在國家“雙碳”目標驅動下，電力系統對極端環境下設備可靠性的需求日益迫切。近日，鄭州電力高等專科學校的一支學生團隊——夏瑞雪、郭熙哲、張紫惠、劉春煬、楊晨、黨博、賀琳茹等同學，在教師團隊指導下，成功研發出一款適用于極寒、高濕、強腐蝕等惡劣環境的氟硅橡膠復合絕緣子。該成果標志著我國在電力外絕緣材料領域取得重要突破，為特高壓輸電線路的安全運行提供了創新解決方案。

實物圖

深耕行業需求：從實驗室到工程應用的跨越

鄭州電力高等專科學校作為中南地區電力技術技能型人才培養的核心基地，長期聚焦電力行業痛點問題。團隊指導教師指出，傳統硅橡膠絕緣子雖具輕量化、易維護等優勢，但在極端低溫（如-50℃以下）、覆冰、鹽霧等環境下易出現材料老化、機械性能下降、防污閃能力不足等問題。尤其是在我國“西電東送”工程中，橫跨青藏高原、東北嚴寒地區的輸電線路對絕緣材料的耐候性提出更高要求。

團隊基于學校河南省電廠節能環保工程技術研究中心和電力物聯網工程技術研究中心的實驗平臺，歷時18個月完成材料配比優化、結構設計創新及模擬環境測試。研發過程中，團隊依托學校國家級教學創新團隊的技術儲備，結合校企合作單位提供的實際運行數據，攻克了多項技術難題。

技術創新亮點：材料與結構的雙重突破

1. 復合材料的性能升級
   團隊創新性地將氟硅橡膠聚二甲基硅氧烷（PDMS）混煉技術結合，通過優化填料配比和交聯密度，使材料在-60℃至150℃范圍內保持穩定的介電強度和機械性能。實驗數據顯示，該材料的擊穿電壓在極端低溫下較傳統硅橡膠提升20%，拉伸強度提高35%，同時具備更優異的疏水性和抗紫外線老化能力。
2. 仿生結構設計防冰閃
   受自然界梅花瓣疏水特性的啟發，團隊開發了梅花瓣傘型傘裙結構。該設計通過增大傘間距和優化表面曲率，顯著降低覆冰附著率。風洞模擬實驗表明，在同等覆冰條件下，新型絕緣子的冰閃電壓閾值提升至傳統設計的1.8倍，且冰層剝離速度加快40%。
3. 全生命周期成本優化
   采用模塊化設計理念，團隊在芯棒與傘裙連接處引入可拆卸式金具，使局部損壞部件可單獨更換，運維成本降低60%。經加速老化試驗推算，產品使用壽命從行業平均的15年延長至25年以上。

產學研協同：職業教育的創新實踐典范

這一成果的誕生，得益于學校**“校企合作、產教融合”人才培養模式的深度實踐。團隊核心成員夏瑞雪表示：“項目初期，我們通過學校與國家電網**共建的實訓基地，實地調研了青藏直流工程中絕緣子失效案例，這為材料改進方向提供了關鍵數據支撐。”

學校電力工程系負責人指出，此次研發不僅驗證了學校在智能電網、綠色發電等王牌專業的教學成果，更體現了職業教育對接產業需求的敏捷性。目前，該技術已申請3項國家發明專利，并與中國電力科學研究院達成中試合作協議，計劃在2026年應用于川藏聯網工程。

行業影響與未來展望

業內專家評價稱，此項研究填補了國產高端復合絕緣子在極寒地區應用的技術空白。隨著我國“沙戈荒”大型風電光伏基地建設提速，該產品在新能源電力外送通道中具有廣闊應用前景。團隊下一步將聯合華北電力大學新能源電力系統國家重點實驗室，開發搭載智能傳感器的自感知型絕緣子，實現絕緣狀態的實時監測與預警。

鄭州電力高等專科學校校長表示，學校將持續深化**“雙高”建設**，以技術創新反哺教學，培養更多“懂理論、精實操、敢創新”的電力工匠，助力新型電力系統構建與國家能源戰略安全。