超导电缆是利用超导在其临界温度下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的。其传输容量远远超过充油电缆，亦大于低温电缆，可达10000MVA以上，是正在大力研究发展中的一种新型电缆。由于超导体的临界温度一般在20K以下，故超导电缆一般在4.2K的液氦中运行。

　　超导电缆的结构有刚性和可挠性两种形式，缆芯分单芯和三芯。设计时须充分考虑其组成材料的膨胀系数，以免电缆因热胀冷缩产生过大内应力而受损。

　　超导电缆是解决大容量、低损耗输电的一个重要途径，由于它的潜在优势如此诱人，所以各国科技工作者为此正在进行大量的研制工作。

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　　低温超导电缆的导电层是采用低温超导线材，通常是NbTi/Cu或NbsSn/Cu复合超导线制成。由于NbTi的临界温度是9.5 K，

　　高温超导电缆的导电层主要采用Bi2223带材，它的临界温度约为110 K，因此可以在液氮温区下运行，其低温结构相对低温超导电缆要简单。

　　交流超导输电电缆由于超导体在通电运行时会产生交流损耗以及绝缘层介质损耗等，因此其热损耗要比直流电缆大。

　　1911年，荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98°C时，汞的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡茂林-昂尼斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。

　　这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后，人们开始把处于超导状态的导体称之为超导体。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电压可以毫无阻力地在导线中形成巨大的电流，从而产生超强磁场。

　　1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感兴强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现:锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为迈斯纳效球盟会网页入口应。

　　后来人们还做过这样一个实验:在一个浅平的锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现超导性，这时可以看到，小磁铁竟然离开锡盘表面，慢慢地飘起，悬空不动。

　　为了使超导材料有实用性，人们开始了探索高温超导的历程，从1911年至1986年，超导温度由水银的4.2K提高到23.22K(OK=-273°C)。86年1月发现钡镧铜氧化物超导温度是30度，12月30日，又将这一纪录刷新为40.2K，87年1月升至43K，不久又升至46K和53K，2月15日发现了98K超导体，很快又发现了14°C下存在超导迹象，高温超导体取得了巨大突破，使超导技术走向大规模应用。

　　超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。超导现象中的迈斯纳效应使人们可以到用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通工具将在无摩擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性能。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验，1987年开始，日本国开始试运行，但经常出现失效现象，出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。超导船已于1992年1月27日下水试航，目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制造交通工具在技术上还存在一定的障碍，但它势必会引发交通工具革命的一次浪潮。

　　人们相继发现了一大批共轭性聚合物，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚苯撑乙炔、聚苯硫醚等，经过掺杂后，电导率可达到半导体甚至是金属导体水平。它的出现不仅为低维电子学的产生奠定了基础，而且导电高分子具有特殊的...

　　是一种改善电场分布的措施。一般电缆有两道半导体层：1、在导体表面加一层半导电材料的层，它与被的导体等电位并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电，这一层为内层；2、同样在绝缘表面和护...

　　超导电缆本体包括电缆芯、电绝缘和低温容器，电缆芯是由超导体组成，它装在维持电缆芯所需低温的低温容器管中，低温容器管两端与终端相连。电缆芯的超导带在终端通过电流引线与外部电源或负载相联接。对高温超导电缆，电缆芯是由绕在骨架上的多层高温超导带材组成，超导带层间缠绕绝缘带，以降低电缆因电磁耦合引起的交流损耗。电缆的低温容器管采用具有高真空和超级绝热的双不锈钢波纹管结构，这种结构保证了高温超导电缆的柔性和保持夹层高真空度。对低温绝缘电缆，电绝缘包在导体层外侧，与导体层同处低温环境中。对常温绝缘电缆，电绝缘处在低温容器外侧，在绝缘层外再加电缆保护层。

　　终端是超导电缆与外部电气部件连接的端口，同时也是电缆低温部分与外部室温的过渡段，因此终端要求有很好的热绝缘，以保证超导电缆整体热损耗最小。同时，低温冷却装置还要通过终端冷却超导电缆芯的超导带材，保证超导体能在设计的运行温度下运行。另外，由于超导电缆导体层将通过电流引线与外部高电压母线连接，因此要求终端有相应的电绝缘水平。

　　(1)超导电缆采用在液氮汽化温度（约-196℃）下无电阻传输大电流，导体损耗不足常规电缆的十分之一，加上制冷的能量损耗，其运行总损耗也仅为常规电缆的50%～60%，因此损耗低、节省能源。

　　(2)同样截面超导电缆的电流输送能力是常规电缆的3～5倍，所以使用超导电缆可以节约输电系统的占地面积和空间，节省大量宝贵的土地资源。

　　(4)充油常规电缆存在漏油污染环境的危险，而超导电缆没有造成环境污染的可能性。

　　高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电力设施，具有体积小、重量轻、损耗低和传输容量大的优点，可以实现低损耗、高效率、大容量输电。高温超导电缆将首先应用于短距离传输电力的场合(如发电机到变压器、变电

