高温超导在直流输电中的应用

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实用化高温超导带材的应用进展

实用化高温超导带材的应用进展

超 导材料 使 用形 式多样 , 而带 材是 其
最 主要 的使用形 式。


实用化 高温超 导带材 的使
用要求
1 . 高载流能 力
高温 超 导 带 材 应 用 于 强 电领 域 时, 带材必须 具有高载 流能力 , 工程上
使 用 六氟 化 硫 ( s F ) 作为 断路 器“ ’ ,
致 高温超 导 带 材价格 高 的 主要 原 因。 只有 降低成本 , 才有 望规模化 应用 。 总 之, 高温 超 导材 料 的发展 还 有很 对 困 难 需要面对 。 匝
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实用化高温超导带材的应用进展
■ 文 /夏 芳敏 王 醒 东 富通 集 团有 限公 司
富通集 团 ( 天津)超 导技术应 用有限公 司
随着 制 冷 技 术 及相 关 配套 设 备 的 发展 , 高温 超导 技术 已成 为节 能环
Ri d g e ) 发 明。 橡 树 岭 国 家 实 验 室 与 AM SC 公 司合作 , 利用 该法 已制备 出 千米级 Ni 合金基 板。 RABi TS 工 艺主 要 由冷 轧和 热 处理组 成 , 金 属基 板 以 每次 1 0 %的变 形 量 经多 次 轧 制完 成 。
每 次轧 制后 均需 退火 处理 , 以获 得 完 美 的立方 织构 { 1 0 0 } < 0 0 1 >。 当织构有
在 电网 发生 过 流 时直 接 断 开 故 障 电
通 常称 之为 工程 临界 电流密 度 ( J e ) 。 根 据应 用 场所 的不 同 , 对J e 指 标 的要 求 也不同 , 通 常在液氮温度 下 , J e 值 应

