特高壓輸電工程是構建新型電力系統、落實“雙碳”目標的國家戰略性基礎設施，其裝備的自主化水平關乎我國能源安全與電力供應穩定。氣體絕緣組合電器（GIS）作為特高壓變電站的核心裝備，以其優越的絕緣性能、緊湊結構和良好的環境適應性而廣泛應用。絕緣拉桿是GIS斷路器中執行分合閘操作的關鍵傳動部件，需在頻繁機械負荷與強電場環境下長期穩定工作，其性能直接影響斷路器的開斷能力與響應速度。傳統絕緣拉桿難以滿足特高壓大容量、快速開斷的要求，而芳綸纖維增強環氧樹脂復合材料絕緣拉桿因具備輕質高強、絕緣性能突出等優點，被視作超特高壓領域的理想替代方案。
氣體絕緣組合電器（GIS）實物圖以及GIS用絕緣拉桿
長期以來，芳綸纖維因表面光滑、化學惰性強，與環氧樹脂基體界面結合困難，導致復合材料機械強度不足、成品率低，成為制約國產化的“卡脖子”難題。該技術缺口使我國特高壓芳綸纖維絕緣拉桿市場受制于美國TE公司，不僅抬高建設成本，也對特高壓裝備供應鏈安全形成潛在風險。如何激活纖維表面活性、重構纖維-樹脂界面結構，成為困擾國內電力裝備制造業十多年的核心技術瓶頸。
面向國家重大需求，華北電力大學電力工程系謝軍教授團隊經多年攻關，創新提出多層功能化界面工程技術。該技術通過精準調控纖維表面多層微納結構，重構其表面形貌并高效激活化學活性位點，在微觀層面建立纖維與樹脂間的強化學鍵合與機械互鎖機制，成功突破芳綸纖維與環氧樹脂的界面結合瓶頸，為我國特高壓裝備核心部件國產化奠定了關鍵技術基礎。
此項突破不僅填補了國內相關領域的技術空白，還形成了具備完全自主知識產權的芳綸纖維表面處理與復合材料成型工藝體系。目前，團隊依托國家自然科學基金、河北省自然科學基金等項目，已在 Composites Part B、IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation、Composites Science and Technology 等國際權威期刊發表高水平論文10余篇，系統構建了特高壓芳綸纖維復合材料界面設計的理論框架，獲得國內外同行廣泛認可。
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