2019年高等学校科学研究优秀成果奖高速列车能量传递的关

2019年高等学校科学研究优秀成果奖“高速列车能量传递的关键技术及装备”公示内容推荐类别：高等学校科学研究优秀成果奖-科学技术进步奖项目名称：高速列车能量传递的关键技术及装备推荐单位：西南交通大学推荐单位意见：该项目针对我国高速铁路受流、回流系统关键科学问题，通过与多家单位合作，高校、企业联合，探明了高速运行时能量在列车受流回流环节中的移动传输与动态分配机制，建立了电气/机械/材料于一体的受流回流环节耦合作用模型；提出了受流界面材料差异化匹配、受流支撑结构绝缘防护、回流通道均流与移动接地等关键技术，构建了集检测、表征、诊断、评估、防护于一体的技术体系；研制了受流回流环节高速滑动电接触配副、受流状态检测、绝缘状态监测与防护等系列装备。从理论研究、技术突破、装备研制三个方面为我国高速铁路受流、回流系统安全稳定运行提供了坚实保障。成果发明专利13项、实用新型7；出版了学术专著3部；发表了SCI/EI检索论文66篇；相关装备在“和谐号”系列动车组、“复兴号”系列中国标准动车组、CIT400（400km/h）高速检测车上应用。研究成果应用于大秦、京沪线等典型重载、高速铁路，现场应用效果良好，取得了良好的社会经济效益。推荐该项目申报高等学校科学研究优秀成果奖-科学技术进步奖一等奖。项目简介：高速铁路是国民经济的大动脉。近年来，我国高速铁路快速发展，运营速度和运营里程均居世界第一。高速列车是一种移动的载运工具，其能量传输通道具有快速移动的特点，包括受电弓/接触网（简称弓网）滑动受流环节及车轮/钢轨（简称轮轨）移动回流环节。随着列车运行速度和牵引功率的提升，弓网受流界面接触状态由柔性向刚性转变，耦合振动加剧、电弧频发、磨耗异常；受流通道燃弧过电压冲击频繁，加之强气流、大风沙等复杂环境影响，受流支撑结构闪络频繁；回流通道移动接地、车体地电位剧烈波动，严重威胁高速列车能量供给安全。传统普速铁路受流回流环节的损伤理论、匹配与检测技术及相关装备已难以满足我国高铁快速发展的需求。项目组从理论研究、技术突破、装备研制方面开展了系列工作。相关成果如下：探明了高速运行时能量在列车受流回流环节中的移动传输与动态分配机制；提出了受流界面材料差异化匹配、受流支撑结构绝缘防护、回流通道均流与移动接地等关键技术；研制了受流回流环节高速滑动电接触配副、受流状态检测、绝缘状态监测与防护等系列装备。基于以上研究工作，已经形成阶段性的成果：发表SCI/EI期刊论文66篇；申请发明专利33项，其中已授权发明专利13项，受理发明专利20项，实用新型7项；开发高速滑动电接触系列装备，取得了显著的社会经济效益。客观评价：1、成果评价意见：交铁科技成果评价中心（成都）有限公司组织召开了项目科技成果鉴定会，评价意见如下：评价委员会一致认为，项目研究成果整体达到国际先进水平，其核心研究成果达到国际领先水平。2、科技查询报告经四川省科学技术研究所查新后，总体结论认为：在本次检索范围和时间内，除“高速列车能量传递的关键技术及装备”项目的相关研究人员作为发明人申请的专利以及发表的论文外，其它文献报道与该项目所有查新均有不同之处，未见与该项目所有创新点相同的文献报道。推广应用情况：项目研究成果已应用于大秦线、京沪线等典型重载、高速铁路，研制的受电弓滑板载流量大、磨损率低，显著降低了弓网载流摩擦磨损速率，受电弓滑板的服役寿命显著提升，有效抑制了弓网故障，取得了显著的经济和社会效益。