超导体在电力输送中的应用

超导体在电力输送中的应用

超导体在电力输送中的应用随着现代社会的不断发展和对节能环保的要求不断提高,电力输送技术也在逐渐升级和改进。

在这一背景下,超导体作为一种新兴材料被广泛应用于电力输送领域,具有广阔的发展前景和巨大的潜力。

一、超导体的概念和特性超导体是指在低温下表现出电阻为零的材料。

它的特点是在电流流过的状态下,不会产生任何能量损失,表现出极高的导电性能。

这种特性使超导体在电力输送中得到了广泛的应用和研究。

二、超导体的应用场景1. 高温超导体在输电线路中的应用高温超导体由于其较高的临界温度,可以在常温靠近零下的温度下实现电流的零能耗输送。

与传统的铜导线相比,高温超导体可以更高效地传输电能,减少传输中的能量损失,提高能源利用效率。

因此,在长距离的电力输送线路中,采用高温超导体可以节省大量的能源和降低环境污染,进一步推动绿色能源的发展和利用。

2. 超导输电线缆在城市中的应用超导输电线缆是将超导体材料和绝缘材料结合而成的电缆,具有极高的导电性能和超低的能量损耗。

相比传统的输电线缆,超导输电线缆具有更小的体积和更高的传输效率。

这种结构可以降低城市中电缆敷设的难度和成本,并减少对城市景观的破坏。

在未来,超导输电线缆有望成为城市电力供应的新选择。

三、超导体在电力输送中的挑战1. 温度控制难题目前,大部分超导体仍需要在极低的温度下才能发挥出超导的特性,这对于实际应用来说是一个挑战。

需要开发一种新型的高温超导体材料,以便在更接近常温的条件下实现超导。

这将极大地促进超导体在电力输送中的应用。

2. 成本和制造技术超导体的制造成本和特殊要求对于大规模应用来说仍然是一个问题。

开发更加经济高效的超导体材料制造技术,降低超导体的成本和能源消耗,是超导体在电力输送中广泛应用的关键。

四、展望和发展前景随着科技的进步和对绿色能源的需求增加,超导体在电力输送中的应用前景广阔。

未来,超导体的研究和开发将更加注重高温超导体的制造技术和应用场景的拓展。

预计在不久的将来,超导体将成为电力输送领域新的主流技术,为人们提供更加高效、清洁和可持续的能源。

电力系统中的高温超导输电技术

电力系统中的高温超导输电技术

电力系统中的高温超导输电技术近年来,随着电力需求的不断增长,传统的铜导线输电已经渐渐显露出一些问题,比如能源损耗大、输送距离有限等。

为了解决这些问题,人们开始在电力系统中尝试应用高温超导输电技术。

高温超导是指在相对较高的温度下,材料表现出超导电性的现象。

与传统的低温超导技术相比,高温超导技术具有更高的工作温度和更便捷的冷却方式,使得其在实际应用中更加可行。

在电力系统中,高温超导技术被广泛应用于输电线路以及变压器等关键部件。

首先,高温超导输电线路可以减少能源损耗。

由于高温超导材料具有低电阻的特性,传输电流时能量损耗更小,这可以大幅度提高输电效率。

在长距离输电中,高温超导线路可以有效降低电能损耗,节约能源并降低对环境的污染。

其次,高温超导技术还可以提高输电线路的承载能力。

相比于传统的铜导线,高温超导线路具有更高的电流密度和更强的电流承载能力。

在电力系统中,这意味着可以通过使用更薄的导线来实现相同的输电能力,并节约了传统导线所占据的大部分空间。

这样一来,不仅可以减少电线的使用成本,还可以提高线路的灵活性,减少与地理环境的冲突。

另外,高温超导技术还可以提高输电线路的稳定性和安全性。

由于高温超导材料能够在较高的温度下保持超导状态,传输电流时不会出现电阻和热量的产生,不易发生过载和短路等故障。

这对于电力系统的稳定运行和保障供电质量具有重要意义。

此外,高温超导材料还具有较高的电强磁抗力,可以有效防止输电线路发生外来物体撞击或其他外力干扰时的断裂。

然而,高温超导技术在实际应用中还存在一些挑战和难题。

首先是材料的制备和成本问题。

目前,高温超导材料的制备非常复杂,并且价格较高。

这限制了其在大规模商业应用中的推广。

其次,高温超导材料在强电磁场作用下的性能稳定性尚待提高。

在实际运行中,高温超导线路还需要经受各种电磁干扰,因此需要进一步研究和改进材料的性能。

为了克服这些挑战,科学家们正在不断进行研究和实验。

他们致力于寻找更具成本效益和性能稳定性的高温超导材料,并探索更合适的制备工艺。

浅析高温超导体在电力系统的应用

浅析高温超导体在电力系统的应用

浅析高温超导体在电力系统的应用摘要:随着高温超导技术的发展和电力需求不断增长,高温超导体的材料对电力设备引着重大的影响,它不仅降低了压降,而且还减少了电磁污染,增加了电力的传输能力,为未来的电缆研制上提供了方向。

关键词:高温超导体;电力系统;应用0.前言随着时代的发展,高层建筑林立、大城市和城市密集居住地区,用电量急剧增加,城市供电等级由原来110千伏及以下已上升至220千伏甚至更高,这对电力系统的电能输送能力提出了更高的标准,而常规的输电线路一般由电力电缆和架空线路组成,由于输电线路本身原因导致线路损耗难以降低,在采用特高压输电提高电能传输能力同时,会对人产生相应的电磁辐射,并且费用昂贵,为了解决上述问题,如何通过使用新材料,来降低线路损耗提高电力传输能力是现在研究的方向。

1.超导体发展历史1911年,荷兰物理学家昂纳斯首次发现汞的直流电阻在4.2K(即-269?C)时突然消失,物质的这种现象被称为“超导电现象”。

处于这种状态的导体被称之为超导体。

从1911年至1985年超导温度只从4.2K提高到23.3K,于是科学家对能否找到更高温度的超导体进行争议直到1986年4月,瑞士科学家柏诺兰和缪勒首先发现La2-XBaXCuO4在30K存在超导电性的可能性。

