世界最長(zhǎng)的高溫超導(dǎo)電纜研制成功

由中國(guó)科學(xué)院電工研究所與甘肅長(zhǎng)通電纜科技股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)的國(guó)家十五"863"重大項(xiàng)目----75米、10.5千伏/1.5千安三相交流高溫超導(dǎo)電纜順利完成系統(tǒng)集成，通過(guò)了系統(tǒng)檢測(cè)和調(diào)試，即將投入并網(wǎng)試驗(yàn)運(yùn)行。

在該公司高溫超導(dǎo)電纜試驗(yàn)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，可以看到三相高溫超導(dǎo)電纜如蟠龍一般蜿蜒布置在試驗(yàn)大廳里，工作人員正在有序地進(jìn)行著各項(xiàng)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)儀器及計(jì)算機(jī)顯示器上，代表各項(xiàng)試驗(yàn)運(yùn)行指標(biāo)的數(shù)據(jù)在不斷刷新，通電交流電流值達(dá)到1500安培。

75米高溫超導(dǎo)電纜是繼完成我國(guó)第一個(gè)10米、10.5千伏/1.5千安三相交流高溫超導(dǎo)電纜的研制后，我國(guó)科技人員在高溫超導(dǎo)電纜領(lǐng)域的又一重大突破。它是目前世界上正在并網(wǎng)試驗(yàn)運(yùn)行的最長(zhǎng)的高溫超導(dǎo)電纜。有關(guān)研究表明，高溫超導(dǎo)電纜在長(zhǎng)度上有一個(gè)經(jīng)濟(jì)臨界點(diǎn)，當(dāng)高溫超導(dǎo)電纜長(zhǎng)度不到50米時(shí)，其損耗等于甚至大于相同容量的常規(guī)電纜；而當(dāng)高溫超導(dǎo)電纜長(zhǎng)度大于50米時(shí)，就能顯示出很好的節(jié)能效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益，并且高溫超導(dǎo)電纜越長(zhǎng)，則其節(jié)能效果越好。

據(jù)了解，75米高溫超導(dǎo)電纜主要由超導(dǎo)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(cè)系統(tǒng)組成。在研究開(kāi)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(zhǎng)距離加壓過(guò)冷低溫循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、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(shí)產(chǎn)權(quán)。特別是在超導(dǎo)電纜的均流設(shè)計(jì)、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(dá)到世界一流水平。

據(jù)中國(guó)科學(xué)院電工研究所副所長(zhǎng)肖立業(yè)研究員介紹，75米高溫超導(dǎo)電纜的研制集中了國(guó)內(nèi)超導(dǎo)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(shì)力量，在短短一年半時(shí)間內(nèi)完全依靠國(guó)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(guó)家科技部新的政策導(dǎo)向和產(chǎn)業(yè)部門(mén)積極參與的結(jié)果。

肖立業(yè)研究員還介紹，75米高溫超導(dǎo)電纜的研制成功，解決了高溫超導(dǎo)電纜通向產(chǎn)業(yè)化的一系列關(guān)鍵技術(shù)，例如超導(dǎo)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(dǎo)電纜的彎曲半徑可達(dá)1.2米等等。可以說(shuō)，今后長(zhǎng)距離高溫超導(dǎo)電纜的研究開(kāi)發(fā)已經(jīng)不存在技術(shù)上的障礙，基本上完成了實(shí)用化關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。此外，由于75米高溫超導(dǎo)電纜完全自主研究開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)大型電纜科技企業(yè)積極參與并投資開(kāi)發(fā)，大大降低了超導(dǎo)電纜的造價(jià)，其單位造價(jià)僅為國(guó)內(nèi)同類超導(dǎo)電纜的十分之一，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際平均成本。

而參與研制甘肅長(zhǎng)通電纜科技股份有限公司董事長(zhǎng)周彤表示，該公司積極參與具有世界先進(jìn)水平的高端技術(shù)--75米高溫超導(dǎo)電纜的研制，則是借助中國(guó)科學(xué)院電工研究所以及其他相關(guān)單位的強(qiáng)大科技力量，提高本企業(yè)科技實(shí)力，儲(chǔ)備企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，為激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做好準(zhǔn)備。

高溫超導(dǎo)電纜是采用無(wú)阻的、能傳輸高電流密度的超導(dǎo)材料作為導(dǎo)電體并能傳輸大電流的一種電力設(shè)施，具有體積小、重量輕、損耗低和傳輸容量大的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)低損耗、高效率、大容量輸電。高溫超導(dǎo)電纜將首先應(yīng)用于短距離傳輸電力的場(chǎng)合（如發(fā)電機(jī)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(chǎng)合，以及大型或超大型城市電力傳輸?shù)膱?chǎng)合。

高溫超導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(fèi)用降低20%。利用高溫超導(dǎo)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(dǎo)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(jì)效益。

電線電纜行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)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(wàn)公里，假如其總量的5%被高溫超導(dǎo)電纜所取代，則高溫超導(dǎo)電纜在我國(guó)每年的需求總量將會(huì)達(dá)到5000公里。