高温超导电缆技术探讨与应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2oo6年第6期华中电力第19卷高温超导电缆技术探讨与应用张俊莲，金建勋(电子科技大学t：1动化工程学院，成都610054)摘要：如今，人们对电能品质、对环境和用电量都提出了更高的要求，但由于传统导体具有电阻及损耗，这使得当电力输送功率增大时，不得不采用提高电压和加大导线截面的方法，这意味着大大增加了技术难度和成本。将高温超导技术应用于电力系统，使电力传输过程中无电阻损耗或接近零损耗，节能意义重大；并且能以较低的电压传送更大的功率，从而达到高效、节能、环保等相关要求。介绍了市场上已经出现并可用来制造

2、高温超导电缆的几种超导线材及其高温超导电缆技术。分析了不同种类的超导电缆的结构和特点，总结了计算高温超导电缆导体层电流分配和高温超导电缆运行损耗的方法、高温超导电缆的发展状况，展望了高温超导电缆在未来电力系统中的应用。关键词：高温超导电缆；电缆结构；能量损耗；电流分布中图分类号：TK26文献标识码：B文章编号：1006—6519(2006)06—0016—05DiscussionandApplicationofHighTemperatureSuprconductingCableTechnologyZHANGJun-lian，JINJian．xun

3、超导材料的零电阻特性使其成为电流传输的理管通过加热和扎制，形成高温超导电缆的超导带。想导体。高临界温度铜氧化合物超导体的发现，是20目前。市场上可以得到的并可来制造高温超导世纪科学技术发展史上的一个重要的里程碑。使用具电缆的材料主要是银包套铋系Ill(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu30l0有零电阻特性的高温超导材料作为导电芯，制造成的多芯高温超导带材，它的临界温度为105～110K，临界高温超导电缆，可以在液氮的冷却下实现大容鼍、低T程电流密度大于10kMcm。日前．世界上最大的生损耗、低成本的电力输送。产厂家是美同超导公司。我同西北有色金属院、

4、北京随着经济和社会的发展，人们对电能的需求量口有色金属研究总院、北京英纳超导技术有限公司也有益增长使得电力系统各部分电气紧密连接．电力系统一定的生产能力。向更大规模方向发展，对电能品质和供电可靠性提}}J钇系镀膜导线——Y—l23／基体，EPY。BaCuO更高要求，对电气设备的环保要求和节能要求更严(～92K)镀膜导线也已表现出了很高的实用特性这格。我国电力资源和负荷分布不均，使得长距离输电类导线具有比银包套铋系带材更高的临界电流密度．成为必然；而电能在传输中的损耗成为了急需角毕决的但日前生产成本较高。另外还有二硼化镁金属包套超突问题，超导电力传

5、输电缆的诸多优点可以使电力导导线——MgB(n～39K)，这种导线运行需要利用工业发生深刻的变革，具有极大意义。液氢冷却方案。随着高温超导材料及其相应技术的发展．制作高l999年，美国超导公司年产Bi系高温超导线材温超导电缆已具备了必要的基础由于T作温区的相200km，市场价格在300美元／n‘A·nl1。据该公司预算。对提高，使得利用高温超导材料制作的电缆其输电成女【1果需求扩大使高温超导线材年产黾增加1倍，则价本将低于传统电缆的输电成本，用于直流输电其优越格可降低到5O美元肚A·m)。他们的目标是将价格降性尤为突出。高温超导电缆的诸多优越性决

6、定了它在低到10美元／(kA·m)，达到和铜导线相当的水平121。目不久的将来将有广泛应用。前，在我}刊制造电压等级为35110kV和1l0kA的超导电缆的成本(郎分材料进口)为人民币1．5～2万元／1高温超导电缆的导体材料及电缆技术(kA·m)。在形成批量产并且材料实现完全国产化后．高温超导电缆的导电媒质是由一些与滑石粉相似可降低为0．8～1．0万元／(kA·rn)，而日前交联聚乙烯常的铜基陶瓷氧化物构成。导电媒质被封闭在银管中．银规电缆的价格为0．06～0．08万元／(kA·m)FIl收稿日期：2006—07—12作者简介：张俊莲(1979一

7、)，女，硕研究生，从市超导材料及其输电的研究．1作一l6一维普资讯http://www.cqvip.com第l9卷高温超导电缆技术探讨与应用2006年第6期将高温超导带材或高温超导带材的复合体排绕缆、相电缆。图l为WD单相电缆结构，WD三相结住充有制冷液的芯体上，即制成了电缆芯，然后就是构电缆就是将三根绝缘防护后的电缆芯放置于公共对电缆芯进行绝缘绝热和保护等系列加T制成电缆的电缆外壳中。公共的电缆外壳具有电磁屏蔽、短路本体。在高温超导电缆本体的结构中还可能包括一·保护、物理、化学、环境防护等功能，由于是热绝缘型些辅助元件，例如电缆导体层问绝缘膜、

8、约束电缆各电缆，电缆的绝缘屏蔽层和外护层处于环境温度，其部分相对位置的包层和凋距压条等。高温超导电缆制作与常规电缆类似。为尽量减少各相电