1987年,美国的朱经武和中科院物理所分别宣布发现Tc为98K及110K的Y-Ba-Cu-0超导体,使超导研究摆脱了液氦,进入液氮(77K以上),节省了大量研究资金。

1988年,人们曾发现无限层Cu2O2层超导体。

1933年12月法国科学家拉盖获得了Tc为250K的超导体。

2.高温超导材料的分类及相关特征高温超导材料主要分为氧化物超导体(如YBa2Cu3O7-X)、非晶超导材料、复合超导材料(如超导线带材料)、重费米子超忖体(如CeCu2Si2)有机超导材料(如富勒烯等修饰的化合物)。

其相关特征主要表现为:(1)晶体结构具有很强的低维特点,三个晶格常数往往相差3-4倍;(2)输送系数(电导率、热导率等)具有明显的各向异性;(3)磁场穿透深度远大于相干长度,是第二类超导体;(4)在梳子浓度低,且多为空穴型导电;(5)同位素效应不显著;(6)迈斯纳效应不完全;(7)隧道实验表明能隙存在,且为库柏型配对。

高温超导体的研究与应用

高温超导体的研究与应用

高温超导体的研究与应用高温超导体是指在较高的温度下(通常指液氮温度,约77 K),材料表现出超导性质的一类物质。

与低温超导体相比,高温超导体不仅温度更高,而且更易于制备和使用,因此在科研和应用领域有着广泛的潜力和用途。

一、高温超导体的研究意义高温超导体是研究超导性质的热点领域,对纳米科学、物理学、材料科学等领域具有重要意义。

相较于低温超导体,高温超导体的超导温度更高,超导电流密度更大,抗磁能力更强,因此有着更好的应用前景。

在电力输送、储能、计算机存储等领域,高温超导体具有惊人的潜力。

二、高温超导体的分类高温超导体按照化学成分可以分为铜氧化物高温超导体(cuprate)和铁基高温超导体(Fe-based)。

其中 cuprate 高温超导体是首先发现的一类高温超导体,它的基本结构是由铜氧化物层与稀土氧化物层层叠在一起的。

Fe-based 高温超导体则是后来才被发现的,它的超导机理与 cuprate 不同,但仍然具有较高的超导温度,且稳定性较好。

三、高温超导体的产生高温超导体的产生需要一定的条件,比如精细的材料制备技术、在合适的环境下进行处理等等。

目前,人们发现高温超导体室温下是不超导的,必须冷却至较低的温度才能展现出超导性质。

一方面,材料的结构和组分对超导性质有着重要的影响,因此需要通过化学方法制备出具有合适组分和结构的高温超导体提高其超导性能。

另一方面,超导材料的制备过程涉及到很多复杂的物理和化学作用,如固态反应、化学气相沉积等。

由于这些道路的不同,会产生不同的材料、不同的结构和性质,因此需要定期优化材料制备的方法来提高超导性能。

四、高温超导体的应用高温超导体具有广泛的应用前景,例如:1.电力输送领域:超导材料能在零电阻状态下传输电流,这种特性让超导材料在电力输送领域拥有重要的应用。

使用高温超导体制造的超导电缆可以在能耗和成本方面都有较大的优势。

2.储能领域:超导能量储存是一种高能量密度、低体积、零阻值的储能方式。

高温超导电缆在电力输配电网中的应用研究

高温超导电缆在电力输配电网中的应用研究

高温超导电缆在电力输配电网中的应用研究随着社会的快速发展和科技的进步,电力供应在我们生活中扮演着越来越重要的角色。

而高温超导电缆作为一项前沿技术,正逐渐被人们关注和研究。

本文将重点探讨高温超导电缆在电力输配电网中的应用研究,并探索其在提高电力输送效率、减少能源损耗等方面的潜力。

一、高温超导电缆的基本原理高温超导电缆是一种利用超导材料传导电流的新型电缆。

