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中铁电工改制重组10周年 | 科创赋能产业发展

中铁电工改制重组10周年 | 科创赋能产业发展 中铁电气工业有限公司
2024-10-18
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编者按

在庆祝中铁电工改制重组十周年之际,集团公司通过网站、传媒中心微信公众号、电气化铁路报等宣传媒体,对公司十年来在改革管理、市场营销、科技创新、党建引领等方面取得的成就,进行了全方位的宣传报道,现予分期推送,以飨读者。

过去十年,中铁电工不断深化科技体制改革,充分激发科技人员积极性、主动性、创造性,有力推进科技自立自强,不仅为公司自身长远发展奠定了坚实基础,也为中铁电气化局集团乃至中国中铁股份公司转型升级提供了有益的借鉴和启示。

大力发展科技打造创新体系

  ▲ 高新技术企业证书

十年来中铁电工以科技创新为导向,加大研发创新体系建设,建成内外部一体化创新研发平台体系。统筹内部资源建立研发中心,下设面向电力电子等电气产品的电气设备研发分中心、接触网装备研发分中心以及依托混凝土材料、新型非金属材料制品的环保产品研发分中心,构建起内部研发创新体系平台。

结合国家大力倡导科技引领发展战略政策指引,积极推进科技平台建设,通过在技术创新、产品改进提升、实验平台建设等方面开展大量卓有成效的工作,先后完成申报并获“高新技术企业”、“国家企业技术中心分中心”、“省级技术创新示范企业”、“省级企业技术中心”、“河北省轨道交通供电系统技术创新中心”等技术平台及称号。

努力打造国内电气化铁路、城市轨道交通接触网新产品、新技术、新装备研发基地,研发人才聚集、培养基地,目前公司共有国家级高新技术企业5个,国家级电气实验室2个,国家级企业技术中心分中心1个,省级技术创新示范企业1个,省级企业技术中心2个,省级工程技术研究中心2个,省级轨道交通供电系统技术创新中心1个。

加大创新投入提供科研保障

十年来,公司持续加大对科技创新的投入,研发经费占销售收入的比例逐年提高。与此同时,公司加快科研人才队伍建设,积极引进和培养高端人才,通过与高校、科研机构合作,建立了人才培养和引进机制,为企业科技创新提供了强大的智力支持,目前公司专业从事产品研究开发人员达200余人,占管理人员比例逾25%。

为员工提供良好的发展空间和激励机制,鼓励员工创新,公司还设立了科技创新奖励制度,对在科技创新方面做出突出贡献的员工给予相应奖励,有效激发了广大科技人员创新创业热情。

统筹规划做好关键技术研发

十年来,公司统筹规划关键技术研发,合计立项170项科研项目,为公司科技创新提供了坚实基础。

公司依托“牵引供电技术铁路行业工程研究中心”等5个国家级、省部级研发平台,主要致力于输变电设备、接触网零部件、高强高导、智能环保产品的设计、研发、生产制造,为京沪、哈大、武广等几乎所有国家重点铁路项目建设提供了优质可靠的产品装备。

在重载、高寒、高风区、高海拔等技术领域,创造了一系列“国家第一”、“世界第一”;在世界运营速度最高的京沪高铁,由公司全系列国产化牵引供电装备获国家科技进步奖;“高强高导”、“简统化”接触网和时速600公里磁浮变压器等产品国际领先,引领行业发展。

  ▲ 简统化接触网应用在盐通高铁

简统化接触网装备破解了制约接触网高精度、高效率、高质量、智能建造等关键难题,构建起我国具有完全自主知识产权的新型系统化接触网技术标准体系。

 该装备零件数量减少39%,紧固件数量减少约33%,螺纹副数量减少约57%,紧固力矩种类减少约50%,安装工作时间减少约1/3。简统化接触网装备不仅批量应用于国内京沈客专、京张崇礼支线、盐通高铁等工程,还在我国“一带一路”标志性工程印尼雅万高铁建设中得到规模化应用。

  ▲ 高强高导接触网导线应用在京沪高铁

高强高导接触网导线,支撑实现了时速486.1公里的世界最高运行试验速度,达世界最高水平,标志着我国高铁大张力接触网技术跃居世界前列。

高强高导铜铬锆合金接触线具有高强度、高导电性、耐磨、耐高温软化、运营成本低、使用寿命长等优点。该成果获得中国科技进步二等奖等多项荣誉奖项,在世界最高运营时速京沪高铁枣庄至蚌埠高速试验段批量应用。

  ▲ 贯通式同相供电设备模型

实现贯通供电范围内机车位置实时定位和机车牵引、制动状态动态监测的贯通式同相牵引供电系统,该系统是公司与清华大学合作研发的新产品,项目投资1.2亿元,研制项目产品目前正在北京大兴机场线牵引变电所有序开展工程实施,届时将成为世界范围首条实现所间能量广域协同的贯通式同相牵引供电系统。

