超導(dǎo)電纜是利用沒有電阻的導(dǎo)體傳輸電力的電纜。

目前該技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化，但在商業(yè)化和廣泛采用之前還有一些挑戰(zhàn)需要克服，例如建立冷卻系統(tǒng)技術(shù)和電纜連接技術(shù)。

超導(dǎo)電纜理論上沒有電阻，因此不會(huì)發(fā)生傳輸損耗。這使得建設(shè)長(zhǎng)距離輸電系統(tǒng)成為可能。但實(shí)際上，當(dāng)交流電以大電流傳輸時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生電纜損耗，盡管其損耗程度不如電流電纜那么多。

超導(dǎo)電纜的應(yīng)用

超導(dǎo)電纜是利用超導(dǎo)技術(shù)制成的，用于傳輸電力。

理論上，即使通過(guò)超導(dǎo)電纜傳輸大量電力，電纜也沒有電阻，因此不會(huì)產(chǎn)生熱量，也不會(huì)發(fā)生電壓下降。這使得無(wú)論傳輸距離多遠(yuǎn)都可以傳輸大量電力。但實(shí)際上存在少量的損失，稱為交流損失。

使用超導(dǎo)電纜傳輸交流電時(shí)，雖然會(huì)有少量損失，但與傳統(tǒng)的銅電纜相比，可以減少約 95% 的傳輸損失。

超導(dǎo)電纜原理

理論上，超導(dǎo)電纜的電阻為零，允許電力傳輸電纜的截面積非常小。這使得所有龐大的輸電基礎(chǔ)設(shè)施，包括巨大的輸電設(shè)施、輸電塔和輸電電纜，都可以小型化，從而帶來(lái)巨大的好處。

由于長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中沒有電壓下降，因此可以以低壓而不是如今所需的高電壓傳輸大量電力。目前，電力輸送采用交流電，但使用超導(dǎo)電纜可以輸送直流電。

采用超導(dǎo)電纜的直流輸電尚處于試驗(yàn)階段，但不僅在日本，而且在世界各地，技術(shù)開發(fā)都在不斷進(jìn)步。

超導(dǎo)電纜的類型

釔基超導(dǎo)電纜由一種在暴露于液氮時(shí)會(huì)變成超導(dǎo)的材料制成。由于其臨界電流高、磁場(chǎng)特性好，有望用作電力電纜、變壓器等超導(dǎo)電氣設(shè)備的導(dǎo)線。作為一種高效的電力傳輸技術(shù)，與傳統(tǒng)電纜相比，可以將傳輸損耗減少至約四分之一。除了高容量超導(dǎo)電纜外，我們還提供緊湊、輕便的電纜。

如何選擇超導(dǎo)電纜

超導(dǎo)電纜可以以很小的損耗傳輸大量的電力，但超導(dǎo)電纜也存在一些必須解決的問題。

當(dāng)使用超導(dǎo)電纜傳輸交流電時(shí)，會(huì)發(fā)生電纜損耗。該電纜損耗也會(huì)根據(jù)傳輸?shù)碾娏慷兓?，因此在傳輸大量電力時(shí)必須采取措施。另外，目前超導(dǎo)的臨界溫度已上升到-196℃，但確立利用液氮等的冷卻系統(tǒng)的技術(shù)十分重要。

太陽(yáng)能等自然能源發(fā)出的電能大部分都是直流電，而將發(fā)出的電能轉(zhuǎn)換成交流電輸送出去，送到普通家庭后再轉(zhuǎn)換回直流電使用。采用超導(dǎo)電纜進(jìn)行直流輸電，可使輸電損耗降低至交流輸電的一半左右。

超導(dǎo)電纜的結(jié)構(gòu)

采用高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的超導(dǎo)電纜，在電纜中心的線圈架上，纏繞多層超導(dǎo)導(dǎo)線，形成螺旋狀，形成超導(dǎo)導(dǎo)體層。前者是一根銅線，提供電纜的機(jī)械強(qiáng)度，并充當(dāng)旁路，在電網(wǎng)故障時(shí)承載產(chǎn)生的電流。

通過(guò)在超導(dǎo)導(dǎo)體層外部包裹電絕緣材料來(lái)形成電絕緣層。超導(dǎo)導(dǎo)線呈螺旋狀纏繞在其上方的超導(dǎo)屏蔽層上。

超導(dǎo)屏蔽層中流過(guò)反向感應(yīng)電流，從而可以屏蔽流過(guò)超導(dǎo)導(dǎo)體層的電流引起的磁場(chǎng)，而不會(huì)讓磁場(chǎng)泄漏到外面。外面有一層由銅線制成的保護(hù)層，構(gòu)成一相的電纜芯，裝在絕緣管內(nèi)。保溫管采用波紋不銹鋼管制成的雙管結(jié)構(gòu)，保持真空狀態(tài)，阻止外界熱量進(jìn)入。