Den europeiska blankålen (Anguilla anguilla) har genomgått en stor populationsminskning de senaste decennierna på grund av antropogena strukturer i form av vattenkraftverk som orsakar fragmentering. Vid vattenkraftverks intagskanaler finns intagsgaller installerade för att förhindra drivgods från att skada turbinerna. Forskning har utvecklat lösningar i form av anpassade galler, med låg lutning, som leder fisken till en flyktöppning vid sidan av kraftverket. Det har observerats att utformningen av gallret påverkar fiskars beteenden och beteendeobservationer kan därför ge viktig kunskap om hur väl åtgärder funkar och vilka förbättringar som krävs. Syftet med denna studie var att undersöka beteenderespons och passageframgång för europeisk blankål (Anguilla anguilla) vid tre olika typer av låglutande ß-galler med 30 mm spaltvidd. Man ville också undersöka om det finns någon koppling mellan ålarnas beteenderespons och gallrens vägledande funktion.  Experimentet utfördes vid Vattenfalls Research and Development laboratorium i Älvkarleby. En artificiell miljö i form av en ränna användes för att simulera ett turbinintag. Här testades blankålars (n=69) beteende och passage av tre olika typer av ß-galler med (i) horisontella järn orienterade i linje med vattnets strömriktning (H0), (ii) vertikala järn orienterade i linje med vattnets strömriktning (V0) och (iii) vertikala järn med 60° vinkel mot strömmen (V60). Resultatet visar att det inte finns någon signifikant skillnad i ålarnas beteenderespons mellan de tre olika gallren. Däremot såg man att det fanns en koppling mellan ålarnas beteenderespons och gallrens vägledande förmåga. De ålar som vägleddes av gallren hade huvud som första fysiska kontakt med gallret. Vidare forskning på ålbeteenden vid intagsgaller är nödvändigt för att öka migrationsframgången hos europeisk ål. / The European silver eel (Anguilla anguilla) has undergone a large population decline in recent decades due to anthropogenic factors such as hydropower plant river fragmentation. At the intake channel of hydropower plants there are trash racks for preventing drifting obstacles to damage the turbines. Research has developed solutions such as angled bar racks, which guide fish to a bypass. The design of the racks has been observed has an effect on fish behavior and its therefore important to provide actions and improvements. The aim of this study was to investigate behavioral and passage success of the European silver eel (Anguilla anguilla) of three different types of low-sloping angled bar racks with 30 mm clear spacing and whether there is any connection between the behavioral response of the eels and the guiding function of the racks. The experiment took place at Vattenfall's Research and Development laboratory located in Älvkarleby. A flume resembling an intake channel was used. Here (n=69) eels were tested on three different types of low-sloping angled bar racks: (i) horizontally bars oriented in line with the water current streamwise (H0), (ii) vertical bars oriented in line with the water current streamwise (V0) and (iii) vertical bars with a 60° angle to the current (V60). The result shows that there is no significant difference in the eels behavioral response between the three different racks. However, it was seen that there was a connection between the behavioral response of the eels and the guiding ability of the racks. Al eels that were guided by the racks, only had head as first physical contact with the rack. Further research on eel behaviors at intake racks is necessary to increase the migration success of European eel.

This PhD thesis presents investigations of perovskite-related compounds in systems of interest for applications in components in solid oxide fuel cells. The compound compositions derive from substitutions in the parent compounds LaCoO3, LaCrO3 and SrFeO3. Novel phases La2Co1+z(MgxTi1-x)1-zO6 were synthesized and investigated with regard to structure, thermal expansion, electronic and magnetic properties. The study focused on the composition lines La2Co(MgxTi1-x)O6 (z=0), where the oxidation state of Co nominally changes from +2 (x=0.0) to +3 (x=0.5), and La2Co1+z(Mg0.5Ti0.5)1-zO6, with a varying fraction of Co3+ ions. XANES data show that the Co ions in the system have discrete oxidation states of +2 and +3. The TEC increases with increasing x due to an increasing contribution from spin state transitions of the Co3+ ions. Novel compounds La2Cr(M2/3Nb1/3)O6 with M=Mg, Ni, Cu were synthesized and characterized with respect to structure and magnetic properties. XRPD and NPD data indicate Pbnm symmetry; however, SAED patterns and HREM images indicate a P21/n symmetry for M=Mg, and Cu. The magnetic measurements results were rationalized using the Goodenough-Kanamori rules. Oxygen-deficient phases with x≥0.63 in SrxY1-xFeO3-δ and Sr0.75Y0.25Fe1-yMyO3-δ (M=Cr, Mn, Ni and y=0.2, 0.33, 0.5), were synthesized and characterized with respect to structure, oxygen content, thermogravimetry, TEC, conductivity and magnetic properties. Powder patterns of phases agree with cubic  perovskite structures. NPD data for x=0.75 reveal anisotropic displacement for the O atom, related to local effects from Fe3+/Fe4+ ions. SAED patterns for x=0.75 reveal the presence of an incommensurate modulation. The compounds start to lose oxygen in air at ~ 400°C. The TEC up to ~400°C for x=0.75 is ~10.5 ppm/K and increase to ~17.5 ppm/K at higher temperatures. The conductivity for x=0.91 is 164 S/cm at 400°C. Partial substitution of Fe by Cr, Mn or Ni does not increase the conductivity or decrease TEC.

