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高温超导电缆的研发的主要9个关键技术

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019/3/12     浏览次数:    
  高温超导电缆的研发的主要9个关键技术
  随着我国经济的快速发展,用电量在不断增长,对电网传输容量需求也日益增长。高温超导材料在液氮温度的传输电流密度比铜导体高至少两个量级,且采用无污染和火灾隐患的液氮作为冷却介质,因此高温超导电缆在提升电网输电能力, 在现有电力系统升级和新电力系统建设中都具有重要应用前景。
  目前,国际上对高温超导交流电缆的研究已取得了很大的进展,技术较成熟,相继建成多条超导电缆示范工程。高温超导直流电缆起步较晚, 所以目前国内外的直流电缆工程不多, 但由于新能源的大量引入,高温超导直流电缆得到了越来越多的重视,各国也纷纷开展了对高温超导直流电缆的研究。
  本文简要介绍近十几年来国内外有关高温超导电缆研究和开发的进展情况, 并对其未来发展趋势和关键技术进行简单介绍。
  主要关键技术
  虽然超导电缆原理简单、技术比较成熟,但是无论是交流还是直流超导电缆,在千米级长度、高电压等级超导电缆规模应用方面以下关键技术有待解决和进一步优化:
  (1)超导电缆中间连接关键技术:超导电缆连接技术、连接处绝缘应力锥技术,实现长距离超导电缆连接、满足电气性能要求。
  (2)低漏热超导电缆低温容器(电缆杜瓦管)及其连接技术,实现长距离超导电缆应用。
  (3)电缆终端连接技术:电缆导体与电流引线的连接、应力锥设计及制造工艺,达到结构紧凑、可拆卸、易维护目的。
  (4)套管技术:110kV电压等级及以上,具有高温度梯度的高压套管关键技术。
  (5)低漏热直流电流引线技术:采用帕尔帖电流引线,大幅度降低直流漏热的电流引线技术。
  (6)低温绝缘技术:高压低温绝缘设计及绝缘配合。
  (7)超导电缆与电力系统中现有电力装置的匹配协调运行问题。
  (8)高压110kV及以上绝缘试验测量系统。
  (9)低温制冷技术:高效率、长时间免维护低温制冷系统。
  结论
  本文介绍国内外有关高温超导交流电缆和直流电缆的研发现状。经过近20年的发展,冷绝缘高温超导电缆技术是高压电力电缆的主流技术。对于交流高温超导电缆,技术比较成熟,国内超导电缆技术水平处于国际先进行列。但是,国内示范运行的交流超导电缆电压等级均在35kV及以下、长度在百米以下、无中间连接,有待于进行110kV及以上电压等级和带有中间接头的长度超过百米的高温超导电缆技术的研发。
  高温超导直流电缆起步较晚,但是发展很快。
  近年国际上相继开展高温超导直流电缆的研发,不久将示范运行。国内低电压等级直流超导电缆方面虽有示范运行,缺乏高电压等级直流电缆示范工程。

  由于新能源的大量引入,高温超导直流电缆得到了越来越多的重视,各国也纷纷开展了对高温超导直流电缆的研究。国内在直流高电压等级高温超导电力电缆方面也应进行研发工作。


本文由 安徽电力电缆 整理编辑。

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