世界最長的高溫超導電纜研制成功
由中國科學院電工研究所與甘肅長通電纜科技股份有限公司、中國科學院理化技術(shù)研究所聯(lián)合研究開發(fā)的國家十五"863"重大項目----75米、10.5千伏/1.5千安三相交流高溫超導電纜順利完成系統(tǒng)集成，通過了系統(tǒng)檢測和調(diào)試，即將投入并網(wǎng)試驗運行。
在該公司高溫超導電纜試驗運行現(xiàn)場，筆者看到三相高溫超導電纜如蟠龍一般蜿蜒布置在試驗大廳里，工作人員正在有序地進行著各項試驗，實驗儀器及計算機顯示器上，代表各項試驗運行指標的數(shù)據(jù)在不斷刷新，通電交流電流值達到1500安培。
75米高溫超導電纜是繼完成我國第一個10米、10.5千伏/1.5千安三相交流高溫超導電纜的研制后，我國科技人員在高溫超導電纜領域的又一重大突破。它是目前世界上正在并網(wǎng)試驗運行的最長的高溫超導電纜。有關(guān)研究表明，高溫超導電纜在長度上有一個經(jīng)濟臨界點，當高溫超導電纜長度不到50米時，其損耗等于甚至大于相同容量的常規(guī)電纜；而當高溫超導電纜長度大于50米時，就能顯示出很好的節(jié)能效應和經(jīng)濟效益，并且高溫超導電纜越長，則其節(jié)能效果越好。
據(jù)了解，75米高溫超導電纜主要由超導電纜芯、低溫容器、高電壓絕緣、終端、低溫系統(tǒng)以及在線監(jiān)測系統(tǒng)組成。在研究開發(fā)期間，科技人員在電纜的均流、電纜的繞制、電纜的電磁屏蔽、電纜的高電壓絕緣和終端絕緣、電纜芯與終端的焊接、長距離加壓過冷低溫循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化設計、電纜多段連接以及電纜在線監(jiān)控等許多關(guān)鍵技術(shù)方面取得了一系列自主知識產(chǎn)權(quán)。特別是在超導電纜的均流設計、焊接技術(shù)、多段電纜的低溫連接和系統(tǒng)集成等方面，已經(jīng)達到世界一流水平。
據(jù)中國科學院電工研究所副所長肖立業(yè)研究員介紹，75米高溫超導電纜的研制集中了國內(nèi)超導技術(shù)、低溫技術(shù)以及電纜絕緣和制造技術(shù)等方面的優(yōu)勢力量，在短短一年半時間內(nèi)完全依靠國內(nèi)技術(shù)自主研制成功，不僅是各合作單位科技人員努力拼搏的結(jié)果，也是國家科技部新的政策導向和產(chǎn)業(yè)部門積極參與的結(jié)果。
肖立業(yè)研究員還介紹，75米高溫超導電纜的研制成功，解決了高溫超導電纜通向產(chǎn)業(yè)化的一系列關(guān)鍵技術(shù)，例如超導電纜的低溫連接關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)取得突破，75米高溫超導電纜的彎曲半徑可達1.2米等等?？梢哉f，今后長距離高溫超導電纜的研究開發(fā)已經(jīng)不存在技術(shù)上的障礙，基本上完成了實用化關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。此外，由于75米高溫超導電纜完全自主研究開發(fā)，國內(nèi)大型電纜科技企業(yè)積極參與并投資開發(fā)，大大降低了超導電纜的造價，其單位造價僅為國內(nèi)同類超導電纜的十分之一，也遠遠低于國際平均成本。
而參與研制甘肅長通電纜科技股份有限公司董事長周彤表示，該公司積極參與具有世界先進水平的高端技術(shù)--75米高溫超導電纜的研制，則是借助中國科學院電工研究所以及其他相關(guān)單位的強大科技力量，提高本企業(yè)科技實力，儲備企業(yè)綜合競爭能力，為激烈的市場競爭中調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做好準備。
高溫超導電纜是采用無阻的、能傳輸高電流密度的超導材料作為導電體并能傳輸大電流的一種電力設施，具有體積小、重量輕、損耗低和傳輸容量大的優(yōu)點，可以實現(xiàn)低損耗、高效率、大容量輸電。高溫超導電纜將首先應用于短距離傳輸電力的場合（如發(fā)電機到變壓器、變電中心到變電站、地下變電站到城市電網(wǎng)端口）及電鍍廠、發(fā)電廠和變電站等短距離傳輸大電流的場合，以及大型或超大型城市電力傳輸?shù)膱龊稀?BR> 高溫超導電纜的傳輸損耗僅為傳輸功率的0.5%，比常規(guī)電纜5-8%的損耗要低得多。在重量、尺寸相同的情況下，與常規(guī)電力電纜相比，高溫超導電纜的容量可提高3-5倍、損耗下降60%，可以明顯地節(jié)約占地面積和空間，節(jié)省寶貴的土地資源。用高溫超導電纜改裝現(xiàn)有地下電纜系統(tǒng)，不但能將傳輸容量提高3倍以上，而且能將總費用降低20%。利用高溫超導電纜還可以改變傳統(tǒng)輸電方式，采用低電壓大電流傳輸電能。因此，高溫超導電纜可以大大降低電力系統(tǒng)的損耗，提高電力系統(tǒng)的總效率，具有可觀的經(jīng)濟效益。
電線電纜行業(yè)統(tǒng)計資料表明，我國10千伏及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的年需求量約為10萬公里，假如其總量的5%被高溫超導電纜所取代，則高溫超導電纜在我國每年的需求總量將會達到5000公里。
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