1.3.4 超导电缆电气参数

（1）临界电流 临界电流是指超导电缆在运行温度（一般以77K为标准）下，可无阻通过的最大直流电流。临界电流是决定超导电缆载流能力的最重要因素。与常规电缆不同，超导电缆在运行过程中发热很少，尤其在通过直流电流时，可忽略不计。电缆外部套有隔热能力优良的真空杜瓦（柔性绝热套），电缆不对外散热，外部热量也很难传导进电缆内部，电缆自身热场相对独立，所以正常情况下环境温度对超导电缆载流能力几乎没有影响。超导电缆载流能力仅取决于其自身的临界电流能力。这与所采用的超导带材质量、数量以及电缆的运行温度直接相关。一般交流超导电缆额定载流能力（有效值）建议选取为临界电流的50%，直流超导电缆载流能力选取为临界电流的80%。在评估临界电流时应充分考虑电缆自身磁场造成的临界电流衰减情况。

同样，超导电缆的过负荷能力评估也与传统电缆不同。传统电缆过负荷主要考虑铜导体升温情况以及绝缘的耐热老化性能，而超导电缆由于有效铜截面很小，当电流超过临界电流时损耗将快速上升，因此其过负荷能力应在电缆设计之初通过增加临界电流裕度来实现。温升过大会导致超导电缆失超，冷媒沸腾，严重威胁电缆安全。

（2）交流损耗 对于交流运行的超导电缆，由于超导材料处在交变磁场之中，因此超导材料的磁滞损耗和其他材料的涡流损耗等构成了超导电缆的交流损耗，虽然交流损耗远低于传统电缆的电阻损耗，一般为2%～5%，但超导电缆所产生的热量必须都通过冷媒带走，并最终与制冷系统提供的冷量相互抵消。而在液氮温区，现有制冷系统的制冷效率（COP）一般都低于30%的理想卡诺效率，1W的损耗需要消耗10W以上的制冷机能耗，所以交流损耗是超导电缆能耗的组成部分之一。降低交流损耗的手段主要有超导材料的选型优化和电缆结构的优化两种。随着材料技术的进步，超导电缆的交流损耗有望持续降低。

（3）电感 超导电缆电感与传统电缆电感存在明显的差别，传统电缆的电感来自铜导体的自感以及回路间的磁场。超导电缆电流由绕成圆筒形的超导层传输，因此自感可以忽略。回路电感方面，单芯超导电缆与三相统包超导电缆正常运行时，屏蔽电流与导体内的电流大小相等方向相反，圆周方向磁场以自身的屏蔽为磁场边界，轴向磁场在电缆设计（均流设计）时基本抵消，无需考虑轴向磁场，因此正常情况下超导电缆电感计算时只需考虑自身结构。三相同轴超导电缆三相对外磁场相互抵消，所以其电感计算也只需考虑自身结构，包括螺旋缠绕引入的电感与互感。

（4）电容 超导电缆电容与传统电缆计算方法一致。