——记上海交通大学江平开教授
19世纪末，人类掌握了发电技术，从此人类进入了电力时代。随着电气技术的不断成熟，西方国家20世纪初开始研究电气、应用与电气相关的知识。发展至今，传统的电气工程被定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和，而电气绝缘技术则是电气设备的关键技术，在这其中，绝缘材料又是电力设备及电子器件重要的基本组成部分，相当程度上决定了电力设备及电子器件的技术水平。
上海交通大学博士生导师、长聘教授江平开，同时也是上海交通大学电气材料与绝缘研究中心主任、上海市电气绝缘与热老化重点实验室主任，长期从事电线电缆用高分子新材料、电子电气设备用高分子纳米复合电介质、环保阻燃材料和介电功能高分子材料领域的研究和工程应用工作。在电气绝缘材料领域取得了一系列创新性成果，做到了多项国内第一，尤其是纳米电缆在国内属于领先水平，同时，在科研成果产业应用中，江平开教授坚持产学研结合，大力推广成果落地实践应用，产生了良好的经济效益和社会效益。
创新技术 攻克难题
1996年初，江平开从西安交通大学电工材料与绝缘技术专业博士毕业之后，怀着对未来的美好向往，来到了上海，进入上海交通大学材料科学与工程博士后站，师从博士后联系导师王宗光教授，从事电线电缆绝缘材料的研究。
绝缘研究、师承三代（从右到左为上海交通大学王宗光资深教授，江平开长聘教授，黄兴溢杰青教授，于2024年5月合影）
电线电缆是一个传统行业，但却是国民经济的重要基础行业，是二次能源电力输送的“血脉”，而且占国民经济GDP的比重超过百分之一。线缆行业的创新主要是围绕着材料的创新，高分子作为一种极好的绝缘材料，大量使用于电线电缆行业，且随着高分子材料合成化工的进步，新材料不断出现，为线缆创新带来了更多的机遇。
1998年2月，江平开博士后出站留校之后，发明了“固态一步法生产硅烷交联聚烯烃的方法”，并获得国家授权发明专利，同时获得了上海市科技技术进步奖三等奖。以此，2000年7月，江平开创立上海交大电工新材料有限公司，担任董事兼总经理，开始了创业的尝试，公司开始生产电线电缆绝缘材料。为市场提供一步法硅烷交联聚乙烯电缆料，仅在上海华普电缆有限公司一家公司，从2001年开始大规模地应用于生产，至2011年累计使用量达5000吨，替代了进口，为企业节约了大量的资金。后来，国外公司的硅烷交联产品几乎完全退出了中国市场，江平开创办的公司在2005年产值就已超过1.5亿元。
成功不是偶然，其背后是汗水和努力，更是攻坚克难，在这期间，江平开历经了很多曲折的过程。比如，在实验室小料制备时交联度稳定、性能优越，而在规模化生产时却很不稳定，挤出电缆时常常发生预交联、焦烧，电缆表面粗糙、熔体破裂，使生产无法进行。对此，江平开通过减少过氧化物DCP和催化剂，同时将DCP、抗氧剂、催化剂等全部配料加入到硅烷中进行混合复配，做到均匀复合，并采用喷雾形式喷涂到粉末固体载体表面，让其降温吸附，从而解决了问题。为了解决电缆的热收缩问题，保证不影响挤出速度，且无论是挤管式还是挤压式都必须满足热收缩试验下小于4%的要求，通过反复研究，选择了不同支链结构的线性低密度聚乙烯，最终也解决了问题。
据了解，他们的固态硅烷交联技术，对我国电缆制造行业的技术更新和材料替代进口起到了重要的作用，目前国内需求几十万吨，其前期的努力产生了良好的经济效益和社会效益。
成果落地 服务产业
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。江平开认为，科研的价值应该更多的体现在成果应用上，多年来，他始终坚持基础研究与工程化研究相结合，坚持科研成果转化的后续产业化工作。他先后研制生产了绝缘纳米复合的可交联的聚乙烯材料，在国内首次通过320 kV纳米直流高压XLPE电缆的预鉴定试验。自2015年开始，供应给中国宝武钢铁集团有限公司使用的75kV直流XLPE电缆，就使用了纳米技术，电缆一直使用至今，经历九年多时间的验证，反响很好。而传统的XLPE直流电缆一般在使用3个月到6个月就寿命终止，需要更换。
