1.3 超导电缆

1.3.1 超导电缆发展概述

超导电缆是采用超导材料作为电缆导体的电力电缆。超导材料是指具有在特定的低温条件下电阻等于零的材料。现有超导材料在自然条件下不具备超导能力，只有当温度低于某个临界值（临界温度）时，电阻才会消失。由于超导材料的零电阻特性，自超导材料被发现以来，人们就对其应用于电力电缆保持着极高的兴趣。早期超导电缆结构如图1-6所示，早期的超导电缆（低温超导电缆）由于所用超导材料临界温度极低，需要使用液氦为其提供温度环境，因此结构较为复杂，制冷难度较大，制冷成本较高，难以实现产业化推广应用。

图1-6 低温超导电缆

1987年，临界温度为90K的钇钡铜氧（YBCO）、临界温度为110K的铋锶钙铜氧（BSCCO）和临界温度为125K的铊钡钙铜氧（TBCCO）等高温超导材料的发现，大幅度降低了超导电缆的低温要求。这意味着采用高温超导材料制作的高温超导电缆只需要液氮即可实现超导特性，使得制冷相关技术难度和成本均大幅度降低，掀起了高温超导电缆的研究热潮。尤其是近20年来，随着超导材料技术的进步，中国、美国、日本、欧洲、韩国等国家和地区对高温超导电缆的应用研究长期保持较高的研究投入。先后建立了一大批试验线路和示范运行线路，超导电缆各项优点逐步得到验证，电缆制造技术、工程技术、制冷技术、监控技术等均取得了长足发展，应用前景越趋光明。