“贯通式同相牵引供电系统”可以全面取消接触网电分相,将彻底解决困扰我国轨道交通领域多年的一大顽疾;由于实现了真正意义上的双边供电,能有效减小接触网电压损失,减少牵引所数量、增加供电半径,显著提高供电设备和外部电源的利用率;贯通同相牵引供电系统通过广域协同控制技术,能高效利用接触网上机车再生制动能量,并实现友好接入新能源、光伏储能多能互补等方案,有助于轨道交通领域尽快达成双碳目标。

贯通同相牵引供电系统将外部电网和接触网隔离,能主动限制故障电流,提高接触网故障穿越能力和供电可靠性,并且解决常规交流牵引变电所负序、无功和谐波等电能质量问题。将成为我国电气化铁路牵引供电系统领域的一次重大变革。雄安轨道R1线亦设计采用该装置,同时国内还有多条城轨线路在研究该技术的应用实施,其后续市场空间将相当巨大。

  ▲ 高速磁悬浮牵引变压器

高速磁悬浮变压器研究,包括输入变压器和输出变压器。输入变压器作为牵引供电系统的整流变压器,起到降压、隔离作用;输出变压器分为电抗器输出模式和变压器输出模式。

输入变压器采用高阻抗设计,融合了变压器和限流电抗器的功能,集成度高,降低建设费用;输出变压器采用内外绕组交叉串联结构和变换连接方式,实现电抗器和变压器两种运行模式,能够适应0-356赫兹的宽频运行工况。输出变压器绕组纵绝缘采用新型复合绝缘材料,具备抗高频逆变脉冲过电压能力,耐电晕性能强。

 高速磁悬浮变压器是高速磁浮牵引供电设备的关键设备,该设备的研制完成标志着时速600公里高速磁浮拥有了完备的国产化供电设备,为中国高速磁浮牵引供电系统发展提供了重要产品及重大技术支撑。该产品于2021年11月结项,成果水平为国际先进。应用于青岛国家高速磁浮试验中心试验线。

  ▲ 铁路专用节能环保植物油卷铁心牵引变压器

研制了智能化环保节能型自耦变压器,它是在普通自耦变压器的基础上,结合智能组件的制作与安装特点研发而成的。它对普通自耦变压器进行了优化设计,使变压器具备高过载、节能、智能等特性。变压器采用“智能传感、实时监测”手段,实现了“即时故障反馈、智能状态分析”,一旦发现设备状态隐患,系统能够智能分析、及时反馈,极大减少运营风险,提高运营安全可靠性。

技术创新方面采用优质硅钢片和七级步进叠片结构,空载损耗比国标大幅降低,变压器具备节能特性;采用复合绝缘材料换位导线,提高线圈耐热等级,变压器具备高过载特性;采用高燃点低倾点环保MIDEL7131变压器油,变压器具备阻燃环保特性;智能组件采用传感器与变压器一体化融合设计,实现自耦变压器后台状态智能自评估。

 此课题将变压器的智能化、节能化、环保化集结起来,智能化环保节能型自耦变压器的推广应用,必将推动整个铁路牵引供电系统的发展。

该产品于2018年7月结项,成果水平为国际先进,已经在京沈客专试验段挂网,并运用在国内首条智能铁路-京张高铁上,还在蒙华、徐淮盐、川南城际、杭绍台、京唐、贵南、集大原、池黄、宣绩、莱荣、雅万等铁路项目中运用。2023年获得中国铁路工程集团有限公司科学技术奖一等奖。

高速铁路用耐疲劳型整体吊弦装置研究及寿命评估,该项目为2017年中铁电气化局集团科研课题。整体吊弦采用耐疲劳绞线和椭圆形压接方式,优化了心形环结构,改善了抗疲劳及耐磨损性能;提出了符合线路实际工况的疲劳试验和寿命评估方法,配套研制了机械疲劳试验装置;研制了专用压接设备及模具,确保压接质量。该项目获宝鸡市科学技术三等奖和中国铁道学会三等奖。

2019年10月进行科技评审,成果水平国际领先。耐疲劳吊弦自2016年9月在武广高铁换件投入使用后,至今运行正常。已开通京沪、沪杭更换耐疲劳整体吊弦;并应用于在建的瑞九、杭黄、京张、济青、汉十、商合杭。该项目获中铁电气化局集团科学技术奖一等奖及中国铁路工程总公司科学技术奖二等奖。

科技研发创新喜结累累硕果

  ▲ 架空刚性接触网系统

十年来,中铁电工共获得科研成果175项,省部级及以上鉴定49项,市局级评审126项。全密封智能自耦变压器、城市轨道交通柔性悬挂用分段绝缘器的研制等26项成果达到国家领先水平,时速200-250公里的架空刚性接触网系统技术及装备研究、铁路专用27.5千伏及以下阻燃环保型变压器的研制等38项成果达到国际先进水平,系列分段绝缘器装配集成平台技术研究、铁路专用电源净化装置等75项成果达到国内领先水平。

十年来,中铁电工共获得各级科技奖励63项,其中基于耦合动力学的高速铁路接触网/受电弓系统技术创新及应用、高性能铜合金连铸凝固过程电磁调控技术及应用2项成果获得国家级科学技术奖。

