系统高性能材料研发与应用

2. 输变电设备多物理场仿真与调控

3. 电力设备电气绝缘结构设计与优化

4. 先进传感与多参量状态感知

5. 电力设备绝缘可靠性分析与寿命评估

6. 高端电力装备研发与应用技术转化

7. 储能材料研发与器件应用技术