超導(dǎo)體材料是磁共振設(shè)備的關(guān)鍵,而這些材料在4.2開爾文的溫度下才能保持穩(wěn)定。電子從材料中流過、產(chǎn)生電流時(shí),大多數(shù)材料都會(huì)產(chǎn)生電阻,這對(duì)磁裝置而言是一大問題。我們使用的每一樣電子設(shè)備、以及運(yùn)輸電力的所有基礎(chǔ)設(shè)施都會(huì)因?yàn)殡娮钃p失能量。由于電阻的存在,很難用高強(qiáng)度電高強(qiáng)磁場(chǎng)。然而超導(dǎo)體卻不會(huì)阻礙電子的流動(dòng),因此能產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場(chǎng),可以進(jìn)行高分辨率醫(yī)學(xué)成像。但超導(dǎo)體材料要想發(fā)揮正常功能,就必須被放置在超低溫環(huán)境中。這也正是液氦不可或缺的原因。
把一圈導(dǎo)線纏繞在的超導(dǎo)材料上,再將其放置在液氦中,冷卻至4.2開爾文、甚至更低,便可達(dá)到超導(dǎo)體所需的特殊溫度條件,再向線圈中通入高強(qiáng)度電流。目前的穩(wěn)定磁場(chǎng)位于美國佛羅里達(dá)大學(xué)國家高強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室,由一塊超導(dǎo)磁鐵產(chǎn)生,磁場(chǎng)強(qiáng)度足足高達(dá)地球磁場(chǎng)的150萬倍。
科學(xué)家們會(huì)利用技術(shù)分析實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的新材料的物理特性。有些材料后來被研發(fā)成了藥品,如能夠解決全球健康問題的新型;有些則被研發(fā)成了能夠回收利用的綠色建筑材料。能源領(lǐng)域也取得了不少進(jìn)步,研發(fā)出了更小、更便攜、能量更高的電池,或可減少我們對(duì)碳燃料的依賴。但技術(shù)目前仍需要大量液氦,這點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)暫時(shí)無法改變。
幸運(yùn)的是,我們已經(jīng)知道了如何更好地保護(hù)剩下的氦儲(chǔ)備,并且在不斷發(fā)現(xiàn)新的氦氣池。我們明白了如何在氦逃逸到太空中之前予以回收利用,也開始研究能夠在更高溫度下運(yùn)行的超導(dǎo)體。這些工作都費(fèi)時(shí)費(fèi)力、成本高昂,而且回收氦還需要大量化石能源提供的能量。與此同時(shí),我們還要尋找更多的氦氣來源,并找到更好的回收途徑。我們可以從少買幾個(gè)氦氣球這樣的小事做起。下次放飛氦氣球之前,不妨三思而后行。
六氟化硫(以下簡(jiǎn)寫 :SF6)以其良好的絕緣性能和滅弧性能,被廣泛應(yīng)用于電器工業(yè),如:斷路器、高壓開關(guān)、高壓變壓器、氣封閉組合電容器、高壓傳輸線、互感器等。六氟化硫還因其化學(xué)惰性、無毒 、不燃及無腐蝕性,還被廣泛應(yīng)用于金屬冶煉、大氣示蹤,電子制造等行業(yè)。
六氟化硫自20世紀(jì)初(1900年)在實(shí)驗(yàn)室(法國巴黎大學(xué))初次合成后,研究發(fā)現(xiàn)其具有良好的電氣性能,逐步開始工業(yè)生產(chǎn)。歷經(jīng)試驗(yàn)研究和在小型電氣設(shè)備上的應(yīng)用,20世紀(jì)60年代后,開始應(yīng)用于大容量電氣設(shè)備,繼而出現(xiàn)了全封閉組合電器。
我國對(duì)六氟化硫電氣設(shè)備的認(rèn)識(shí)始于20世紀(jì)60年代,70年代初首臺(tái)國產(chǎn)設(shè)備投運(yùn),首組氣體絕緣變電站(簡(jiǎn)稱:GIS)引進(jìn),此后不同電壓等級(jí)設(shè)備相繼得到鑒定和使用,到改革開放的80年代,大量的六氟化硫電氣設(shè)備引進(jìn)和研制成功,不斷地促進(jìn)了六氟化硫電氣設(shè)備在我國的迅速發(fā)展。至目前,高壓斷路器幾乎全部使六氟化硫替代絕緣油和空氣介質(zhì);GIS在許多省網(wǎng)已經(jīng)投運(yùn),六氟化硫變壓器也在一些城網(wǎng)改造中得以引進(jìn);其他如互感器、套管等也得到大量更換與應(yīng)用,甚至電容器、避雷器和管道母線等設(shè)備亦在應(yīng)用。
GIS(gas insulated substation)是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡(jiǎn)稱。GIS由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成,這些設(shè)備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中,在其內(nèi)部充有一定壓力的六氟化硫絕緣氣體,故也稱六氟化硫全封閉組合電器。
GIS設(shè)備自20世紀(jì)60年代實(shí)用化以來,已廣泛運(yùn)行于世界各地。GIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,而且在特高壓領(lǐng)域也被使用。與常規(guī)敞開式變電站相比,GIS的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),維護(hù)工作量很小。但依然存在內(nèi)部故障隱患的檢測(cè)比較困難等問題,尤其是局放信號(hào)的檢測(cè)。