Within the framework of this thesis, the electron beam melting of pure copper for the purpose of producing electrical windings was examined. The conventional manufacturing process of copper windings was investigated, and the potential advantages offered by the design freedom inherent in the electron beam melting process were explored. A comprehensive parameter study was conducted to optimize the existing production parameters for the electron beam melting of pure copper, with a specific focus on achieving the desired material properties suitable for electric motor windings. Moreover, according to additive manufacturing possibilities, conceptual winding models were developed and subsequently were fabricated in a laboratory setting using electron beam melting. The investigation revealed a notable correlation between the achievable wall thickness and the focus offset. A focused electron beam, which was achieved with a focus offset of 17 mA, allowed for the production of thinner walls with reduced surface roughness. Additionally, the study highlighted that the density of the manufactured parts decreased as the hatch offset increased, particularly posing a more critical impact on smaller cross-sectional areas than larger ones. Furthermore, implementing a double-scanned contour for the hatch contributed to diminishing roughness while simultaneously increasing the maximum density to 99.6 %. Influencing the electrical conductivity of printed copper samples through heat treatment was successfully demonstrated, resulting in a conductivity of 91.7% ± 1.8% IACS post-heat treatment. / Inom ramen för denna avhandling undersöktes elektronstrålesmältningen av ren koppar i syfte att producera elektriska lindningar. Den konventionella tillverkningsprocessen av kopparlindningar undersöktes, och de potentiella fördelarna som erbjuds av designfriheten som är inneboende i elektronstrålesmältningsprocessen undersöktes. En omfattande parameterstudie genomfördes för att optimera befintliga produktionsparametrar för elektronstrålesmältning av ren koppar, med särskilt fokus på att uppnå önskade materialegenskaper lämpliga för elmotorlindningar. Dessutom, i enlighet med additiva tillverkningsmöjligheter, utvecklades konceptuella lindningsmodeller och tillverkades därefter i laboratoriemiljö med användning av elektronstrålesmältning. Undersökningen avslöjade en anmärkningsvärd korrelation mellan den möjliga väggtjockleken och fokusförskjutningen. En fokuserad elektronstråle, som uppnåddes med en fokusförskjutning på 17 mA, möjliggjorde produktion av tunnare väggar med minskad ytjämnhet. Dessutom visade studien att densiteten hos de tillverkade delarna minskade när avståndet mellan smältlinjerna ökade, vilket i synnerhet innebar en mer kritisk påverkan på mindre tvärsnittsareor än större. Dessutom bidrog implementeringen av en dubbelskannad kontur för luckan till att minska grovheten samtidigt som den maximala densiteten ökade till 99,6 %. Att påverka den elektriska ledningsförmågan hos tryckta kopparprover genom värmebehandling demonstrerades framgångsrikt, vilket resulterade i en ledningsförmåga på 91,7 % ± 1,8 % IACS efter värmebehandling.