2014年，在国家基础研究项目973计划项目支持下，江平开带领团队开展高压直流电力电缆用热塑型聚丙烯纳米绝缘材料的基础课题研究，同时，与上海电气合作同步开展工程化项目研究，并于2018年完成了中国第一个环保聚丙烯绝缘中压电缆的行业专家技术鉴定。2023年《提升聚合物绝缘材料性能的纳米复合理论和方法》，获得教育部科学技术进步二等奖 。
江平开教授介绍说，环保型PP绝缘电缆相对传统的交联聚乙烯绝缘电缆具有耐温等级高、载流量大、二氧化碳排放减少40%等特点。电缆寿命终止时，材料可以回收利用，符合现今循环再利用的环保理念，是电缆应用的发展方向。他们团队研发的环保型PP绝缘电缆，拥有从环保型PP绝缘新材料到PP电缆制造工艺的全部自主知识产权，该产品达到国际同类产品先进水平，实现国内相关产品零的突破。2020年1月，江平开团队研发的国内首根环保型PP绝缘电缆，率先完成10 kV聚丙烯环保电缆国家电网上海公司挂网运行。
一代完全自主知识产权的环保电力绝缘电缆首次在国家电网上海市南电网投入运行（徐汇滨江丰谷110kV变电站）
2020年3月，江平开团队将纳米聚丙烯绝缘材料应用试制了75 kV高压直流设备专用线上，在青岛汉缆股份有限公司投入使用，反应良好。
2022年11月，江平开团队研发国内首条35 kV环保型改性聚丙烯（PP）绝缘电缆，成功在上海电网挂网运行。他们也率先在国内完成第一个中压PP电缆新产品国家级鉴定，形成规模化电缆料及电缆生产基地。
2024年1月，江平开的合作团队完成了110kV等级的PP高压绝缘电缆所有的型式试验。
由中国电力企业联合会组织的全国电力行业专家的鉴定会（上海）
制定标准 培养人才
近年来，随着二氧化碳排放量的加剧，地球大气环境和生态环境都受到了严重影响，为此，我国提出了“双碳”目标。为了响应国家创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以国家“双碳经济”战略目标为导向，以绿色新发展理念为指导，电线电缆行业将迎来一个很好的机遇，或将带来一场电力电缆以交联性到热塑性绝缘材料的革命性变化。
为此，江平开教授领衔主持制定了中国第一个中压聚丙烯绝缘与屏蔽材料的团体标准，该标准已于2021年12月25日开始实施，为后续产业化，规模化使用，奠定了一个基础。据了解，总共参编的单位有62家之多，包括了几十家电缆及材料上市公司，为后续广泛贯标提供了基础。
除了坚持在电气绝缘领域开展研发工作，江平开教授不仅进行基础研究、发表高水平文章150余篇、注重产业化。同时，作为高校教师，他还承担着教书育人、为国家培养人才的重任。任职上海交通大学教授以来，他不忘初衷、立德树人，坚持从事教学工作，先后为化学化工学院开设了《电介质物理》《聚合物电介质》《材料科学前沿》《量子化学》《固体化学》等。值得一提的是，他已坚持为电气自动化四年级本科生开设了二十年的《介质工程与光纤技术》课程，并培养出了优青、杰青等人才，组建了一支高水平的交叉学科研发团队，建设了上海市电气绝缘与热老化重点实验室的科研平台，担任重点实验室主任近二十年。
回首过往，已为序章。现如今，江平开教授在上海交通大学任教和科研已经28年，他感恩遇到国家发展最好的机遇，也感恩良师益友，在他们的支持下，先后主持国家973课题、国家自然科学基金项目、上海市重大科技攻关项目/国际合作项目等共60余项。让他最大限度的发挥出自己的科研才能，为国家、为社会、为学校、做出了很大的贡献，也为企业提供了大量重要的技术支撑工作。
饮水思源、不忘桑梓，聚力前行，征程再起。江平开教授不忘科技兴国的初心，不忘电气绝缘的培养，未来，他将继续积极进行绝缘新材料的开发与应用，推进科研成果的转化、为企业服务，助力电线电缆及电力设备相关绝缘材料产业更进一步发展。（文/张玮）
