实用化高温超导电缆的结构设计和测试

责任编辑:光电通信 2015/12/25 来源:《第八届通信光电缆材料(TOEM)市场及技术论坛》论文集
富通集团有限公司 浙江省光纤制备技术工程技术研究中心 ​  王醒东

摘要:在能源紧张、电缆行业竞争激烈的背景下,高温超导电缆面临发展机遇。相比于传统电缆,高温超导电缆的结构与系统较为复杂。本文着重讲解了高温超导电缆各层的设计方法,对其主要的测试项目进行了介绍,重点阐述了交流损耗的分类、测试原理与计算方法。

关键词:高温超导电缆;设计;测试;交流损耗

随着大城市用电负荷的日益增高,高压架空线想要深入城市负荷中心受到许多因素的制约。同时,我国电缆行业一直处于恶性竞争状态,同质化和产能过剩等问题已成为业内人士的关注焦点,但未得到有效改善。当下,随着我国电网全方位建设,对高端领域特种电缆需求量巨大,给我国电缆企业的发展及优胜劣汰提供了空间。

高温超导电缆作为特种电缆的重要组成部分,在用电形势严峻、市场需求及行业发展的情况下,面临着前所未有的发展机遇。2014年,铁基超导技术夺得空缺三年的自然科学一等奖,再次掀起了应用超导技术的热潮。超导电缆作为超导技术的一个重要应用方面,极有可能推动大容量电力传输变革。超导电缆以超导带材为电流传输材料,处于临界温度、临界磁场和临界电流密度条件下时,表现出超导态,直流电阻为零,因此,利用超导材料制备的电缆,可以大大提高电缆的输送容量。要使电缆处于超导态,必须使其处于临界温度以下,我们把以液氮为制冷剂的超导电缆称为高温超导电缆,目前开发的超导电缆主要是指高温超导电缆。

高温超导电缆与普通电缆相比有诸多优势:高温超导电缆的传输损耗仅为传输功率的0.5%,比常规电缆5%~8%的损耗要低得多;在重量、尺寸相同的情况下,与常规电力电缆相比,高温超导电缆的容量可提高3~5倍、损耗下降60%,并且明显地节约占地面积和空间;用高温超导电缆改装现有地下电缆系统,不但能将传输容量提高3倍以上,而且能将总费用降低20%。利用高温超导电缆还可以改变传统输电方式,采用低电压大电流传输电能。

1.高温超导电缆结构设计

高温超导电缆的基本结构包括:支撑体、超导输电层、电气绝缘层、屏蔽层、隔热层及护套。每一层的材料特性及结构参数,对高温超导电缆的综合性能有重要影响,所以有必要对各层的设计原理进行了解,以使高温超导电缆体现更好的能效性、稳定性与安全性,发挥高温超导电缆的最大优势。


您访问的文章为付费会员专享

欲了解更多内容,请注册成为会员,并购买付费会员服务

现在加入

  • 扫码关注微信公众号