高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)概述
高溫超導(dǎo)電纜是高溫超導(dǎo)技術(shù)的重要應(yīng)用之一，它集成了超導(dǎo)材料、低溫制冷、電力工程、
電纜等多學(xué)科技術(shù)于一身，是21世紀(jì)電力傳輸?shù)男虏牧希�并以其特有的�?yōu)勢，開始在世界范圍內(nèi)應(yīng)用。 一、概述
超導(dǎo)材料的零電阻特性使其成為電流傳輸?shù)睦硐雽?dǎo)體。
使用超導(dǎo)材料作為導(dǎo)體的電力傳輸
電纜被稱為超導(dǎo)電纜。
低溫超導(dǎo)體應(yīng)用時以液氦作為冷卻劑，
液氦的價(jià)格很高，
這就使低溫
超導(dǎo)電纜失去了工業(yè)化應(yīng)用的可行性。
使用高溫超導(dǎo)材料制作超導(dǎo)電纜，
可以在液氮的冷卻
下無電阻地傳送電能，由于液氮的價(jià)格低廉，使高溫超導(dǎo)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。
（一）高溫超導(dǎo)電纜使用的導(dǎo)體材料目前市場上可以用來制造高溫超導(dǎo)電纜的材料主要是銀包溫超導(dǎo)材料
（Bi,Pb）2Sr2Ca2Cu3O10的多芯帶材，它的超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度為105K～110K，臨界工程電流密度為8000～12000A/cm2 。目前世界上最大的生產(chǎn)廠家是美國超導(dǎo)公司（American  Superconductor,Co.），其生產(chǎn)能力和產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)都處于領(lǐng)先地位。我國的北京云電英納超導(dǎo)電纜有限公司的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)也處于世界前列。
 （二）高溫超導(dǎo)電纜的基本結(jié)構(gòu)
（1）內(nèi)支撐管：通常為罩有密致金屬網(wǎng)的金屬波紋管，作為超導(dǎo)帶材排繞的基準(zhǔn)支撐物，同時用于液冷卻流通管道；
（2）電纜導(dǎo)體：鉍系高溫超導(dǎo)帶材繞制而成，一般為多層；
（3）熱絕緣層：通常由同軸雙層金屬波紋管套制，兩層波紋管間抽真空并嵌有多層防輻射金屬箔，其功能是使電纜超導(dǎo)導(dǎo)體與外部環(huán)境實(shí)現(xiàn)熱絕緣，保證超導(dǎo)導(dǎo)體安全運(yùn)行的低溫環(huán)境；
（4）電絕緣層：電絕緣層置于熱絕緣層外面，因其處于環(huán)境溫度下，故習(xí)慣上被稱為常溫絕緣超導(dǎo)電纜（或熱絕緣超導(dǎo)電纜）。電絕緣層置于熱絕緣層里面，電纜運(yùn)行時處于低溫環(huán)境，故被稱為冷絕緣超纜；
（5）電纜屏蔽層的護(hù)層：電纜屏蔽層和護(hù)層的功能與常規(guī)電力電纜類似，即電磁屏蔽層，短路保護(hù)及、化學(xué)、環(huán)境防護(hù)等。此外，高溫超導(dǎo)電纜的結(jié)構(gòu)中還可能包括一些輔助部件，例如電纜導(dǎo)體層間絕緣膜、約束電纜各部份相對位置的包層和調(diào)距壓條等。
（三）高溫超導(dǎo)電纜的附件
（1）制冷系統(tǒng)：高溫超導(dǎo)電纜需要低溫的工作環(huán)境（一般為液氮溫區(qū)）。制冷系統(tǒng)通常由制冷機(jī)組、液氮泵和液氮儲罐等部份組成。
