高溫超導電纜技術概述
高溫超導電纜是高溫超導技術的重要應用之一，它集成了超導材料、低溫制冷、電力工程、
電纜等多學科技術于一身，是21世紀電力傳輸的新材料，并以其特有的優(yōu)勢，開始在世界范圍內應用。 一、概述
超導材料的零電阻特性使其成為電流傳輸的理想導體。
使用超導材料作為導體的電力傳輸
電纜被稱為超導電纜。
低溫超導體應用時以液氦作為冷卻劑，
液氦的價格很高，
這就使低溫
超導電纜失去了工業(yè)化應用的可行性。
使用高溫超導材料制作超導電纜，
可以在液氮的冷卻
下無電阻地傳送電能，由于液氮的價格低廉，使高溫超導技術的大規(guī)模應用成為可能。
（一）高溫超導電纜使用的導體材料目前市場上可以用來制造高溫超導電纜的材料主要是銀包溫超導材料
（Bi,Pb）2Sr2Ca2Cu3O10的多芯帶材，它的超導臨界轉變溫度為105K～110K，臨界工程電流密度為8000～12000A/cm2 。目前世界上最大的生產廠家是美國超導公司（American  Superconductor,Co.），其生產能力和產品技術指標都處于領先地位。我國的北京云電英納超導電纜有限公司的生產能力和產品技術指標也處于世界前列。
 （二）高溫超導電纜的基本結構
（1）內支撐管：通常為罩有密致金屬網的金屬波紋管，作為超導帶材排繞的基準支撐物，同時用于液冷卻流通管道；
（2）電纜導體：鉍系高溫超導帶材繞制而成，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導體與外部環(huán)境實現熱絕緣，保證超導導體安全運行的低溫環(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，故習慣上被稱為常溫絕緣超導電纜（或熱絕緣超導電纜）。電絕緣層置于熱絕緣層里面，電纜運行時處于低溫環(huán)境，故被稱為冷絕緣超纜；
（5）電纜屏蔽層的護層：電纜屏蔽層和護層的功能與常規(guī)電力電纜類似，即電磁屏蔽層，短路保護及、化學、環(huán)境防護等。此外，高溫超導電纜的結構中還可能包括一些輔助部件，例如電纜導體層間絕緣膜、約束電纜各部份相對位置的包層和調距壓條等。
（三）高溫超導電纜的附件
（1）制冷系統(tǒng)：高溫超導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)通常由制冷機組、液氮泵和液氮儲罐等部份組成。
（2）電纜終端：是超導電纜和外部其他電氣設備之間相互連接的端口，也是電纜冷卻介
質和制冷設備的連接端口。
終端的結構是和電纜的結構相配套的，
常溫絕緣超導電纜與冷絕
緣超導電纜的終端在結構上有很大區(qū)別。
（四）高溫超導電纜的運行損耗
因導體的電阻為零，所以高溫超導電纜在運行時基本沒有焦耳熱產生。這與常規(guī)電纜有很大的差異，
常規(guī)電纜運行時的主要損耗是產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）及絕緣材料的介質損耗仍然存在。在計算超導電纜的運行損耗時，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，高溫超導電纜的運行損耗約為常規(guī)電纜的50%～60%。
（五）高溫超導電纜的分類
（1）按傳輸電流種類分為直流和交流電纜；
（2）按電氣絕緣結構分為常溫絕緣電纜與冷絕緣電纜；
（3）按電纜導體結構分為單芯電纜、三芯平行軸電纜和三芯同軸電纜。
 二、高溫超導電纜的技術要求   
高溫超導電纜的研制工作分為：電纜研發(fā)與設計、系統(tǒng)制造與集成、安裝調試與試運行三個階段，每個階段都有嚴格的技術要求。
三、高溫超導電纜的性能優(yōu)勢
高溫超導電纜與常規(guī)電纜相比，具有明顯的優(yōu)勢：一是損耗低。高溫超導電纜的導體損耗不足常規(guī)電纜的1/10，加上制冷的能量損耗，其運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。另外，高溫超導電纜還具有低噪音的特性。目前遠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要求更高，大大提高了超高壓線路的建設成本。目前我國還不能生產超高壓線路終端附件，進口的超高壓線路終端附件十分昂貴。如果使用高溫超導電纜，其交流阻抗僅為常電纜的1/10，可以減少電網線損50%左右。
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