　　中心到变电站、地下变电站到城市电网端口)及电镀厂、发电厂和变电站等短距离传输大电流的场合，以及大型或超大型城市电力传输的场合。

　　高温超导电缆的传输损耗仅为传输功率的0.5%比常规电缆5%-8%的损耗要低得多。在重量、尺寸相同的情况下，与常规电力电缆相比，高温超导电缆的容量可提高3-5倍、损耗下降60%，可以明显地节约占地面积和空间，节省宝一贵的土地资源。用高温超导电缆改装现有地下电缆系统:不但能将传输容量提高3倍以上，而且能将总费用降低20%。利用高温超导电缆还可以改变传统输电方式，采用低电压大电流传输电能。因此，高温超导电缆可以大大降低电力系统的损耗，提高电力系统的总效率，具有可观的经济效益。

　　高温超导电缆除可以传输特大功率的电能之外，其临界长度可达1英里(1.609公里)，载流量与土壤等敷设条件无关，并具有耐受短路电流大、系统允许过载周期长等优点。由于液氮冷却就可以使高温超导材料进人超导态，其价格已经接近能与普通电缆竞争的程度，因而促使高温超导电缆加快了实用性话进程。

　　根据国外预测，高温超导电力电缆可望于2005年获得商业应用，估计到2020年可形成产业。目前美国、意大利、日本、韩国、法国、丹麦等工业发达国家的大公司都在积极研究开发。

　　电线电缆行业统计资料表明，我国10千伏及以上交联聚乙烯绝缘电力电缆的年需求量约为10万公里，假如其总量的5%被高温超导电缆所取代，贝日高温超导电缆在我国每年的需求总量将会达到5000公里。

　　据预测，到2020年超导应用的全球市场将达到2440亿美元(约为15164亿人民币)，高温超导电缆约占5%的份额。全世界现有总长约13万公里的地下电缆将可能被高温超导电力电缆陆续取代。因此，高温超导电缆的市场前景非常广阔。

　　2015年3月27日，全球首个安装超导电缆的列车运行试验在日本成功进行。该线度的液氮流经的超导状态下进行输电试验。

　　近日,韩国LS电缆的22.9 kV级超导电缆在首尔近郊成功应用于实际线路系统,实现了无事故运行,获韩国电力公司授予的实际线路应用合格认证,并把相关设备及运行工作成功移交韩国电力公司。借此,LS电缆成为了世界唯一一家集开发超导电缆、中间接线盒、终端接线盒以及冷却/控制系统

　　高温超导电缆适用于大容量高负荷密度的输电，一般认为CD绝缘高温超导电缆导体电流可以达到10kA或以上。与常规电缆相比较，CD高温超导电缆在相同传输容量条件下，具有电缆尺寸较小和传输电流大、输电容量大的优势，可以取代常规电缆，如充油电缆、交联聚乙烯(XLPE)绝缘电用于城市地下输电网，解决城域市地下电走廊拥挤无法敷设电缆线路的困难;或者利用现有地下电缆排管设施，用高温超导电缆取代现有常规电缆增加传输容量。这类高温超导电缆额定电压为35～10kV，传输电流至2kA或以上，传输容量至400MWA左右。高温超导电缆另一重要应用场合是采用高温超导电缆将特大传输容量(容量可达1000MAA以上)电力传输进入城市负荷中心。如果采用常规电缆将100MVA以上负荷传输进入城市负荷中心，必须采用额定电压500kV电缆，如500 KV XLPE电缆，并在中心城区或靠近区域建设500kV变电站，但变电站选址十分困难;若采用大长度500 KV XLPE电缆系统，所必需的高可靠性的500 KV XLPE连援接头仅有日本可以提供产品，内无法近期开发。采用特大传输容量的高温超导电缆，额定电压只需11kV，就可传输容量1000MW，CD绝缘的高温超导电缆将是常规500kV电缆最有竟争力的替代方案 。

　　高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电力设施，具有体积小、重量轻、损耗低和传输容量大的优点，可以实现低损耗、高效率、大容量输电。高温超导电缆将首先应用于短距离传输电力的场合（如发电机到变压器、变电中心到变电站、地下变电站到城市电网端口）及电镀厂、发电厂和变电站等短距离传输大电流的场合，以及大型或超大型城市电力传输的场合。

　　高温超导电缆的传输损耗仅为传输功率的0.5%，比常规电缆5-8%的损耗要低得多。在重量、尺寸相同的情况下，与常规电力电缆相比，高温超导电缆的容量可提高3-5倍、损耗下降60%，可以明显地节约占地面积和空间，节省宝贵的土地资源。用高温超导电缆改装现有地下电缆系统，不但能将传输容量提高3倍以上，而且能将总费用降低20%。利用高温超导电缆还可以改变传统输电方式，采用低电压大电流传输电能。因此，高温超导电缆可以大大降低电力系统的损耗，提高电力系统的总效率，具有可观的经济效益。