超导材料在较低的温度下能够实现电阻为零的状态,从而可以大大减少电力输送中的能量损耗。

而高温超导电缆的关键在于材料的选择和制备技术的突破,使超导材料能够在相对较高的温度下工作,从而提高了其实用性和应用范围。

二、高温超导电缆在电力输送中的优势1. 降低能源损耗:高温超导电缆的主要优势在于其能够消除电力输送过程中的能量损耗。

相比传统的金属导体,高温超导电缆具有更低的电阻和更高的电流密度,从而减少了电力线路中的能量损耗,提高了整个电力网络的效率。

2. 提高电力输送容量:高温超导电缆的高电流密度和无电阻特性,使其能够承载更大的电流,在同样的输送线路下提高了电力输送容量。

这将使得现有的输电线路在不需要增加线缆数量的情况下,实现更大功率的输送。

3. 减少线路损耗:电力输送过程中,线路的电阻会导致电能的散失,损耗在导线自身上。

而高温超导电缆消除了电阻,从而减少了电线的损耗。

这将在一定程度上减少线路热损耗和线路的温升,提高整个电力输配网的效能。

三、高温超导电缆的应用前景1. 输电线路升级:目前,大部分电力输送线路使用的是传统的铜导线,存在容量有限、电阻大、损耗大等问题。

高温超导电缆的出现将能够解决这些问题,提高线路的输送能力和效率。

因此,在电力输送线路的升级改造中,引入高温超导电缆有着广阔的应用前景。

2. 高能电子器件的应用:在高能电子器件中,大量的电力供应需要高稳定性和高效率的电源。

高温超导电缆作为一种高效的电力输送手段,可以为高能电子器件提供稳定的能源来源,提高其工作效率和整体性能。

高温超导技术的应用

高温超导技术的应用

高温超导技术的应用随着科技的不断发展,高温超导技术在各个领域得到了广泛的应用。

高温超导技术指的是以高温为条件进行超导的一种技术。

随着高温超导材料的研究取得了进展,高温超导技术在电力、通信、医学等领域的应用越来越广泛。

一、电力领域在电力领域,高温超导技术的应用主要集中在电力输送和储存方面。

高温超导材料具有很高的电导率和零电阻率,可以大大降低能量传输的损耗。

利用高温超导技术,可以大幅度提高输电线路的能量传输效率。

同时,高温超导技术还可以解决电力输送距离受限的问题,使得电力在远距离中也能被有效地传输。

除了电力输送,高温超导技术还可以用于电能的储存。

利用高温超导材料设计的超导储能装置,可以将电能以超导的方式存储起来,达到节约能源、减少环境污染的效果。

二、医疗领域在医疗领域,高温超导技术主要用于磁共振成像(MRI)和放射治疗。

磁共振成像是一种高级的医学显像技术,它可以非侵入性地获取人体内部的影像信息。

利用高温超导材料制成的磁体,可以提供更强的磁场,从而提高磁共振成像的分辨率和灵敏度,为诊断和治疗提供更准确的信息。

放射治疗是一种常见的肿瘤治疗方式。

高温超导技术可以用于开发更强大的放射治疗设备,使得治疗更加精准、高效和安全。

三、通信领域在通信领域,高温超导技术主要应用于微波器件和卫星通信。

高温超导材料具有微小的信号衰减和微波损耗,因此可以被用于制造高性能的微波器件,如微波带通滤波器、微波天线等。

这些器件可提高通信质量,增强信号传输效率。

卫星通信是重要的通讯方式,但卫星的固有问题导致卫星通讯带宽和传输速度局限性较大。

高温超导技术可以开发用于卫星通信的高速数据处理器和高频寻址器,这些设备可以显著提高卫星通讯带宽和传输速度,改善通讯效能。

总而言之,随着高温超导技术的不断发展,其应用领域也越来越广泛,将对我们的生活、工作和社会发展带来深远的影响。

超导材料在电力输送中的应用

超导材料在电力输送中的应用

