超导体材料是磁共振设备的关键,而这些材料在4.2开尔文的温度下才能保持稳定。电子从材料中流过、产生电流时,大多数材料都会产生电阻,这对磁装置而言是一大问题。我们使用的每一样电子设备、以及运输电力的所有基础设施都会因为电阻损失能量。由于电阻的存在,很难用高强度电高强磁场。然而超导体却不会阻碍电子的流动,因此能产生极强的磁场,可以进行高分辨率医学成像。但超导体材料要想发挥正常功能,就必须被放置在超低温环境中。这也正是液氦不可或缺的原因。
把一圈导线缠绕在的超导材料上,再将其放置在液氦中,冷却至4.2开尔文、甚至更低,便可达到超导体所需的特殊温度条件,再向线圈中通入高强度电流。目前的稳定磁场位于美国佛罗里达大学国家高强磁场实验室,由一块超导磁铁产生,磁场强度足足高达地球磁场的150万倍。
科学家们会利用技术分析实验室中发现的新材料的物理特性。有些材料后来被研发成了药品,如能够解决全球健康问题的新型;有些则被研发成了能够回收利用的绿色建筑材料。能源领域也取得了不少进步,研发出了更小、更便携、能量更高的电池,或可减少我们对碳燃料的依赖。但技术目前仍需要大量液氦,这点在短时间内暂时无法改变。
幸运的是,我们已经知道了如何更好地保护剩下的氦储备,并且在不断发现新的氦气池。我们明白了如何在氦逃逸到太空中之前予以回收利用,也开始研究能够在更高温度下运行的超导体。这些工作都费时费力、成本高昂,而且回收氦还需要大量化石能源提供的能量。与此同时,我们还要寻找更多的氦气来源,并找到更好的回收途径。我们可以从少买几个氦气球这样的小事做起。下次放飞氦气球之前,不妨三思而后行。
六氟化硫(以下简写 :SF6)以其良好的绝缘性能和灭弧性能,被广泛应用于电器工业,如:断路器、高压开关、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。六氟化硫还因其化学惰性、无毒 、不燃及无腐蚀性,还被广泛应用于金属冶炼、大气示踪,电子制造等行业。
六氟化硫自20世纪初(1900年)在实验室(法国巴黎大学)初次合成后,研究发现其具有良好的电气性能,逐步开始工业生产。历经试验研究和在小型电气设备上的应用,20世纪60年代后,开始应用于大容量电气设备,继而出现了全封闭组合电器。
我国对六氟化硫电气设备的认识始于20世纪60年代,70年代初首台国产设备投运,首组气体绝缘变电站(简称:GIS)引进,此后不同电压等级设备相继得到鉴定和使用,到改革开放的80年代,大量的六氟化硫电气设备引进和研制成功,不断地促进了六氟化硫电气设备在我国的迅速发展。至目前,高压断路器几乎全部使六氟化硫替代绝缘油和空气介质;GIS在许多省网已经投运,六氟化硫变压器也在一些城网改造中得以引进;其他如互感器、套管等也得到大量更换与应用,甚至电容器、避雷器和管道母线等设备亦在应用。
GIS(gas insulated substation)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的六氟化硫绝缘气体,故也称六氟化硫全封闭组合电器。
GIS设备自20世纪60年代实用化以来,已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用,而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比,GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强,维护工作量很小。但依然存在内部故障隐患的检测比较困难等问题,尤其是局放信号的检测。