超导电缆液氮减压制冷研究

制冷系统是实现高温超导电缆运行的最基本保障,制冷系统传热效率直接关系到超导电缆运行的稳定性和经济性,随着高温超导技术的不断进步,超导临界温度已升至液氮温区,液氮具有自然资源丰富、成本低廉等特点,使高温超导电缆工业化应用成为可能,液氮减压制冷技术已经成为高温超导技术的重要研究方向。本文介绍了超导电缆制冷系统,包括制冷机直接制冷方式和液氮减压过冷方式的工作结构,对液氮减压制冷方式进行计算分析和成本核算,探讨了液氮减压制冷在超导电缆低温传热研究中尚需解决的关键问题。     

我国低温系列超导电缆的应用

低温系列超导电缆是超导磁体系统的重要组成部分,其超导磁体线圈均采用CICC(Cable-In-Conduit Conductors管装电缆导体)或卢瑟福电缆等绕制而成。目前,ITER(International Thermo nuclear Experimental Reactor)装置、强磁场、加速器等大科学装置所采用的超导电缆都使用Nb Ti和Nb3Sn低温超导材料。我国通过自主研发,已掌握了低温系列超导电缆的关键技术。讨论了超导电缆的基本绞制参数,介绍了低温超导电缆的种类以及低温超导电缆的国内发展状况与应用。     

用超导电缆解决城市地下电缆网的增容

电网增容是当今国内外备受关注的一个问题。在迅速发展的人口稠密的大城市中.由于大量使用地下电缆供电,这一问题就显得格外突出。通常认为要提高供电能力就必须提高电压.但这一做法需要大量投资。国外的研究表明.在供电电压不变的情况下.用大容量超导电缆取代原有的常规电缆.可能是较为经济的增容方案。实现这一方案的关键在于要降低超导电缆的制造成本,并使其外部尺寸满足原有地下管道中的敷设条件。目前美国和日本等国正在研究用超导电缆解决城市地下电缆网络的增容问题,本文对此作简要介绍如下。     

超导电缆及其应用

介绍超导电缆的基本结构和发展现状，并对5组并网运行的超导电缆系统作了性能比较，对我国第1组并网运行的超导电缆系统的组成、各部分的作用以及技术原理做了详细说明；并以该超导电缆为例，进行了超导电缆和传统电缆能量损耗的计算比较。     

超导屏蔽对低温绝缘超导电缆运行性状的影响

从理论上证明三相系统用低温绝缘(CD)高温超导电缆在屏蔽层互联和特定敷设条件下可以达到屏蔽电流与导体电流量值相等、相位相反,实现屏蔽处无磁场的理想运行状态。可以用于CD绝缘超导电缆的结构和CD绝缘超导电缆线路电气参数的确定。     

美国超导电缆工程

美国目前正在进行几项超导电缆工程。4年前已有1条超导电缆用于南方电缆公司的佐治亚制造厂供电，且其为羌人看守式运行。美国能源部（SOE）现资助5个超导电缆项目，涉及电缆和运行条件的设计。所有这5个项目都将在2006-2007年开始运行。电缆的试验基地设在纽约的长岛（138kV）、纽约的奥尔巴尼（34．5kV）和俄亥俄的哥伦布（15kV）。     

低温绝缘超导电缆用不锈钢波纹管损耗测试

304不锈钢系奥氏体为主的无磁性或低磁性不锈钢,但加工变形后亚稳态奥氏体会发生相变产生马氏体组织,形成较强的磁性。通过对304不锈钢波纹管的磁滞损耗进行测试,对测试样品进行金相观察,研究了304不锈钢相变的情况。同时对样品材料进行磁滞回线测试,研究了波纹管的磁滞损耗情况。     

