科学研究

具有稳定的研究方向:

        面向电力能源和国防建设的重大需求,一方面,在电力系统领域,着重针对风力和光伏发电、特高压交直流输电等,研究相关新型、环境友好、智能化电力设备及电力电子应用技术;另一方面,突出高电压、大电流、快脉冲的特点,开拓等离子体在能源等领域的新兴、交叉研究。承担着国家重大、重点项目,以及与国内外大型企业的合作课题。

形成了一流的师资:

        吸引了国内外著名大学研究人员加入:Lebedev Sergey,英国帝国理工大学物理系教授、主任,讲座教授;吴坚,教授,2012年清华大学工程物理系博士毕业;石桓通,副教授,2017年清华大学电机工程及应用电子技术系博士毕业;张博雅,副教授,2018年清华大学电机工程及应用电子技术系博士毕毕业。

培养了一流的学生:

        普通博士生一般4年、长学制博士生(硕博连读)一般5年(从硕士入学算起)均能毕业,毕业去向为重点高校、研究院所、电网公司、电力设备制造企业等。同时培养了学生“坐稳  做实  站高  望远”的科研作风。

 建设了一流的条件:

        在985、211、国家重点实验室、国家有关计划等专项经费支持下,建设了一流的电力开关设备短路开断与性能测试、放电等离子体产生与精密诊断、极端条件下材料性能评价、大型脉冲功率源实验平台。

 

一、研究方向

1.高电压与大电流

   1) 新能源用高性能电力开关设备关键技术
   2) 环境友好型、智能化电力设备
   3) 电力设备故障诊断与寿命评估
   4) 高低压、交直流气体开关电器理论与优化设计
2.脉冲功率与放电等离子体

   1) 放电等离子体理论及应用

   2) 激光诱导击穿光谱技术及应用

   3) 等离子体在先进能源系统中的应用

   4) 基于脉冲功率技术的多场耦合极端环境模拟装置

3. 电力电子技术

   1) 电力电子器件绝缘

   2) 电力电子技术在高压设备、脉冲功率装置中的应用

 

二、学术成果       

       课题组科研成果获奖:

     1 高压气体开关设备数字化设计与多参量综合测试关键技术及工程应用,获2023年陕西省科技进步一等奖

     2 252kV及以下新型环保系列化开关设备关键技术及工程应用,获2023年云南省科技进步一等奖

     3 频繁投切开关非解体性能评估、装备研制及应用,获2023年机械工业科技进步二等奖

     4 新能源系统低压侧故障精准检测与开关高效分断关键技术及应用,获2022年陕西省技术发明一等奖

     5  IEEE Ragnar Holm Scientific Achievement Award, 2022

     6 252千伏百千安级大容量短路电流开断装置研发及工程应用,获2021年广东省科技进步二等奖

     7 配电网末端高可靠性智能控制设备研制与评价关键技术及产业化应用,获2021年重庆市科技进步二等奖

     8 新型环保气体绝缘电力设备关键技术研究及工程应用,获2020年中国电工技术学会科技进步二等奖

     9 等离子体增强燃烧关键技术研究,获2015年陕西省科技进步二等奖

     10 开关电器大容量开断关键技术及应用,获2012年国家科技进步奖二等奖

11 配电电器操作机构与灭弧系统关键技术及应用,获2011年陕西省技术发明奖一等奖

12 开关电弧等离子体特性和控制机理研究,获2010年度高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖一等奖

13  低压断路器开断过程中的动力学问题研究,获2008年全国百篇优秀博士学位论文提名奖

14  空气介质电弧的测试、仿真、调控的关键技术及其应用,获2004年国家科技进步二等奖

 

5年代表性论文:

1 Zhang Boya, Zhou Ran, Wang Kai, Guo Ze, Li Xingwen, Cao Minchuan, Deng Junwei, Wang Dibo. Arc Interruption Performance of C4F7N-CO2 Mixture in a 126 kV Disconnector, IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY,2023, 38(2): 1197-1207.

2 Meng Yu, Yang Qi,  Chen Silei, Wang Qian, Li Xingwen. Multi-branch AC arc fault detection based on ICEEMDAN and LightGBM algorithm, ELECTRIC POWER SYSTEMS RESEARCH, 2023, 220: 109286.

3 Hu Yujia, Shi  Huantong, Li Tuan, Cheng Lun, Hu Jinliang, Li Xingwen, Wu Jian, Chen Li, Qiu Aici. Underwater pressure waves generated by electrical exploding wire ignited energetic materials: Parametric study and formulation optimization,POWDER TECHNOLOGY, 2023, 419: 8335.

4 Chen Li, Zhang Boya, Yang Tao, Deng Yunkun, Li Xingwen, Murphy AB. Thermal decomposition characteristics and kinetic analysis of C4F7N/CO2 gas mixture, Journal of Physics D-Applied Physics, 53(5): 055502, 2020.

5 Wu Jian, Qiu Yan, Li Xingwen, Yu Han, Zhang Zhi, Qiu Aici. Progress of laser-induced breakdown spectroscopy in nuclear industry applications , Journal of Physics D: Applied Physics, 53(2): 0-023001,2020.

