研究方向

方向一:电力设备智能化及数字孪生技术

依托平台:南方电网-西安交大联合研究院、特变电工-西安交大联合研究院
面向新型电力系统的发展趋势,聚焦电力设备数字化过程中面临的电力设备一二次融合传感技术、电力设备多物理场行为(电、磁、热、力)的数字建模与仿真技术、电力设备状态评价和预测的孪生技术,致力于自主知识产权的代码和平台研发。

 

方向二:脉冲功率与等离子体电源及调控技术

依托平台:特种电气技术教育部重点实验室(B类)、陕西省高压放电与等离子体工程技术研究中心
面向工业、医疗、航空航天领域对低温等离子体稳定产生和灵活调控的共性需求,聚焦开放环境重频脉冲放电等离子体不稳定机理、等离子体—脉冲电源强耦合的驱动与调控技术、等离子体先进激光诊断手段、高重频窄脉宽高压脉冲电源研发等方面,形成“基础理论—诊断手段—装备研发—应用验证”完整链条,研发应用于氢电转化、创面治疗、航空航天点火助燃等领域的关键装备。

 

方向三:生物电磁技术及电磁诊疗装备技术

依托平台:国家医学攻关产教融合平台、国家医学中心
面向人民生命健康中的医工交叉领域,聚焦人体体征信号(ECG、SCG、EEG、MEG等)的便携穿戴式测量技术、特征信号的快速提取、边云协同的诊断技术、电磁场辅助诊疗装备技术,致力于国产化医疗器械的研发和成果转化。以心血管智慧诊疗、通讯等应用背景牵引,实现电气工程与医学深度融合。

实验平台

1)心电:

舒适型可穿戴式ECG信号采集系统。自主研发的非接触式ECG测量技术与高自适应性的去伪迹算法结合可以实现多种运动状态下穿戴式ECG信号的高质量采集。自主设计了一种具有超高输入阻抗的电容耦合PCB电极,不需要与皮肤直接接触,而是通过电极与皮肤表面间的耦合电容将ECG信号耦合至电极上,使用方便、采集舒适度高而且不刺激、不损伤皮肤,适合人体ECG信号长期便携式采集。

  

 

                         多导联可穿戴ECG采集系统                                                           多导联可穿戴ECG采集系统安装示意图

针对在长期佩戴和监测过程中运动伪影导致ECG信号质量下降的问题,团队将小波变换与自适应滤波相结合,提出了一种去运动伪影的混合算法。该混合算法不需要设置伪影参考信号,对复杂的人体运动具有良好的适应性。

 

                        受运动伪影干扰的ECG信号                混合算法处理后的ECG信号       

2)重频纳秒脉冲放电实验平台

  为诊断重复频率脉冲电压下气体间隙击穿和气-固沿面闪络的发展过程,搭建了脉冲序列分辨的光电联合诊断平台。平台由重复频率和单次脉冲发生器、实验腔体、光电联合诊断平台、重复频率脉冲放电控制系统组成。可测量放电过程中的电压、电流、放电光强和放电图像,为深入理解重复频率脉冲放电复杂的物理现象奠定基础。

 

部分实物图:

 

                                                      重频纳秒脉冲流柱放电腔体                              ICCD相机

 

高压直流电源

基于雪崩三极管Marx电路和传输线变压器的重频纳秒脉冲电源

基于单极免复位磁开关脉冲压缩电路的重频纳秒脉冲电源

3)纳秒E-fish电场测量系统

  基于电场致二次谐波产生(Electric field inducedsecondary harmonic generation, E-FISH)原理的激光探针具有非侵入式、适用气体种类广、高灵敏度、信号直接检测、光路简洁等优点,可适用于大气压脉冲流注放电空间电场测量。

  基于纳秒脉冲激光的E-FISH 平台由激光器、波片、色散三棱镜、光电二极管、光电倍增管等设备组成,可以反映电场随时间的变化,流注放电空间电场演变规律,为推动非介入式电场测量方法在高电压与放电研究领域应用提供支撑。

 

部分设备实物图:

                                                                             

                                                激光器                                            光电二极管(Thorlabs DET10A2)                     光电倍增管(Hamamatsu R928)

4)重频点火平台

         

 

 

 

 

 

 

 

 

科研项目

1.重复频率纳秒脉冲下气固沿面闪络的演变机理及绝缘动态失效特性研究(国家自然科学基金)

2.特高压设备及其组成系统宽频电磁暂态特性(国家重点研发计划)

3.高聚焦度深度经颅磁刺激的研究(国家自然科学基金)

4.500kV单相双分裂并联电缆运行特性和电缆性能提升技术研究

5.换流站接地网局部冲击阻抗特性检测技术研究

6.熔断型直流避雷器组熔丝特性配合研究

7.配电网开关柜嵌入式状态感知关键技术研究及示范应用

8.面向智能配电网的分布式状态感知应用技术研究

9.252kV GIS 壳体环流理论及模型等效简化技术研究

10.GIS设备入网选型、拓扑结构布局优化及运行可靠性研究服务

11.一二次融合智能配电开关模拟干扰试验技术研究

12.中重冰区无地线高压架空输电线路研究

13.高压直流系统熔断型直流避雷器组的研制及示范应用

14.750KV紧缩型铁塔评估

15.高压单芯电缆同相多根并联运行技术研究

16.110KV同塔六回铁塔设计关键技术研究电气性能研究合同书

17.长距离330kV电缆电气设计关键技术研究