超导材料在电力输送中的应用随着社会的发展和技术的进步,电力输送成为现代化社会发展的重要组成部分。

然而,传统的电力输送过程中存在能量损耗、线路容量限制等问题,这些问题不仅给能源利用带来困扰,还限制了电力输送的效率和可靠性。

为了解决这些问题,科学家们开始研究并广泛应用超导材料在电力输送中。

超导材料具有极低的电阻以及无磁场排斥的特性,这使得它们在电力输送中具备了巨大的潜力。

在超导材料中,电子能在无电阻状态下自由流动,不会受到阻碍。

这意味着在使用超导材料进行电力输送时,不会有能量损耗,电流可以更加高效地传输。

此外,超导材料对磁场具有极强的容忍性,可以承受更高强度的电流,大大提高了输送的容量。

超导材料在电力输送中的应用主要有以下几个方面:首先是高温超导材料在超导输电领域的应用。

高温超导材料相对于传统的低温超导材料具有更高的超导临界温度,不需要极低的低温环境就能实现超导。

这使得高温超导材料在实际应用中更加便捷,可以大规模推广。

高温超导材料被广泛应用于输电线路中,可以显著减少能量损耗,提高输电效率。

其次是超导电缆在输电领域的应用。

传统输电线路由于电阻损耗较大,需要增加输电塔等设备来保持电能的传输效率。

而超导电缆不仅具备超低电阻的特性,还能够超过传统线路的容量限制。

超导电缆可以通过地下或水下敷设,节省了传输线路的空间,并且减少了电能的损耗。

同时,超导电缆还可以在城市中得到有效应用,避免了传统输电线路对城市景观的破坏。

另外,超导磁体在电力输送领域的应用也十分重要。

超导磁体可以产生极强的磁场,用于电力系统中的电能储存和稳定。

它们可以用于谐振电感器、高压直流输电和电能储存系统等领域。

超导磁体还可以用于平衡不同输电线路之间的电力分布,提高整个电力系统的稳定性。

最后是超导磁能储存技术在电力输送中的应用。

超导磁能储存技术是一种将电能转化为磁能并储存起来的新技术。

它可以在储能过程中,减少能量损耗,并且提供高效的电能供应。

超导磁能储存技术可以应用于电网峰值调控,平衡电力供需之间的差异,确保供电的稳定性。

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高温超导在直流输电中的应用
高温超导材料研究意义及基本特性
高温超导体在强电方面众多应用如:磁体、电缆、限流器、电机等,都需要研究和开发高性能的千米量级长线(带)材,而高温超导线(带)材的研究又离不开高温超导材料技术的进步和发展。

所以,人们先后在BsCcO、YBcO及MgBZ线材实用化方面做了大量的工作。

目前己在Bi系Ag基复合带线材、铁基MgBZ线材和柔性金属基Y系带材方面取得了很大进展。

在高温超导带材已商业化应用的今天,高温超导电缆及输电技术的研究就具有更为重要和现实的意义。

超导体具有零电阻、迈斯纳(Mdssner)效应即完全抗磁性及约瑟夫森效应三大特性。

高温超导材料分类及特点
目前所发现的超导体可以分为两类。

第Ⅰ类超导体主要包括一些在常温下具有良好导电性的纯金属,如铝、锌、嫁、隔、锡、锢等,该类超导体的溶点较低、质地较软,亦被称作“软超导体”。

其特征是由正常态过渡到超导态时没有中间态,并且具有完全抗磁性。

由于该类超导体的临界电流密度和临界磁场较低,因而没有很好的实用价值。

除金属元素钒、得和妮外,第Ⅱ类超导体主要包括金属化合物及其合金。

第Ⅱ类超导体和第Ⅰ类超导体的区别主要在于:第Ⅱ类超导体由正常态转变为超导态时有一个中间态,而且在混合态中有磁通线存在,而第Ⅰ类超导体没有;第Ⅱ类超导体比第Ⅰ类超导体有更高的临界磁场、更大的临界电流密度和更高的临界温度。

