俄研发新型混合超导输电电缆

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俄研发新型混合超导输电电缆

由俄罗斯微电子纳米技术（Institute of Microelectronics Nanotechnology）、俄罗斯电缆技术研发设计研究院（Russian Research,Design and Technological Institute of Cable Industry）及莫斯科航空研究院（Moscow Aviation Institute）联合研究小组，以意大利Columbus超导体公司制造的二硼化镁超导电缆为基础，成功研制出世界首个液态氢与超导混合输电电缆原型。

俄罗斯沃罗涅什市化学自动化设计局（Chemical Automation Design Bureau）采用直径达26 mm长度为10 m的电缆成功实施试验，该长度可满足首次测试需要。其载流层由经意大利Columbus超导体公司生产的5条二硼化镁（MgB2）构成，位于铜线束中心呈螺旋式排列。中间设有直径为12 mm的液态氢传输腔，利用液态氢将二硼化镁冷却至40K（-233.15℃）使其产生超导性。液态氢通过位于电缆外护套与氢转移低温恒温器内壁之间的腔室实现流通。低温恒温器的电流引线额定电流达3～4 kA，恒温器内外径分别为40 mm和80 mm，壁间实现真空超绝缘。恒温器不采用液氮进行预冷却。

在0.15～0.45 MPa压力条件下液态氢流速为2～7 g/s，试验时温度变化范围是20～26 K。在不同温度和临界电流（critical current）判据为1 μV/cm条件下对电缆电压电流特性（voltage-current characteristic）予以测定。在20 K和26 K温度下，电缆临界电流分别大于2 600 A和2 000 A，表明二硼化镁超导体超导性能良好，适用于大电流输电电缆。研究员表示，液态氢在流速为200～220 g/s的情况下可实现传输功率约25 MW。而采用超导电缆可传输约50 MW功率电流。该指标还有很大提升空间，工业规模应用时采用提高电流、电压和液态氢流量方法可提高电缆输电量。预计该电缆在未来有可能实现10 GW的传输目标。该研究证实采用低成本材料实现超导输电电缆大规模工业应用可行性，对于幅员辽阔且现有输电设施无法满足输电需求的俄罗斯而言具有重要意义。

摘译自互联网