(论文1)高电压新技术在国民经济发展中的推动作用.docx

高电压新技术在国民经济发展中的推动作用班级 电气SY11 学号 110801315 姓名 刘明宇 摘要：文章首先论述了高电压新技术在非电力系统领域内的广泛应用，为制订高电压技术的发展规划和专业人才培养计划提供方向。接着从烟气脱硫、治理汽车尾气排放和杀菌消毒等几个应用高电压新技术的领域阐述它们各自的技术优势、存在问题及深入研究的方向。最后，详细阐述了高电压新技术在材料、生物医学、医疗、新能源等领域的重要作用，展望高电压技术今后的发展方向。关键词：高电压新技术 非电力系统 脱硫 交叉应用1前言高电压技术成为独立学科起源于本世纪初，当时高电压技术的具体内容主要是为电力系统服务，其实它的应用在物理学、医学等领域早有实例，不过涉及范围远不如电力系统那么广泛及深入。近20年来，高电压技术在电力系统以外得到了广泛的应用和惊人的发展，尤其在能源、生物、国防科学方面高电压技术将起着重要的配角作用。我国一次能源消费一直以煤为主，煤消费量约占一次能源总消费量的70%，燃煤产生的SO2已成为我国生态环境破坏的最大污染源。多年来，烟气脱硫作为控制SO2排放最有效和应用最广的脱硫技术，在大气污染控制中发挥了重要作用。但以湿钙法为主的传统烟气脱硫法普遍存在运行成本高、设备庞大、结构复杂等问题。随着高电压技术的发展，应用高电压的脱硫方法已成为当前脱硫研究的前沿新技术，具有广阔的应用前景。展望高电压技术学科的发展，它和其他学科之间的融合和交叉将在两个个方面展开，一是高电压技术学科自身的发展要不断地吸收其它学科的新技术、新成果。例如，信息技术、新材料、先进制造技术等，都会在高电压技术领域得到广泛应用和迅速发展。二是高电压技术将在环境保护、材料科学、电磁环境和生物医学、新能源等领域发挥重要影响。2在非电力系统领域的应用2.1电气体动力学（EleetriealGasDynamic简称EGD）它是一门专门研究流动气体中带电粒子活动规律的学科。它把低能带电质点喃以动能或热能而直接转化成具有极高电能的带电。用这一高位电能为人类提供各种服务。比如电气体发电、负氧离子发生器、静电除尘器等。 2.2气体放电理论在高压作用下，气体不仅是一种价廉的绝缘材料，且是一种多功能材料，其功能极易转换。从放电发展过程来看，它有三个阶段:暗放电、光放电和热放电。过去在以电力系统为主的高压技术范围内，放电被看成是祸害，是要防止出现尽早消减的对象，而今在非电力系统的高压技术范围内，科学工作者利用它在每一阶段的特殊性为人类服务。如粒子探测仪器、粒子发生器、电弧放电等。2.3陡脉冲技术在电力系统范围内讨论的雷电脉冲，其波形的时间特征为微秒级，而今在非电力系统范围内为纳秒级，这在高电压，强电流的产生方面提出了不少新的要求。如陡脉冲的测量、脉冲功率技术等。由上可见，高电压技术正在向社会生产各个领域中渗入，尤其致力于发展特种电源为许多重要产品提供服务方便，前途远大。在人才决定今后祖国社会主义建设事业发展速度的情况下，高等学校在人才培养方面应加强高电压技术人才的培养。3在烟气脱硫、灭菌消毒领域的应用环境保护和可持续发展已提到基本国策的认识高度。环境保护课题都是多学科交叉的问题，需要相关学科紧密合作，高电压技术学科在环保领域应用前景很广。例如，烟气的脱硫脱硝和除尘问题。我国是燃煤大国，燃料结构决定了我国在今后相当长的时间内，发电、供暖等所需能源仍是以燃煤为主。我国大气中的502有87%来自燃煤。煤的清洁燃烧问题是迫切需要解决的课题。在烟气排放前，用高压窄脉冲电晕放电方法对烟气进行处理，可取得较好的脱硫脱硝效果。这一技术的投资较低，估计仅为湿法脱硫的50%，被认为是21世纪最有前景的脱硫脱硝技术。现在，日本、美国、意大利、俄罗斯等国都开展了此方法的研究，我国也对此方法进行了积极研究。多年来，烟气脱硫作为控制SO2排放最有效和应用最广的脱硫技术，在大气污染控制中发挥了重要作用。但以湿钙法为主的传统烟气脱硫法普遍存在运行成本高、设备庞大、结构复杂等问题。随着高电压技术的发展，应用高电压的脱硫方法已成为当前脱硫研究的前沿新技术，具有广阔的应用前景。汽车尾气已成为造成我国特大型城市大气污染的最重要因素之一，治理汽车尾气已成为解决大城市空气污染的首要任务。