6 Shi Huantong, Yin Guofeng, Fan Yunfei, Wu Jian, Li, Xingwen, Murphy Anthony B. Multilayer weak shocks generated by restrike during underwater electrical explosion of Cu wires , Applied Physics Letters, 115(8): 0-084101,2019.

7 Chen Silei, Li Xingwen, Xie Zhimin, Meng Yu. Time-Frequency Distribution Characteristic and Model Simulation of Photovoltaic Series Arc Fault With Power Electronic Equipment, IEEE Journal of Photovoltaics, 9(4): 1128-1137, 2019.

8 Guo Ze, Li Xingwen, Li Bingxu, Fu Mingli, Zhuo Ran, Wang Dibo. Dielectric Properties of C5-PFK Mixtures as a Possible SF6 Substitute for MV Power Equipment, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 26(1): 129-136, 2019.

9 Wang Qian, Yang Weihong, Hang Yuhua, Fan Hao, Li Xingwen. Study of the enhanced burning rate during the plasma-propellant interaction process Journal of Physics D-Applied Physics, 52(33): 334002, 2019.

10 Shi Huantong, Wu Jian, Li Xingwen, Murphy AB, Li Xudong, Chen Li, Li Penghui. Understanding the nanoparticle formation during electrical wire explosion using a modified moment model, Plasma Sources Sicence and Technology, 8(28): 085010, 2019.

 

  

    近3年获授权发明专利 

1 孟羽, 陈思磊, 李兴文, 吴子豪, 王辰曦, 唐露甜, 王若谷. 基于自适应信号处理及CART树集成学习的直流故障电弧检测方法, 专利号: ZL 202111566994.X, 授权日期:2022-12-13.

2 周然, 张博雅, 李兴文. 采用流注先导理论计算断路器弧后电击穿临界电压的方法, 专利号:ZL 202110998560.0, 授权日期: 2022-12-09.

3 李凯旋, 张博雅, 李兴文. 一种蓝宝石晶体覆铜衬板的制作方法及其覆铜衬板, 专利号: ZL 202111007757.X, 授权日期: 2022-10-25.

4 张智, 时铭鑫, 王傲松, 黄大鹏, 邱岩, 吴坚, 李兴文. 一种用于在线检测的光纤阵列LIBS探测系统, 专利号: ZL 202011588099.3, 授权日期: 2022-10-25.

5 赵虎, 李兴文. 一种基于栅片电压测试的低压断路器开断性能优化方法, 专利号: ZL 201811340931.0, 授权日期: 2022-06-21.

 

三、课题组在研的重要科研项目

          1 高速直线推进电磁能装备枢轨材料性能劣化与实时原位诊断和评价研究, 国家自然科学基金重大研究计划项目(集成项目),(2024-2027)

          2 高可靠性高压直流气体绝缘开关设备轻量化设计理论与关键技术研究, 国家自然科学基金-南方电网公司联合项目(重点项目),(2024-2027)

          3 海上风电并网系统远程监测与故障诊断技术,国家重点研发计划项目,(2024-2027)

          4 超高分辨激光汤姆孙散射光谱仪,国家重点研发计划项目,(2024-2027)

          5 新型环保 SF6 替代气体电弧开断关键技术及应用研究,国家重点研发计划项目,(2023-2024)

          6 先进能源结构性能劣化多维原位表征与评价技术及工程应用,国家重点研发计划项目,(2022-2025)

          7 极端条件电磁轨道发射装备电磁热力多场强耦合作用的同步加载方法及其等价性研究,国家自然科学基金重大研究计划项目(重点项目), (2021-2024)

          8 页岩油开发可控冲击波压裂技术的基础研究,国家重点研发计划项目,(2021-2025)

          9 基于激光技术的材料服役行为多维度检测技术和装备,国家重点研发计划项目,(2021-2025)

          10 承担与国家电网公司、南方电网公司、中国工程物理研究院、中国西电集团、中广核等企业合作课题多项

 

四、学术兼职

       中国电工技术学会电接触及电弧专业委员会委员和秘书长、低压电器专业委员会委员,中国电机工程学会供用电安全技术专业委员会委员; 《中国电机工程学报》编委、《高电压技术》编委、《高压电器》编委、《电器与能效管理技术》编委;中国青年科技工作者协会常务理事;特种电气技术教育部重点实验室副主任。

      Plasma  Physics  and  Technology  期刊编委、The Matter and Radiation at Extremes期刊编委、International Symposium  on  Physics  of  Switching  Arc 国际科学委员会委员、International Conference on Gas Discharges and their Applications 国际科学委员会委员、International Conference on Electrical Contacts国际顾问委员会委员、CIGRE B3.42 (低压交/直流电源系统可靠性分析与设计导则)和A3.41(SF6替代气体灭弧性能)工作组成员、 CIGRE A3 (高压设备)中国专业委员会委员、Current Zero Club (电流零点俱乐部)低压电器领域委员。