第Ⅱ类超导体根据其是否具有磁通钉扎中心而分为理想第Ⅱ类超导体和非理想第Ⅱ类超导体。

理想第Ⅱ类超导体的晶体结构比较完整,不存在磁通钉扎中心,并且当磁通线均匀排列时,在磁通线周围的涡旋电流将彼此抵消,其体内无电流通过,从而不具有高临界电流密度。

非理想第Ⅱ类超导体的晶体结构存在缺陷,并且存在磁通钉扎中心,其体内的磁通线排列不均匀,体内各处的涡旋电流不能完全抵消,出现体内电流,从而具有高临界电流密度。

在实际上,真正适合于实际应用的超导材料是非理想第Ⅱ类超导体。

高温超导体材料
高温超导体属于第二类超导体,除了具有零电阻、Meissner效应两个特性,与常规的第二类超导体相比较,高温超导体还有自己的特点,主要是有较高的转变温度,很短的相干长度和明显的各相异性等。

高温超导体发生正常态到超导态转变时,其电阻不像传统的低温超导体那样突然下降,
而是有更宽的温度变化间隔。

习惯上把变化间隔的中点温度定义为超导体的临界温度。

由于高温超导体的临界温度都高于液氮温度(77K),因此,可以用液氮作为高温超导体的冷却介质。

液氮生产的成本比液氦要低一个数量级,同时液氮的蒸发潜热为液氦的60倍,热导率为液氦的72倍,这使高温超导体具有更高的热稳定性。

而且在常温、常压下氮气的电绝缘强度为氦气的12倍。

因此,它不仅是很好的冷却介质,同时又具有很高的电气绝缘性能,这对高温超导体应用来讲,具有明显的优越性。

高温超导体的另一特点是相干长度很短,这里所谓相干长度是指磁场扰动所涉及的超导电子发生明显变化的范围。

传统的低温超导体的相干长度是10-4cm数量级,而高温超导体相干长度仅为10-7cm数量级。

由于相干长度很短,超导体在局部地区的化学配比若有偏差,则对其超导性质有很大的影响,这样就使制备均匀的高温超导体遇到很大困第二章高温超导材料及高温超导电缆难。

以BSCCO为代表的高温超导体是层状化合物,这种层状结构导致了高温超导体电磁性质的显著各向异性。

即表征超导体超导态性质的临界磁场、临界电流密度、穿透深度、相干长度和能隙在垂直于CuO2平面和平行于CuO2平面的值有显著的差别。

这种强烈的各向异性对高温超导体的实际应用是很不利的。

但是随着温度的降低,高温超导体的各向异性将逐渐减小,同时随着温度的降低,高温超导材料的一些临界参数有明显的提高。

例如在4.2K下,Bi-Sr-C-Cu-O材料在零磁场下临界电流密度可达105A/cm2数量级,比在77K下电流密度高一个数量级,同时在高磁场下,它的电流密度几乎不随外加磁场的增大而减少。

高温超导材料在电缆中的应用及优缺点
按传输电流的种类可以将高温超导电缆分为直流(DC)电缆和交流(AC)电缆;按电气绝缘方式可以分为热绝缘电缆(wD)又叫室温绝缘电缆(RTD)和冷绝缘电缆(cD);按导电芯数可以分为单芯电缆和三芯电缆。