Since its first introduction in 1998, extruded direct current (DC) cable technology has been growing rapidly leading to many cable system installations with operation voltages up to 320 kV. Cable manufacturers invest heavily on technology development in this field and today extruded DC cable systems for operation voltages as high as 525 kV are commercially available. The electrical field distribution in electrical insulation under DC voltage is mainly determined by the conduction physics, therefore a good understanding of the DC conduction is necessary. In case of Cross-linked Polyethylene (XLPE) insulation, the presence of the peroxide decomposition products (PDP) is believed to influence its electrical properties. The PDP are volatile and therefore they may diffuse out of the samples during sample preparation and testing. Besides, the morphology of the XLPE is known to evolve over time even at moderate temperatures. Since the material may change during preparation, storage and even measurement, the procedure during all stages of the study should be chosen carefully. In this work, the physics of the dielectric response and conduction in XLPE is briefly discussed. The existing measurement techniques relevant to characterization of DC conduction in XLPE insulation materials are reviewed. The procedure for high field DC conductivity measurement is evaluated and recommendations for obtaining reproducible results are listed. Two types of samples are studied, i.e. thick press molded samples and thick plaque samples obtained from the insulation of in-factory extruded cables. For press molded samples, the influence of the press film used during press molding and the effect of heat-treatment on the electrical properties of XLPE and LDPE are studied. High field DC conductivity of XLPE plaque samples is measured with a dynamic electrode temperature to simulate the standard thermal cycles. Investigations show that using PET film during press molding leads to higher apparent DC conductivity and dielectric losses when compared to using aluminum foil. The influence of heat-treatment is different depending on the press film. High field DC conductivity measurements and chemical composition measurement of samples obtained from the cable insulation are in good agreement with the results obtained from the full scale measurements. Finally a non-monotonic dependence of apparent DC conductivity to temperature of some samples pressed with PET film is discovered which to the author’s best of knowledge has not been previously reported in the literature. / Sedan det första införandet i 1998 har extruderad likspänning (DC) kabeltekniken vuxit snabbt och har lett till många existerande kabelsysteminstallationer med driftspänningar upp till 320 kV. Kabeltillverkare investerar kraftigt i teknikutveckling inom detta område och idag finns extruderade DC kabelsystemen tillgängliga för driftspänningar så höga som 525 kV. Elektrisk fältfördelning i isolationsmaterial under hög DC spänning, beror framförallt på materialets elektriska ledningsfysik, därför är en bra förståelse av DC ledningsförmåga nödvändig. Isolationsmaterial av tvärbunden polyeten (PEX) innehåller tvärbindningsrestgaser som tros påverka materialets elektriska egenskaper. Restgaserna är flyktiga och kan diffundera bort från proven under preparering och mätning, även under måttliga temperaturer. PEX materialets morfologi ändras även med tiden. Med tanke på att materialet kan ändras under provpreparering, lagring och även vid mätning, så måste samtliga steg ovan väljas mycket försiktigt. I detta arbete diskuteras grundläggande fysik för dielektrisk polarisering och ledningsförmåga i PEX-isolation tillsammans med granskning av existerande mätteknik relevant för karakterisering av ledningsförmåga i PEX. Procedurer för mätning av DC ledningsförmåga under höga elektriska fält är undersökta och rekommendationer för reproducerbar mätningar är framtagna. Två typer av prover är studerade, tjocka pressade plattor och tjocka plattor som ursvarvats från kommersiell tillverkade högspänningskablar. För pressade plattor, studerades effekten utav press-filmens påverkan på de elektriska egenskaperna hos PEX och LDPE. Påverkan av värmebehandling på DC ledningsförmåga av PEX plattor studerades också. Slutligen studerades DC ledningsförmåga av PEX och LDPE plattor under höga DC fält och med dynamisk temperatur på elektroderna med syftet att efterlikna standardvärmecyklingar. Undersökningarna visade att användningen av PET filmer under pressning av plattor ledde till högre DC ledningsförmåga och högre dielektriska förluster i proven i jämförelse med användning av aluminiumfolie. Påverkan utav värmebehandling är olika beroende på typ av film som används pressningen. Det finns en stark korrelation mellan resultaten från DC konduktivitet och kemisk komposition mätningar från plattor skaffat från kabelisolation och resultaten från fullskaliga kabelmätningar. Slutligen, upptäcktes ett icke monotont beroende av DC konduktivitet hos PEX och LDPE plattor på temperatur som tidigare inte rapporterats i litteraturen. / <p>QC 20160125</p>

Perovskite based materials have great potentials for various energy applications and the search for new materials for uses in SOFCs has largely been concentrated to this class of compounds. In this search, we have studied perovskite phases in the system La2Co1+z(Ti1-xMgx)1-zO6, with 0  x 0.9 and z = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6. Crystal structures were characterized by XRD and, for selected compositions, also by NPD and SAED. They exhibit with increasing x, as well as increasing z, a progressive increase in symmetry from monoclinic to orthorhombic to rhombohedral. The main focus in this work has been on the investigation of structure-property relations for compositions with 0.0 x 0.5 and z = 0. The nominal oxidation state of Co increases for these with increasing x, from Co2+ for x = 0 to Co3+ for x = 0.5. Magnetic measurements and XANES studies showed that the average spin state of Co changes linearly with increasing x, up to x = 0.5, in accordance with varying proportions of Co with two fixed oxidation states, i.e. Co2+ and Co3+. The data suggests that the Co3+ ions have an IS spin state or a mixture of LS and HS spin states for all compositions with nominally only Co2+ and Co3+ ions, possibly with the exception of the composition with x = 0.1, 0.2 and z = 0, for which the data indicate that the spin state might be HS. The XANES data indicate furthermore that for the perovskite phases with z = 0 and x &gt; 0.5, which in the absence of O atom vacancies contain formally Co4+, the highest oxidation state of Co is Co3+, implying that the substitution of Ti4+ by Mg2+ for x ³ 0.5 effects an oxidation of O2- ions rather than an oxidation of Co3+ ions. The thermal expansion was found to increase nearly linearly with increasing oxidation state of Co. This agrees well with findings in previous studies and is attributable to an increase in the ionic radius of Co3+ ions with increasing temperature, due to a thermal excitation from a LS to IS or LS/HS spin states. High temperature electronic conductivity measurements indicate that the electronic conductivity increases with an increase of both relative and absolute amount of Co3+. The latter can be attributed to an increase in the number of Co-O-Co connections. Additional high temperature magnetic measurements for selected samples, whose susceptibilities did not follow a Curie law behaviour up to room temperature, showed effective magnetic moments that did approach plateaus even at high temperatures (900 K). Interpretations of these data are, however, hindered by the samples losing oxygen during the applied heating-cooling cycle. The present study has shown that the investigated system is suitable for further studies, of more fundamental character, which could provide further insight of the structure-property relationships that depend on the oxidation state of Co. / Studies of cobalt based perovskites for cathode materials in solid oxide fuel cells.

