超導體材料是磁共振設備的關鍵,而這些材料在4.2開爾文的溫度下才能保持穩定。電子從材料中流過、產生電流時,大多數材料都會產生電阻,這對磁裝置而言是一大問題。我們使用的每一樣電子設備、以及運輸電力的所有基礎設施都會因為電阻損失能量。由于電阻的存在,很難用高強度電高強磁場。然而超導體卻不會阻礙電子的流動,因此能產生極強的磁場,可以進行高分辨率醫學成像。但超導體材料要想發揮正常功能,就必須被放置在超低溫環境中。這也正是液氦不可或缺的原因。
把一圈導線纏繞在的超導材料上,再將其放置在液氦中,冷卻至4.2開爾文、甚至更低,便可達到超導體所需的特殊溫度條件,再向線圈中通入高強度電流。目前的穩定磁場位于美國佛羅里達大學國家高強磁場實驗室,由一塊超導磁鐵產生,磁場強度足足高達地球磁場的150萬倍。
科學家們會利用技術分析實驗室中發現的新材料的物理特性。有些材料后來被研發成了藥品,如能夠解決全球健康問題的新型;有些則被研發成了能夠回收利用的綠色建筑材料。能源領域也取得了不少進步,研發出了更小、更便攜、能量更高的電池,或可減少我們對碳燃料的依賴。但技術目前仍需要大量液氦,這點在短時間內暫時無法改變。
幸運的是,我們已經知道了如何更好地保護剩下的氦儲備,并且在不斷發現新的氦氣池。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行的超導體。這些工作都費時費力、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,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(以下簡寫 :SF6)以其良好的絕緣性能和滅弧性能,被廣泛應用于電器工業,如:斷路器、高壓開關、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惰性、無毒 、不燃及無腐蝕性,還被廣泛應用于金屬冶煉、大氣示蹤,電子制造等行業。
六氟化硫自20世紀初(1900年)在實驗室(法國巴黎大學)初次合成后,研究發現其具有良好的電氣性能,逐步開始工業生產。歷經試驗研究和在小型電氣設備上的應用,20世紀60年代后,開始應用于大容量電氣設備,繼而出現了全封閉組合電器。
我國對六氟化硫電氣設備的認識始于20世紀60年代,70年代初首臺國產設備投運,首組氣體絕緣變電站(簡稱:GIS)引進,此后不同電壓等級設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備引進和研制成功,不斷地促進了六氟化硫電氣設備在我國的迅速發展。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;GIS在許多省網已經投運,六氟化硫變壓器也在一些城網改造中得以引進;其他如互感器、套管等也得到大量更換與應用,甚至電容器、避雷器和管道母線等設備亦在應用。
GIS(gas insulated substation)是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。GIS由斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成,這些設備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中,在其內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設備自20世紀60年代實用化以來,已廣泛運行于世界各地。GIS不僅在高壓、超高壓領域被廣泛應用,而且在特高壓領域也被使用。與常規敞開式變電站相比,GIS的優點在于結構緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強、環境適應能力強,維護工作量很小。但依然存在內部故障隱患的檢測比較困難等問題,尤其是局放信號的檢測。