领跑！交大团队实现世界首创

近30年，中国能源产业实现跨越式发展，发电装机容量从1.7亿千瓦迅猛增长至31.6亿千瓦，建成了全球规模最大的电力系统。

随着“双碳”目标深入推进，核电、水电、火电等百万千瓦级大型发电机组，成为我国电力供给的核心主力。然而，保障这些大国重器安全运行的百万千瓦发电机断路器，其核心技术曾长期被国外跨国企业垄断，成为制约我国大型能源装备发展的“卡脖子”难题。

在西安交通大学，一支由博士后主力参与、产学研深度融合的科研团队，直面技术封锁，坚守自主创新，历经无数次试验攻关，成功研制出世界首台环保型百万千瓦发电机快速断路器，一举打破国外技术垄断，用硬核实力为国家能源安全筑牢核心防护屏障。

他们是西安交通大学新型电力开断技术及系统智慧运维研究团队。

能源是国家发展的命脉，电力装备则是能源体系的“心脏”。随着我国电力需求持续攀升，预计2035年全国总用电量将达到12.6万亿度，是当前用电量的1.4倍，百万千瓦大容量发电机组的建设需求愈发迫切，大容量、高参数机组已是必然趋势。

发电机断路器作为发电机组安全可靠运行的核心关键装备，承担着故障快速切除、系统稳定保护的重要作用，直接决定百万千瓦级核电、水电机组的运行安全。

但长期以来，百万千瓦大容量发电机断路器的开断核心技术被国际巨头垄断，我国完全依赖进口。技术垄断带来的不仅是高昂的采购成本、漫长的供货周期，更造成后期运维受制于人、核心备件供应困难，且存在恶意禁售、无端断供的先例，从成本、周期、运维到供应链安全全方位掣肘，严重制约我国大型核电、水电项目的自主建设、安全运营与可持续发展，成为我国能源装备领域必须攻克的关键短板。

面对百万千瓦发电机断路器环保化、大容量、快速开断的国家刚需，西安交通大学新型电力开断技术及系统智慧运维研究团队，在荣命哲教授、杨飞教授的带领下，毅然扛起攻坚大旗，下定决心：核心技术买不来、要不来，必须靠自己干出来，立下“核心技术自主可控”的誓言。一颗瞄准“卡脖子”难题的科研种子，在产学研协同的土壤里悄然种下。

常规交流断路器需等待电流过零点才能完成开断，面对百万千瓦机组的超大电流场景，存在开断速度慢、适配性差、环保性不足等致命缺陷。

■ 科研团队创新性提出电弧能量主动控制与多零点制造相结合的快速开断新原理，彻底突破传统断路器的技术局限；

■ 发明基于真空多断口并联的电流转移、过零与限制一体化的环保型大容量发电机快速断路器拓扑新结构，从原理到结构实现双重原创。

攻关路上，团队直面真空多断口并联均流、同步开断、超大额定电流温升控制等一系列行业性技术难题，日夜坚守实验室，反复调试参数、优化结构。

最终联合西安高压电器研究院、西开电气，成功研制出ZHN□-31.5环保型发电机快速断路器。

■ 额定短路电流达210kA，通流能力国内最高；

■ 开断时间小于40ms，故障切除速度远超国际同类产品；

■ 采用真空环保介质，全生命周期无污染，契合绿色能源发展要求。

该产品通过国家高压电器质量检验检测中心全套试验验证。

■ 2024年10月，通过中国机械工业联合会国家级科技成果与新产品新技术鉴定；

■ 2025年8月，入选国家能源局第五批能源领域首台（套）重大技术装备。

标志着我国彻底打破国外技术垄断，掌握了百万千瓦主力机组发电机断路器的自主核心技术。

核心技术的突破，离不开“产学研用”协同创新的高效路径。

团队博士后刁兆炜作为西安高压电器研究院股份有限公司—西安交通大学校企联聘博士后，作为核心人员参与国家重点研发计划、陕西省重点研发计划等，在陕西省及西安交通大学的全力支持下，带领“环保型百万千瓦发电机断路器关键技术”项目凭借颠覆性创新与重大应用价值，一路过关斩将，摘得第三届全国博士后创新创业大赛创新赛新能源与节能环保赛道金奖，站上全国博士后创新的最高领奖台。

这一成绩，正是团队“以产业需求为导向、让实验室研究落地生根”的生动写照。

荣命哲教授的话语，成为团队攻坚克难的信念。这支科研团队，将“听党指挥跟党走”的西迁精神，融入每一次试验、每一项突破中，用实际行动诠释新时代科技工作者的责任与担当。

打破垄断不是终点，而是持续领跑的新起点。目前，团队已启动250kA及以上更大容量发电机断路器的技术研发与产品迭代，未来将形成覆盖多场景、全系列的发电机断路器产品体系，进一步丰富国内高端电力装备市场供给。

■ 核心技术的突破，不仅为我国大型核电、水电建设保驾护航，更将助力我国大型能源装备技术整体出口海外，提升中国电力装备的国际竞争力；

■ 系列化产品还将广泛应用于抽水蓄能系统、电网短路超标治理、国防重大装备等大电流关键场景，为新型电力系统建设提供坚实支撑。

面向未来，团队将继续瞄准电力装备设计数字化、运维智能化、材料环保化、技术直流化、制造国产化的发展方向，持续深耕核心技术攻关，以自主创新培育能源领域新质生产力。

从受制于人到世界首创，从实验室样机到国家级重大装备，新型电力开断技术及系统智慧运维团队用坚守与突破，书写了科技自立自强的生动篇章。

未来，这支科研团队将继续勇攀科技高峰，为保障国家能源安全、推动中国能源装备走向世界，贡献更多交大智慧与力量。

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