（2）電纜終端：是超導(dǎo)電纜和外部其他電氣設(shè)備之間相互連接的端口，也是電纜冷卻介
質(zhì)和制冷設(shè)備的連接端口。
終端的結(jié)構(gòu)是和電纜的結(jié)構(gòu)相配套的，
常溫絕緣超導(dǎo)電纜與冷絕
緣超導(dǎo)電纜的終端在結(jié)構(gòu)上有很大區(qū)別。
（四）高溫超導(dǎo)電纜的運(yùn)行損耗
因?qū)�體的電阻為零，所以高溫超導(dǎo)電纜在運(yùn)行時基本沒有焦耳熱產(chǎn)生。這與常規(guī)電纜有很大的差異，
常規(guī)電纜運(yùn)行時的主要損耗是產(chǎn)生焦耳熱所帶來的能量損耗。但交流輸電時的磁滯損耗（簡稱交流損耗）及絕緣材料的介質(zhì)損耗仍然存在。在計(jì)算超導(dǎo)電纜的運(yùn)行損耗時，還必須考慮為其配套的制冷系統(tǒng)所消的能量。一般地說，在傳輸相同的容量的電能時，高溫超導(dǎo)電纜的運(yùn)行損耗約為常規(guī)電纜的50%～60%。
（五）高溫超導(dǎo)電纜的分類
（1）按傳輸電流種類分為直流和交流電纜；
（2）按電氣絕緣結(jié)構(gòu)分為常溫絕緣電纜與冷絕緣電纜；
（3）按電纜導(dǎo)體結(jié)構(gòu)分為單芯電纜、三芯平行軸電纜和三芯同軸電纜。
 二、高溫超導(dǎo)電纜的技術(shù)要求   
高溫超導(dǎo)電纜的研制工作分為：電纜研發(fā)與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)制造與集成、安裝調(diào)試與試運(yùn)行三個階段，每個階段都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。
三、高溫超導(dǎo)電纜的性能優(yōu)勢
高溫超導(dǎo)電纜與常規(guī)電纜相比，具有明顯的優(yōu)勢：一是損耗低。高溫超導(dǎo)電纜的導(dǎo)體損耗不足常規(guī)電纜的1/10，加上制冷的能量損耗，其運(yùn)行總損耗也僅為常規(guī)電纜的50%～60%；二是容量大。同樣截面的高溫導(dǎo)電纜的電流輸送能力是常規(guī)電纜的3～5倍；三是節(jié)約材料。具有同樣傳輸能力的高溫超導(dǎo)電纜與常規(guī)電相比，使用較少的金屬和絕緣材料；四是無污染。高溫超導(dǎo)電纜沒有造成環(huán)境污染的可能性，而充油常規(guī)電纜存在著漏油污染環(huán)境的危險(xiǎn)。另外，高溫超導(dǎo)電纜還具有低噪音的特性。目前遠(yuǎn)程大容量電力輸送一般采用架空鋁裸線，大城市的輸電一般采用地下電纜，導(dǎo)體為銅線或鋁線。使用這些傳統(tǒng)的電線或電纜，電能在輸送過程中要損失5%～10%。為了減少電能在輸送過程中的損失，在長距離輸電時要盡量提高電壓，如采用220 kV或500kV超高壓線路。超高壓線路對輸電塔的絕緣瓷瓶和對空間使用有很高的要求，尤其是對線路終端附件的材料和制作技術(shù)要求更高，大大提高了超高壓線路的建設(shè)成本。目前我國還不能生產(chǎn)超高壓線路終端附件，進(jìn)口的超高壓線路終端附件十分昂貴。如果使用高溫超導(dǎo)電纜，其交流阻抗僅為常電纜的1/10，可以減少電網(wǎng)線損50%左右。
天潤一舟上�？萍加邢薰�司 咨詢電話：18911823965 /021-51885917 qq:2050375098 地址：上海市嘉定區(qū)華業(yè)路705號 公司網(wǎng)址：www.rrt-china.com

聯(lián)系人：鮑孝學(xué)

QQ:      2050375098