昆明:运行我国第一组超导电缆
作者:和丽刚 日期:2011-07-15

  2004年4月19日在昆明普吉变电站投入运行的超导电缆,是我国第一组、世界上第三组并网试运行的超导电缆。 我国第一组实用超导电缆顺利并网运行,表明我国超导电缆的技术已趋于成熟,使得我国在这个前沿技术领域获得了一个战略制高点,对我国电力系统的发展具有深远影响。
  超导研究是国际上的一个热点学科,从1913年起到2003年的90年间,先后有19名各国科学家因对超导研究的卓越贡献荣膺诺贝尔奖。而超导电缆技术更是一项先进的高新技术,是超导材料、机械制造、低温制冷、真空绝热、电气工程、自动控制等多学科的集成,具有损耗低、容量大、节约材料、无污染、噪音低等优势。发展具有产业化前景的超导电缆技术是国家“十五”期间“863”计划新材料领域超导材料与技术专项的重点课题之一。
  该组超导电缆系统为户外分相交流电力电缆,长度33.5米,额定电压35千伏,额定电流2000安培,主绝缘为常规绝缘材料——交联聚乙烯,符合35kV级IEC标准,电缆外径112毫米。各项技术性能指标达到美国、丹麦等国同类产品的水平,有的性能甚至更优,在电压、电流等级上都高于目前世界上已经并网运行的两组超导电缆。
  在我国这组超导电缆研发中,超导电缆导体首次采用组合式绕制方法,降低了超导线在绕制电缆过程中的机械损伤,大大提高了超导电缆制造的质量,提高了电缆绕制效率。首次在热绝缘超导电缆中应用双层液氮循环冷却结构,提高了电缆冷却效果,使三相电缆的冷却更为均匀,并减少了液氮输送管道。电缆终端在世界上首次采用通用化、积木式模块化设计,整个终端由几个标准模块简易组合而成,其结构适用于不同电压和电流等级的热绝缘超导电缆,更适用于产业化、系列化生产需要。超导电缆制冷系统采用多台GM制冷机,具有降低系统故障几率、根据热负荷灵活控制开启台数、节约能量的优点。可拆式大电流低阻锥面接头、高电压绝缘氮气接管、超导带材的焊接和混合式超导输电电缆等科技成果解决了发展超导电缆技术的诸多难题,提高了产品实用性水平。整个项目已申报了混合式超导电缆 1项国际发明专利、超导电缆导体组合绕制方法等11项国内发明专利、超导电缆导体组合绕制装置等4项国内实用新型专利。
  据预测,高温超导输电电缆市场前景广阔,预计到2020年世界整个超导应用的总市场将达2440亿美元,高温超导电缆约占5%的份额。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至5倍、损耗下降60%、重量可降低80%以上,它适用于短距离传输较大电流的场合,如城市中心配电、电镀、电解工业、发电厂和变电站等。超导电缆在我国电网干线及输电瓶颈线路的应用有利于提高电网的安全性和可靠性。在长距离大容量输电时,超导电缆在系统综合性能上具有无可比拟的优势,从长远上将根本解决我国“西电东送”等长距离大容量输电问题。

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