With power generation and consumption placed further away from each other, with for example increased offshore power production, the need for HVDC transmission systems increases. As voltage levels in the HVDC transmission system are raised, the losses can be decreased, enabling efficient power transfer over longer distances. Such an increase in voltage levels comes with questions regarding insulation performance due to increased electrical field stress in high voltage apparatus, particularly in and around cable terminations. Thus, physical measurements of electrical fields or voltage potentials in air are of interest to improve the understanding of the electrical fields around cable terminations as well as to verify and develop simulation models for use at ultra high voltage. In this thesis, different measurement systems and sensors for electrical field measurements are investigated, and their benefits and drawbacks are compared to a known previously implemented reference measurement system with known strengths and limitations. Two new conceptual measurement systems with a sensor concept and positioning system are developed and proposed for a set of given conditions, such as measurement around cable terminations in air. The first proposed system is based on a shutter field mill sensor placed on variable electric potential. The second system is based on the reference system's sensor design modified to remove the need for a large positioning system. The feasibility of the two measurement systems is investigated further utilizing a COMSOL model and a mechanical prototype. The simulation model is used for electrical field simulations around cable terminations in a 2D-axisymmetric geometry as well as a 3D geometry to verify the first measurement system. The mechanical prototype is utilized to test and verify the possibility of implementing the second system's positioning system. The two final proposed measurement systems can be further developed and used as a foundation for a future implemented measurement system. / Ökad elproduktion i form av exempelvis vindkraftsverk placerade till havs leder till elproduktion och konsumtion placerad med större avstånd från varandra, vilket skapar ett behov av HVDC transmissionssystemm. Genom att höja spänningsnivåerna i transmissionssystemet kan förluster minskar, vilket möjligör effektiv kraftöverföring över längre avstånd. En sådan ökning av spänningsnivåerna i transmissionssystemet kommer med obesvarade frågor angående isoleringsprestanda i högspänningsutrustningen på grund av en höjd elektrisk stress, med särskilt intresse gällande påverkan på kabelavslut. Därför är fysiska mätningar av elektriska fält eller potentialer i luft av intresse för att förbättra förståelsen av det elektriska fältet kring kabelavslut, samt att verifiera och utveckla simuleringsmodeller för användning vid ultrahög spänningspotentialer. I detta examensarbete har olika mätsystem och sensorer för elektriska fältmätningar utredits och deras fördelar och nackdelar jämförts med ett känt tidigare implementerat rereferensmätsystem med kända styrkor och begränsningar. Två nya konceptuella mätsystem med sensorkoncept med tillhörande positioneringssystem utvecklas och föreslås för en uppsättning givna förhållanden, som t.ex mätning kring kabelavslutningar i luft. Det första föreslagna systemet är baserat på en fältkvarnssensor placerad på variabel elektrisk potential. De andra systemet är baserat på referenssystemets sensordesign modifierad för att ta bort behovet av ett stort positioneringssystem. Genomförbarheten av de två mätsystem undersöks vidare med användning av en COMSOL-modell och en mekanisk prototyp. Simuleringsmodellen används för elektriska fält simuleringar kring ett kabelavslut i en 2D-axelsymmetrisk geometri samt i en 3D-geometri för att verifiera det första mätsystemet. Mekaniska prototypen används för att testa och verifiera möjligheten att implementera andra systemets positioneringssystem. De två föreslagna mätsystemen kan vidareutvecklas och användas som en grund för ett framtida implementerat mätsystem.