超导电缆终端系统的设计与应用

高温超导材料在液氮温度下具有零电阻特性和完全抗磁性,使用高温超导材料制备的超导电缆具有大容量、低损耗等特点,在未来城市电网建设中具有重要意义。超导电缆系统通常由电缆本体、终端系统、制冷系统和监控系统构成。其中,终端系统是超导电缆本体、高压电网和制冷系统三者的汇接处,对于超导电缆系统的运行和性能具有重要影响。因此,本文在国内外文献的基础上介绍了超导电缆终端系统设计和应用的研究进展,并对其发展方向进行了展望。     

高温超导电缆及其低温绝缘研究现状

概述了世界上高温超导电缆的研究历史和现状,介绍了高温超导电缆本体的基本结构及绝缘要求,分析了高温超导电缆主绝缘的结构及存在的问题。针对高温超导电缆中使用的液氮和几种低温固体绝缘材料,分别介绍了其在低温环境下介电性能的相关研究进展。总结发现：液氮的击穿场强受到气泡和电极材料的影响;液氮下绝缘材料的直流击穿场强高于交流击穿场强;聚酰亚胺在液氮下的交直流击穿场强高于聚丙烯层压纸;低温会抑制环氧树脂中电树枝的生长。     

10kA高温超导电缆系统绝缘

为确定10kA直流高温超导电缆(10kA超导电缆)本体和测控系统绝缘水平,讨论了其本体结构特点和电场分布特点以及绝缘水平的影响因素;对Pt100型铂电阻温度传感器进行了耐压、耐流试验;构建了由模型电缆和模拟测控回路组成的系统并对其进行耐压试验。结果表明温度传感器在5kV情况下耐压情况良好,但较大电流容易导致其损坏;高压下普通密封转换端子外壳对温度传感器针脚放电并导致传感器损坏,需设计专用密封端子。研究认为10kA超导电缆本体绝缘设计需适当提高绝缘耐压水平,测控系统浮电位设计满足10kA超导电缆工作状态下的测控需要,但测控系统绝缘设计中需防止产生因高压产生的局部放电电流加载于测量回路,10kA超导电缆系统集成后进行的系统耐压测试表明其绝缘系统满足运行要求。     

超导电缆系统的运行与维护

介绍了已投入运行的国内首条低温绝缘高温超导电缆系统的日常运行情况,结合日常运行维护管理经验,简述了超导电缆系统的特点、运行要求和维护管理。     

超导电缆导体绞缆张力自动控制系统的研制

超导磁体系统是ITER装置的重要组成部分,其超导磁体线圈采用管装导体（CICC）绕制而成。介绍了管装导体张力控制系统,分析了绞制过程中放线张力对结构参数控制及其绞制质量的影响,并通过技术改造实现了第1、2级子缆绞缆过程中的股线张力的实时、精准控制。在此基础上成功完成了一根长度为765mPF5型样缆的绞制,试制表明本张力控制系统可有效控制电缆导体绞制过程中张力大小,满足超导电缆的绞制的要求。     

高温超导电缆冷却系统维保研究

目前,高温超导电缆冷却系统在维保工作方面无过多的借鉴经验,一般需长时间运行探索才能总结出更适合每套系统的维保工作方法。本文以百米冷绝缘结构高温超导电缆为例,通过对高温超导电缆系统运行的长时间探索和经验积累,总结了一套在低温常压状态下实施维保工作的方法并实践证明了可行性,顺利完成了维保工作。从效果看改观明显,确保了高温超导电缆系统持续、安全、稳定运行。     

托卡马克超导磁体绝缘用玻璃纤维带

本文主要介绍超导磁体绝缘结构中玻璃纤维带的性能要求,并通过试验研究了玻璃纤维带的厚度及绝缘层的含胶量对复合材料的力学性能及线胀系数的影响。     

高温超导输电电缆的发展现状

高温超导(HTS)电缆具有低损耗、大容量、无污染等优点,是智能电网基础技术之一,已在电力系统中已受到越来越多的关注.笔者介绍了HTS电缆的结构、特点及性能优势,阐述了HTS电缆在国内外的研发概况,指出了HTS电缆的未来重点应用领域.在此基础上,指出了HTS电缆在智能电网中应用尚需解决的技术性、经济性及工程适用性等方面的...