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高温超导体未来发展前景中心

发布时间:2019-10-09 18:10:10 编辑:笔名

高温超导体未来发展前景_()中心

在电力电缆的领域中,由于可将造价和对环境的影响降到极小,高温超导能够发挥显着的作用。如将传统的铜电缆代之以HTSC,在相同的截面时,则可能输送5倍的功率,同时还可降低功率损耗。在某些情况下,它甚至可以取消400kV、而用110kV就完全足以输送1000MVA电力。西门子线的每一芯线都有同轴布置的外皮和返回线时,则保证在电缆的周转不存在交变磁场。

最近,西门子公司用1条2km长的由一些2223BPSCCO带状异体组合的电线作为示范电缆进行了试验。由于当时受试验的限制,载流量只加大到3000A。其实际的最终值、通过试验所得我特性曲线外推,表明当(电流)布满四层时可达5000A。这个电流值超过了传统的水冷铜电缆传送的最大功率1000MVA的两部,令人感兴趣的是:此时HTSC导线所需的铜截面是传统1000MVA水冷电缆截面的十二分之一。

为了研究阻抗损耗以及短时带有交流电流35kA情况下的运行和故障状态,在西门子公司纽伦堡变压器厂(为仅有的少数可供所需电源志气场所之一)将整个系统装在一个低温恒温室中进行了试验。

这次交流试验是成功的,共韧化处理绞合导线技术已使载流约2100A时的电损耗降到世界最低?0.8W/m(77K)。这次成功的试验对于实现为输送近400MVA而设计的一种110kV高容量电缆所要求的经济性能,是一次重要的初步试验。因为,尽管有冷却方面的附加费用,今后也只有HTSC电缆才能与常规的铜电缆竞争。

从1996年初,西门子公司所属的真空冶炼厂对建立可为HTSC技术使用的制造工序做出了宝贵的贡献,并大大推进了西门子公司开发超导技术。目前,载流量为 kA/cm2\55芯的标准导线可制造的长度从400m到600m,并在1977年生产了这样的导线、其长度超过了300km。所有下一步的研究计划将针对使2223BPSCCO带最大电流密度达到更值。

演示品和功能样机是重要的预备阶段,沿着这条路子走下去,过不了八年就会制造出标准电缆。1998年预期的重大发展是一条设计运行在110 kV的50m单机电缆,其电缆芯的尺寸接近400MVA高容量电缆。

为了形成大规模生产,必须尽快地扩大包括工业化制造设备和方法在国内的开发研究。西门子公司电力电缆部已经在其柏林工厂现有的加工装置上为制造HTSC电缆开始进行准备工作。此外,尚有其它许多重大的问题需要解决,例如:使用这类电缆的方法,HTSC电缆的系统特点以及接入传统的电力系统后的优缺点等。所以,这里必须强调尚有大量的工作要做。除纯技术方面外,HTSC电缆将来还必须对照“正常地导电”和气体绝缘电缆(要求)接受确切的验证,预期约在2005年HTSC电缆将能满足商业应用。 (待续)

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