高电压新技术对国民经济的发展

高电压新技术在国民经济发展中的推动作用

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摘要：高电压新技术的发展基础是新的理论和新原理以及新技术和新工艺在电工领域里的应用，对于社会的发展具有极为重要的引导作用。随着社会经济的发展和科技的进步，我国的能源利用与电力发展的矛盾越来越突出，高电压新技术的发展和运用对于我国经济的发展具有十分重要的作用。

关键词：高电压新技术脱硫高压电磁场聚变

1.引言

随着社会的进步和人民生活水平的提高，电与社会的各项活动和人民的生活水平越来越密切。了解和掌握电的理论和基本技能，已成为人们生产和生活的必需。人类进入电气化和信息化时代，电已经成为了人类致富的源泉，整个国民经济的腾飞的翅膀。电是工业的命脉；农业丰收的保证；社会文明的象征。高电压新技术的应用，可以减少水货劳动力；减轻劳动者的劳动强度；解放生产力；提高生产效率；加强社会主义文明和社会主义精神文明建设；促进国民经济的快速发展。

2.烟气脱硫

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。

3.聚变技术

当今社会消耗能源空前，每年消耗的煤炭、石油、天然气能源高达数十亿吨，按此速度计算，全世界的碳氢能源不到200年就会枯竭，因此今后最重要的能源之一就是核能。最早被人们发现的是重元素的原子裂变时产生的能量，据此制成了原子弹，后来科学家又从太阳的热核反应受到启发，制造了氢弹，这就是核聚变。将核裂变控制起来，按我们的需要进行释放，就可以建成核裂变发电站，这一技术已经成熟。但运行时的安全问题和核废料的污染问题还没有完全解决，且所需要的原料---釉的储藏量也是有限的，同样将核聚变控制起来，按需要进行聚变反应所建成的发电站称为核聚变发电站。核聚变发电站所用的原料是取之不尽的。且运行安全，且核聚变时产生的放射性物质较少，燃料用量也少，可从根本上解决人类能源、环境与生态持续发展的根本问题，所以受控核聚变发电站将是发展方向。但是控制技术远比核裂变的控制技术复杂，目前世界上还没有一座使用的核聚变电站。

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。

4. 磁流体推进技术

磁流体是“电磁-流体动力学”的简称，这一技术主要是研究导电流体（如等离子体、海水等）在磁场中运动的规律。法拉第发明电磁感应定律时，切割磁力线的对象是固体导体；但他很快在1832年又提出关于流体切割磁力线的电磁学问题。他根据海水切割地球磁场产生电动势的想法，在泰晤士河的两岸测量电位差，但因河水流速慢、测量手段水平低、磁场若等原因而失败。

1937年哈特曼根据法拉第的想法，对水银在磁场中的流动做了试验，并成功提出黏性不可压缩磁流体力学的理论计算方法，20世纪50年代末，人们提出用高温、高速流动的电离气体（等流子体）通过强磁场来更高效的产生电流，从而成为现在的磁流体发电技术。

高温、高速流动的气体通过磁场时，这些气体在高温下发生电离，出现自由电子，变成了能够导电的高温等离子气体。根据电磁感应定律，当高温等离子气体高速流过强磁场时，就切割磁力线产生电流。

5．在材料、生物医学领域的应用

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。

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