电工新技术的发展趋势及对国民经济发展的推动作用

电工新技术的发展趋势及对国民经济发展的推动作用

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摘要：电工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，对于电工科学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，电工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。主要针对电工新技术发展的必要性进行分析，对于目前已经出现但是尚未大规模使用的电力新技术的发展和利用进行展望。

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abstract ：Electrician new technology foundation for the development of new theories and new principles and new technologies and new techniques in the electrical field, and has a very important role in guiding the development of electrical science. With the social and economic development and the advancement of technology, the development of the contradictions of China's energy use and power is increasingly prominent, the electrician the development and use of new technologies for the development of China's economic

Has a very important role. Analysis focused electrician necessity of the development of new technologies, the prospect has, but has not been used on a large scale power development and use of new technologies.

关键词：电工新技术；发展趋势；国民经济；

keyword ：new technology on electrical engineering; development trend; nation economy

1引言

电工( 电工学、电工技术)是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术, 涉及电力生产和电工制造两大工业生产体系。这个比较古老的工程学科大约起始于19 世纪的中后期, 经历了一个半世纪的发展, 壮大成为有多个分支学科的重要技术科学领域, 其发展水平成为衡量社会现代化程度的重要标志。在电力生产、电工制造与其他工业发展, 以及国防建设与科学实验的实际需要的有力推动下, 在新原理、新理论、新技术和新材料发展的基础上发展起来的多种电工新技术, 已成为近代电工领域中最为活跃和最有生命力的重要分支, 有些已发展成了新型产业或对传统产业的技术改造发挥了重大作用, 另一些将为21 世纪电力生产、电工制造、交通运输及其他工业的发展带来重大的革新性变化,导致一些新型高技术产业的产生与壮大。对于国民经济的发展和科学技术的进步来说, 电工新技术的发展有着重大的意义。

2电工新技术的发展趋势

2.1超导电工技术

21世纪上半叶，无论是聚变电站、磁流体发电、还是磁悬浮列车、磁流体推进船的商业化，均促进了超导电工的发展，相信超导输电、超导限流器、超导变压器、超导发电机与电动机也会得到越来越多的应用。

我国在超导方面建立了自己的研发体系，很多方面都接近或达到世界先进水平，这为我国的超导高技术产业大下了较好的基础

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图1液氦温区低温超导材料---NbTi导线

Liquid helium temperature area low temperature superconducting material----NbTi conductor

液氦温区高温超导材料---Bi系带材

Liquid helium temperature area high temperature superconducting material----BiCCO

目前正在研究和开发的超高温超导材料应用项目有超导电机，超导储能，超导悬浮轴承，超导悬浮列车，超导变压器等。 我国在电力领域已开发出或正在研制开发超导装置的实用化样机，如高温超导输电电缆，高温超导变压器，高温超导限流器，超导储能装置等。

2.2聚变电工技术

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。

与核裂变所用的放射性元素---釉不同，核聚变所需要的元素是重氢，而地球上的重氢氘和氚使用之不尽的。

2.3 磁流体发电技术

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，如下图。

等离子切割磁力线

Plasma cutting magnetic line of force

2.4磁流体推进技术

底部有线圈通上电流就会在海水中产生磁场，同时在船底下装上磁极，利用海水的导电特性，形成回路，使海水带电，这样海水在强磁场的作用下，产生电磁力，向后推动海水，在反作用力的作用下，船体向前运行。所以不用螺旋桨。

2.5可再生能源发电

据预测，我国的发电总量将由现在的3.5亿千瓦增加至2020年的约9亿千瓦，将水电和火电设想到最大限度，还缺近1亿千瓦，由于核电原料的限制总容量不会超过4千万千瓦，从而可再生能源发电就提到了日程，可再生能源除水电外，还有风电、太阳热、光伏、地热、生物能等，其中风能发展最快，技术也最成熟。

2.6磁悬浮列车技术

20世纪下半叶铁路的电气化是常规铁路的运行速度达到了200多公里，为进一步提高时速，悬浮列车受到了广泛的关注，它是一种采用磁悬浮、直线电机驱动的新型无轮高速地面交通工具。具有速度高，运客量大，对环境影响（噪声、振动）小，能耗低，运行安全平稳，无脱轨危险，爬坡能力强的优点。

日本超导悬浮列车的转向架

Japan superconducting suspension train bogie

2.7燃料电池技术

燃料电池的雏形是1839年英国科学家格罗夫提出的，（当时称为气体伏打电池），1932年，科学家在理论上进行了论证，为研制现代燃料电池打下了基础，1958年燃料电池正式问世，其输出功率5KW，工作温度为200℃，20世纪60年代，燃料电池作为“阿波罗”等宇宙飞船的电源，为宇宙开发立下了汗马功劳。 众所周知，水分解后可产生氢和氧，反之，氢和氧化合生成水。燃料电池正是利用水电解及其逆反应获取电能的装置，由天然气、石油、甲醇、煤等原料为燃料制造氢气，然后与空气中的氧反应，便可轻易的得到所需的电源。 3电工新技术对国民经济发展的推动作用

我国已驰入科技经济发展的快车道，推广电工新技术应用，对国民经济的快速发展具有巨大的推动作用。电工新技术的发展和展望电工制造、电力生产、交通运输及医疗等行业的发展，再加上科学实验及国防需求的推动下，多种新理论、新技术、新材料相继问世，并逐步的应用于各行各业中。相当一部分促进了传统产业的技术改造，或已经成为新兴产业。电工新技术的发展还将推动以后的交通运输、医疗以及能源等行业的发展，无论是对经济、科学技术还是人类的可持续发展，电工新技术的发展都有着长远的意义。回顾上世纪后半段以及本世纪初得到发展的电工新技术，新技术的出现、发展到产业化的实现，无一不是在一定

条件的推动下实现的。比如技术成熟、性价比较高或者满足社会需求等原因。目前，电工新技术在可再生能源发电、电动汽车、磁悬浮及医疗技术等方面的发展已初具规模，这些行业对人类社会来说同样具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。

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，电已经成了人类致富的源泉，整个国民经济腾飞的翅膀。电是工业的命脉；农业丰收的保证；社会文明的象征。电工新技术的应用，可以减少社会劳动力；减轻劳动者的劳动强度；解放生产力；提高生产效率；加强社会主义物质文明和社会主义精神文明建设：促进国民经济的快速发展。

发展电工新技术是带动我国国民经济发展的根本途径，电工新技术不尽可以利用高新技术加快对传统工业的改造，促使传统工业高新技术化；而且可以促进电工新技术本身的发展，其实质是使国民经济走高新技术的路子。

4小结

在我国航空业逐渐壮大发展，航空流量不断攀升的今天，如何推进节能减排工作，提升民航从业人员的节能减排意识，并在实际工作中总结和提取有益经验已成为刻不容缓的问题。中国民航对于今后的节能减排工作目标明确，重点突出，计划详尽，在航空市场整体不景气的大背景下，正努力通过全行业上下共同努力，实现在保持一定效益水平的情况下，尽量减少能源消耗和排放污染的目标。在今后的节能减排工作中，仍需不断改进不足，在巩固已有成绩的基础上发现和推出新的节能减排措施，为节能减排工作的深入推进做出更大的努力。

参考文献

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