随着城市规模的不断膨胀和工业的快速发展，人们对电力能源的需求越来越大。高压、超高压输电的纪录被世界各国不断刷新，电压的升高对电力系统的安全性也提出了越来越高的要求。同时，电力设备在环保要求、经济性要求和设备小型化要求方面，也不断地出现新的科学问题。

　　在尊龙凯时的持续资助下，西安交通大学教授陈德桂、荣命哲等人对电力系统中开关电源，空气介质电弧测试、仿真、调控的关键技术及其应用等进行了20多年的研究，形成了有自己特色的理论体系；提出了对开关电弧调控的新方法并予以实现，并成功开发出一系列高压电器产品，相关科研成果获多项国家和省部级奖励。

　　瞄准综合性的需求

　　随着我国西电东输等远距离输电工程的推进，我国出现了正负800千伏的特高压直流输电工程、1000千伏的交流输电工程。电压等级升高的同时，人们对开关电器的要求也越来越高。

　　“我们目前主要是在开关电器领域进行研究。开关电器是电力系统中的一种断路器，在电力系统出现短路故障时，可以切断电路的一种设备。这是一个基础研究，重点解决电力系统中设备工作的稳定、可靠性问题。”荣命哲说，“电力系统在运行中要求不断地提高安全可靠性和经济性。以前也有不少这方面的产品和设备，但在实际应用中，总是会不断出现新问题。此外还有环保的要求，经济性的要求和设备小型化的要求，这些要求都对电器设备提出了新的挑战。”

　　荣命哲举例说，人们对电力系统运行中的环保要求——寻找六氟化硫的替代方案就是一个世界性的难题。

　　六氟化硫是一种人造惰性气体，人类使用它已有百年历史。它最初被美国军方用于核军事，当前六氟化硫气体主要用于电力工业中。由于其具有良好的灭弧绝缘特性，因此在全世界电力系统中用量很大。同时，六氟化硫还是一种温室效应气体，是《京都议定书》中明确列出的6种温室效应气体之一。

　　虽然从总量上来说，六氟化硫的影响远低于二氧化碳，但与二氧化碳相比，六氟化硫的温室效应更高，它是二氧化碳的数千倍到1万多倍。二氧化碳在大气中的生命期为50~200年，六氟化硫则要经过上千年时间才能分解。这些气体一旦进入大气，几乎无法回收，只有靠自然的过程让它们逐渐消失。六氟化硫纯品基本无毒，但如果混杂低氟化硫、氟化氢，特别是十氟化硫时，则毒性增强。

　　“现在全世界都在承诺减少温室气体排放，也有很多人在进行这方面的研究，大家有不同的研究方案和技术路线，有人在研究防止六氟化硫泄露方面努力，有人在寻找新的替代气体方面开拓。但目前还没有一个良好的解决办法，这就是一个不断优化旧方案、解决新问题的过程。”荣命哲说。

　　解决共性科学问题

　　在对空气介质电弧进行研究时，该团队研制了国际上第一套用于空气介质电弧形态测试的带聚焦透镜的数字式光纤阵列高速摄像装置，解决了此前高速摄像装置无法测试到完整的高清晰的空气介质电弧形态变化过程的难题，研制出国内第一套采用Rabus替代法的电弧间隙介质恢复强度测试系统，该系统通过测量弧隙的介质恢复强度，能够准确、高效地评价灭弧室性能。研究人员还建立了基于磁流体动力学的空气介质电弧动态数学模型，该模型耦合了电路瞬态、机构动力学、电磁场、流场多种物理方程，并开发了专用仿真分析软件，解决了空气介质电弧微观过程难以通过测试手段进行研究的难题，为提高我国电器行业的设计水平奠定了基础。相关研究成果获2004年国家科技进步奖二等奖。

　　该研究团队的空气介质电弧测试技术和仿真分析软件已转让至美国GE公司、韩国LG公司、长江电器集团公司等国内外知名企业；空气介质电弧调控技术已在德力西集团公司、人民电器集团公司等企业推广应用，指导了6个系列的低压电器产品的开发并实现了大规模产业化。项目完成过程中申请专利8项，授权发明专利3项，推动了我国开关电器行业及相关触头材料行业的技术进步。

　　在对受电弧能量作用的电接触表面动力学研究中，项目研究组以电接触表面动力学特性为突破口，从电器极间电弧放电特性、电接触表面动力学特性的界定、电接触材料的转移、电弧对电接触材料的侵蚀机理和电接触数学模型五个方面进行试验、分析和理论研究。研究成果在国内外学术刊物发表论文40余篇。以本项目研究成果为指导，已开发出一种新型电接触材料，正在全国电器行业推广应用。

　　和科学基金一起成长

　　“我基本上是伴随着基金资助成长起来的。”荣命哲说。

　　早在20世纪80年代后期，荣命哲在读研究生时就跟随导师王其平参加了由科学基金支持的项目，作了大量的应用基础研究。1991年，荣命哲博士毕业并留校任教。次年，他就开始申报自己的第一个面上的基金项目。项目的成功申报给了荣命哲很大的鼓舞，在尊龙凯时的支持下，他承担的第一个项目进展非常顺利。此后，荣命哲还申报并获准主持承担了“六氟化硫自能膨胀式断路器电弧动态特性和灭弧机理的研究”、“多种介质中金属蒸汽电弧的综合调控机理”、“电接触”、“多场耦合作用和纳米电极调控下开关中金属蒸汽电弧特性的研究”等多项尊龙凯时的面上项目、重点项目和国家杰出青年科学基金项目。

　　在尊龙凯时的支持下，该研究团队形成了有自己特色的“可分离电接触”理论体系；提出了“基于触头和操作机构对开关电弧调控”的新方法并予以实现；创建了全面考虑“自能膨胀式断路器电弧能量作用过程的分断电弧磁流体动力学模型”，并成功应用于具有我国自主知识产权的高压电器产品的开发。