恶劣环境条件下电气化铁路接触网结构高可靠性成套技术及应用、轨道桥梁车致振动与噪声精细化分析理论及控制技术应用、高原山区强震与峡谷风影响下的接触网关键技术及应用等3项成果获得省级科技奖励。

高速铁路接触网系统技术及其工程应用、以简统化为核心的高服役性能新型接触网关键技术与装备等8项成果获得铁道部(铁道学会)科学技术奖。

中低速磁悬浮钢铝复合接触轨系统及零部件研制、架空刚性接触网温度补偿装置等20项成果获得市级科技奖励。

330千伏级单相三绕组牵引变压器、智能化环保节能型自耦变压器等18项成果获得中国中铁科学技术奖。

十年来,中铁电工高度重视专利发展质量,专利申请与授权总数稳步提升。2015年,发布《中铁电气工业有限公司专利工作管理办法》。课题进展过程中及时申请专利,如急需获得专利且专利质量较高时,可使用专利预审通道;专利申请时,避免一项技术同时申请发明和实用新型专利。

2023年末,公司共获得授权专利(有效)420项,其中发明专利72项(含PCT 5项),实用新型342项,外观专利3项,软件著作权3项。

在获奖方面,全贯通柔性交流牵引供电系统获得第75届“纽伦堡国际发明展”金奖;伞齿棘轮补偿装置、超级电容有轨电车充电轨系统2项专利获得中国专利优秀奖;架空刚性接触网温度补偿装置获得陕西省专利一等奖;中低速磁浮交通接触轨系统技术创新及示范应用获得陕西省专利三等奖。

在参与标准制订方面,建立、健全适应铁路安全、提速、信息化、高速、重载的标准体系,大幅度压缩现行行业标准数量,发挥企业标准作用,建立以国家标准为基础、行业标准为重点、大量企业标准为保证的标准体系;调整标准体系结构,建立以铁路综合基础标准、主要产品通用技术条件和试验方法标准、直接影响运输安全和使用数量多且需要通用互换的产品标准、运输管理和服务标准为主要内容的标准体系。

公司参与编写标准 58 项,其中国家标准8项,行业技术标准 39项,建筑标准2项,团体标准2项,归口企业标准7项。

开展创新合作助推产业升级

十年来,公司积极与高校、科研机构开展产学研合作,共同开展技术研发和人才培养。

 通过合作,充分利用高校和科研机构的人才和技术优势,提高了企业的创新能力。充分发挥联合试验室、各种创新平台作用,与清华大学、西北工业大学、西安交通大学、北京交通大学、各设计院等进行深度合作。

与西北工业大学开展针对《AC27.5千伏绝缘腕臂成型技术及应用材料性能提升和寿命评估研究》、《新型三轨绝缘支架成型及材料寿命评估研究》专项技术服务合作;与西安交通大学开展“接触网腕臂系统电场强度分布计算及优化提升研究”、“表面镀镍磷”工艺研究;与铁科院、铁一院、铁二院、电化院开展合作,共同参与国铁集团课题;与艾德瑞合作开展山地轨道交通供电轨及防护系统技术研究;与电化院合作开展DC1500伏四轨系统关键技术及装备课题研究和时速160公里接触轨仿真研究课题研究;与中铁六院开展《RMC新型整体式景观化声屏障研究》;与北京科技大学开展“铜镁系合金接触线开发”研究;与中国铁路设计集团有限公司开展“大尺寸耐燃、耐磨节能型接触导线关键技术研究”;与北京交通大学合作开展《新能源接入铁路关键技术》研究;与青藏公司开展《弱电网区域铁路电能质量治理研究》及《高原电气化铁路锻造式无螺栓整体吊弦及定位线夹的研究》。

通过一系列技术合作研究,一大批技术创新成果落地落实,有效促进了公司前沿科技发展与产业升级智造。

加快成果转化赋能创新发展

  ▲ 高铁电气科技产业园

十年来,公司完成时速250公里低净空隧道弓形腕臂系统、简统化接触网系统等高铁接触网关键产品,解决了既有高铁接触网产品过程中出现的松脱、磨耗、疲劳断裂及走出国门的知识产权纠纷问题,形成了完全自主的知识产权。完成“时速120公里、时速160公里钢铝复合轨接触轨系统研究”,解决膨胀接头卡滞、端部弯头烧蚀等难题;主持完成“中低速磁浮钢铝复合轨供电系统产品研究”,应用北京S1线,填补行业空白。

向“新”而行,以“质”致远,是推动实现企业高质量发展的必然选择。扎实推进中铁电工科技创新和产业创新深度融合,是一场马拉松,唯进步不止步,只要立足实际锐意创新,一步一个脚印攻坚克难,始终如一追求科技前沿,不断培育企业新质生产力,中铁电工就一定能书写新篇章,成就新未来。

来源:科技创新部  编辑:臧朔

审核:刘金玉

审定:班景平

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