主要知识产权证明目录：知识产权（标准）类别知识产权（标准）具体名称国家(地区)授权号（标准编号）授权（标准发布）日期证书编号（标准批准发布部门）权利人（标准起草单位）发明人（标准起草人）发明专利（标准）有效状态发明专利动车组车顶绝缘子闪络电弧的在线防护装置及防护方法中国ZL201511003625.42017-6-62506541西南交通大学高国强、吴广宁、张血琴、魏文赋授权发明专利一种在线监测电气化铁道钢轨传播常数的方法中国ZL201010131298.12011-12-21882016西南交通大学吴广宁、周立军、高国强、曹晓斌、高波、李瑞芳授权发明专利一种25KV受电弓控制电路中国ZL201410711774.52017-2-222390544中车青岛四方机车车辆股份有限公司徐强、焦京海、张会青、田庆、史小利、梁建英授权发明专利一种采用新工艺制备高速列车受电弓滑板碳滑板的方法中国ZL201510683274.X2018-05-012909557大同新成新材料股份有限公司纪永良、范志利、张培林、武建军、闵洁、赵宽授权实用新型电力机车及其受电弓中国ZL201721457442.42018-08-177727803中车株洲电力机车有限公司王秋红、张彦林、李军、陈敏坚授权实用新型一种非动力转向架接地装置及有轨电车中国ZL201721226820.82018-04-037165711中车株洲电力机车有限公司郭瑾玉、张彦林、林平、冯叶授权完成人情况：序号姓名技术职称工作单位负责内容1吴广宁教授西南交通大学总体方案制定，受流回流关节环节损伤机理、检测技术的研究2高国强教授西南交通大学回流接地系统分流不均、车体电位剧烈波动的机理研究3杨泽锋讲师西南交通大学受流回流滑动电接触界面异常磨耗的机理研究4魏文赋讲师西南交通大学弓网电弧起弧、发展、熄灭及烧蚀特性研究5林光华高级工程师中铁二局集团电务工程有限公司受电弓与接触网机械、电气匹配研究6张血琴副教授西南交通大学受流支撑结构绝缘配合技术及状态检测技术研究7张安教授级高工中车青岛四方机车车辆股份有限公司受流界面电弧声谱检测技术及电弧温度分布检测技术的研究8袁德强教授级高工中车长春轨道客车股份有限公司钢轨电位及防护方法研究及低阻抗接地装置研发9张彦林高级工程师中车株洲电力机车有限公司弓网受流环节的优化匹配研究10田庆高级工程师中车青岛四方机车车辆股份有限公司高速列车受流系统视频监控装置的研制11张培林高级工程师大同新成新材料股份有限公司受电弓碳滑板材料研制12陈明礼教授级高工哈尔滨电碳厂电接触材料工程化与工艺研究13孙传铭高级工程师中车青岛四方机车车辆股份有限公司受流界面材料内部损伤检测技术研究14张国芹高级工程师中车长春轨道客车股份有限公司高速列车外绝缘在线监测装置的研制15韩伟高级工程师中车长春轨道客车股份有限公司高速列车外绝缘防护系统研制16谢文汉博士生西南交通大学受流界面电弧侵蚀特性研究17王虹博士生西南交通大学受流界面载流摩擦磨损试验研究18许之磊博士生西南交通大学复杂气流场下的电弧能量分配/输运机制研究19左浩梓博士生西南交通大学受流界面复合材料碳/铜界面润湿性的研究20陈琦琛博士生西南交通大学受流界面材料纳米改性技术研究21李响博士生西南交通大学活性纤维在受流界面材料中的粘结作用研究22康永强博士生西南交通大学高速气流场下气体放电特性研究完成人合作关系说明：1、第1完成单位（西南交通大学）与第2完成单位（中车长春轨道客车股份有限公司）合作提出支撑结构绝缘在线监测与防护方法，共同研制宽频、低阻抗移动接地装置，并完成现场测试及推广，主要参与人有吴广宁、高国强、张血琴、袁德强、张国芹、韩伟。2、第1完成单位（西南交通大学）与第3完成单位（中车青岛四方机车车辆股份有限公司）共同完成受流界面服役状态检测方法的开发、相关装置的研制及推广应用。主要参与人有吴广宁、杨泽锋、魏文赋、张安、田庆、孙传铭。3、第1完成单位（西南交通大学）与第4完成单位（中车株洲电力机车有限公司）共同研究了弓网电接触状态的动态变化规律，研发了一种轻质、低风阻、强导电的受电弓集电装置并实现了现场的应用推广。主要参与人有吴广宁、高国强、张彦林。4、第1完成单位（西南交通大学）与第5完成单位（大同新成材料股份有限公司）、第6