什么是超导输电?

[拼音]：chaodao shudian

[外文]：superconducting transmission

利用超导体在临界温度下失去电阻转变成超导态的原理而研制和开发的输电技术。超导输电的输送容量远远超过传统的架空输电线路和充油电缆输电线路，也大于充气（如充 SF6气体）输电管道和低温低阻电缆输电。超导输电系统的主要部分包括超导电缆（见图）、低温冷却系统以及超导电缆的端头和套管等。

临界电流密度高，临界磁场强度大的超导体才适合制作电力电缆。当电流密度、磁场强度或温度超过其临界值时，超导态转变为正常态，即失超。为此把超导体与起稳定作用的铜或铝构成复合超导体。超导体承载传输电流，铜或铝金属导体承载失超电流。

超导输电可采用交流或直流，交流超导输电有微量的能量损耗。

较长时期里超导体的临界温度在20K以下，所以各国所设计和研制的超导电缆一般均采用液氦冷却。液氦冷却系统技术要求比较复杂，成本亦比较高。

除了超导体外，超导电缆的主要部分还应包括电绝缘和热绝缘。对电绝缘要求在低温下有足够的耐电强度，极小的介质损耗，并具有一定的柔软性。通常可采用真空、液氦浸渍的塑料薄膜带包绝缘，亦可用液氦本身加上固体支撑作为电绝缘。

为了防止周围环境的热量传入深冷下的电缆内部，超导电缆包括其端头都应具有高绝热效能的热绝缘。一般可采用高真空、真空粉末或真空多层热绝缘结构。为了进一步降低辐射漏热，可采用一个或多个屏蔽层，一般用液氦冷却作为一个中间屏蔽层。

超导电缆的结构通常采用同轴方式，由两个或多个超导同轴圆柱组成。图示

为单回路三相(a)以及双回路六相(b)交流超导电缆的结构示意图，每相均由双层同轴超导体组成，中间设有电绝缘层。超导电缆采用同轴结构的原因在于要提高超导电缆的工作电流需采取措施屏蔽这些电流产生的磁场，而同轴结构只在超导体层之间存在磁场。其次，超导输电不要求很高的电压就可以传输很大的容量，但交流超导输电受到静态稳定的限制，同轴结构减小了线路的电感，可以使静态稳定极限大幅度增加。

研制液氮温区内临界电流密度高的超导体给发展超导输电提供新的前景，因为液氮冷却系统的技术比液氦系统简单，成本也低得多。