降低尾气中有毒有害气体含量有许多技术手段，除用传统的催化剂方法清除汽车尾气中的有害物质外，国际上正大力开展用高压脉冲放电产生非平衡态等离子体去处理汽车尾气的研究，其指导思想是放电等离子体产生的物理及化学作用加上催化剂的协同作用，较之单纯的催化剂作用具有更好的效果及性能价格比。清华大学电机系和环境系合作，用水中高压脉冲放电的方法对多种染料进行了处理，取得较好的降解和脱色效果。高电压技术对污水处理特别是难降解废水处理方面会大有帮助。用高电压技术对固体废弃物中有毒有害物质的处理，也是一项值得研究的课题。如用高电压技术产生模拟闪电，在无氧状态下以强光、高达5000的热能、强带电粒子流破坏有毒、有害废弃物，使其被分解成简单分子，经急冷中和后不会再次形成剧毒合成物，可经济地将废弃物转化成具有高稳定性的玻璃体物质、有价金属、富氢气体。用此技术已成功处理了化工废渣、医疗废物、被染污泥土等多种有害固体废弃物。高电压技术在灭菌消毒方面也有广泛用途，在利用高压脉冲放电产生的非平衡态等离子体中，各种带电粒子和中性粒子之间发生复杂的物理及化学反应，产生高浓度的臭氧，可以有效降解蔬菜和水果上农药残留，将其还原成绿色食品。4在材料、生物医学、新能源等领域的应用4.1在材料领域的应用、等离子化学是国际上科研的前沿和热点问题之一。目前，世界上许多实验正在探索用等离子体聚合的方法来制造具有特殊功能的薄膜。等离子体聚合所形成的薄膜在结构上与常规薄膜不同，在性能上会出现新的特性。例如，等离子聚合膜的交联度可以很高、致密性好，因而具有机械强度高、耐热性好、耐化学侵蚀性强等优点。等离子聚合膜的介电常数可以很大，可用于集成电路芯片的制造，等离子聚合膜的电导率也可以较高，适用于作防静电的绝缘保护膜。利用低温等离子技术研制新型半导体材料，也是前沿课题之一。4.2在生物医学领域的应用高压电磁场对人体和生物的影响问题受到世界各国的普遍关注。研究结果显示，在某些条件下电磁场会对人体或生物有不利影响。对于生活在高压输电线路附近的居民健康是否会受高压电磁场有害影响的问题，有正反两方面的研究报道，存在很大争议。也有的研究结果表明，在某些电磁场环境中(特定的场强及频率范围内)，电磁场对人体或生物有益。例如，用高压静电场处理某些作物的种子，可使品种改良，获高产效果。高压静电场对某些作物的生长也有促进作用，可使作物增产。研究表明，静电场或脉冲电磁场对促进骨折愈合有明显效果。营造适当电磁场环境也能医治骨质疏松，清华大学电机系和生物系，对此问题进行了深人研究，证实了适当的电磁场条件确实能促进成骨细胞的生长，此技术有应用于临床医疗的前景。某些医学诊断或治疗仪器的研制也要用到高电压技术，甚至有些仪器的核心技术就是高电压技术，有些高电压技术专家深人到生物医学专业领域，研制出多种医学诊治仪器。目前，电磁环境学已成为国际上的研究热点之一，研究内容除电磁场对人体或生物的影响外，还包括电磁环境对广播电视、邮电通信、电子设备、计算机网络等系统的干扰及危害，以及综合防护措施。具体包括三方面的研究内容:(l)进行各种系统或设备所处的电磁环境分析;(2)研究电磁环境对各种系统或设备干扰、危害的作用机理;(3)根据电磁环境分析的结果，提出综合的电磁干扰防护措施。4.3在新能源领域的应用受控核聚变、可再生能源(如太阳能发电、风力发电、燃料电池等)新技术在21世纪会有飞跃性发展。受控核聚变的实现将为人类提供用之不竭的清洁能源，从根本上解决能源、环境、生态的持续协调发展问题。并已成功实现了在大型托卡马克磁约束聚变装置上的点火条件，证实了聚变反应堆的科学现实性。预计21世纪中能建成第l座实用核聚变电站。聚变反应堆的发展主要依赖核技术和电工新技术的结合，属于高电压技术范畴的大能量脉冲电源技术，等离子控制技术的进步将起关键作用。5.结束语总之，高电压新技术在国民经济发展中具有特殊的重要地位。我国是发展中国家，在相当长时间范围内，电力工业的建设和发展仍旧任重道远，特别是500kV以上超高压输电技术及保障电力系统安全可靠运行等问题，对高电压技术学科仍有迫切的需求。高电压技术不仅在电力电工领域大有用武之地，而且在材料、环保、电磁环境、生物医学、新能源等领域也有着广泛的应用前景。展望21世纪，高电压技术仍是一个能够蓬勃发展的科学。参考文献：1 徐光藻,陈洪亮.电路分析理论.合肥:中国科技大学出版社,1990