(1)热绝缘结构电缆
热绝缘结构高温超导电缆导体内支撑管一般为皱纹不锈钢管,其内部流通液氮。

该皱纹不锈钢管外的不锈钢网套上包饶超导带作为导体,其外部有以超级绝热绝缘为主要绝热材料的绝热管,将超导体和冷却介质封闭在里面。

绝热管外是常规介质、屏蔽和机械保护。

热绝缘结构高温超导电缆一般适用于中等传输容量的输配电。

以高分子材料为绝缘介质的热绝缘结构高温超导电缆宜采用单芯结构。

热绝缘结构电缆结构简单,具有和常规电缆相似的结构,输送容量比常规电缆大三倍以上。

优点是:可采用常规电解质和附件,绝缘材料的选择有较大的空间,按与常规电缆相似
的方法进行处理和安装,加工技术比较成熟,初期投入相对冷绝缘高温超导电缆更低。

热绝缘三芯结构电缆系统可以采用三根单芯电缆平行放置于一公共的电缆保护外壳中。

其中的一相一般以其他两相电缆的导体内纹波不锈钢管作为液氮回路。

电缆导体产生的磁场会对邻相高温超导电缆的金属层产生附加涡流损耗。

缺点:由于缺少回流通路,故耗用的超导带材相对较少但却导致馈线及其周围金属件中电损耗增加,因而运行成本比冷绝缘结构高温超导电缆高。

(2)冷绝缘结构电缆
冷绝缘高温超导电缆,其结构从内到外依次为:液氮流通管道,不锈钢网套,高温超导体,包复绝缘层包括导体屏蔽、电气绝缘、绝缘屏蔽、高温超导带屏蔽层,液氮回流通道,绝热管,电缆外壳。

冷绝缘结构高温超导电缆的每相有2个同轴高温超导导线即:馈线和回流线,由电气绝缘层分开。

冷绝缘结构高温超导电缆的电气绝缘层处于液氮温度或浸入液氮中运行,必须采用与液氮相容性良好的电气绝缘材料。

此类电缆适用于大容量高温超导电缆的应用。

单相冷绝缘高温超导电缆中心管中液氮通过电缆屏蔽与绝热管之间的环形空间流回。

冷绝缘三相电缆可以采用两种结构,其一:使三个电缆芯中心管流出的液氮在三个电缆芯成缆芯外的皱纹不锈钢管与成缆芯间的空间内回流。

其二:使三相超导体都绕在公共的内支撑管上,各相导体之间由电气绝缘层隔开,电缆线芯中心管流出的液氮通过成缆芯外的不锈钢管与成缆芯间的空间内回流,这种结构的电缆又叫三芯同心电缆。

优点:三相结构冷绝缘电缆中的每一相,处于超导状态的高温超导体屏蔽层中流过与超导电缆导体大小相同方向相反的电流,因而冷绝缘高温超导电缆每相电缆完全屏蔽,外磁场几乎为零,不对邻相高温超导电缆产生磁场影响,进而也就不会对邻相电缆的金属层感应交流损耗。

三芯同心电缆,其优点是结构紧凑,占地面积小。

缺点:由于增加屏蔽用的高温超导体,高温超导材料用量增加一倍以上。

(3)高温超导直流电缆
截止到目前为止,真正投入的电网中运行的高温超导直流电缆还没有,高温超导电缆的研究一般都是首先通过直流测试,随后才进行相应的交流测试,即在交流电网中运行。

但实际上,由于交流损耗的缘故,高温超导直流电缆的结构比用于交流输电的电缆更加简单。

优点:当工作在临界温度以下时,高温超导直流电缆几乎没有导体损耗。

高温超导直流电缆较之交流电缆还是有更简单的结构形式。

缺点:当高温超导直流电缆的负载发生变化时,会引起与电流变化率成正比的损耗。

另外,高温超导直流电缆的磁通跳跃引起热失控现象也会对直流电缆的稳定性产生影响。

同时,
临近的半导体装置产生的高频谐波会引起附加损耗。

参考文献
[1]张俊莲.高温超导直流输电技术探讨[D].电子科技大学,2008.
[2]邱清泉,张志丰,张国民,肖立业.超导直流输电技术发展现状与趋势[J].南方电网技
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