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超导体:电缆导体领域“神”一般的存在

1970-01-01    浏览次数:    

最新一期的《科学》杂志上,美国一个联合研究团队日前成功地在高压下把液态氘(重氢)挤成了导电体金属氢。理论工作者推断金属氢是一种高温超导体,是高密度、高储能材料。不可否认,高温超导体是20世纪最伟大的发现之一。而超导体的零电阻对于传统以铜、铝为导体的电线电缆更是颠覆性的。随着更多的高温超导体被发现,不排除超导技术会在电缆行业大规模应用。

超导现象是指导电材料在温度接近绝对零度的时候,物体分子热运动下材料的电阻趋近于0的性质。而“超导体”是指能进行超导传输的导电材料。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。

超导材料的零电阻特性最大的用处之一就是用来输电。超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗,从而把电力几乎无损耗地输送给用户。

据统计,用铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线路上,光是在中国,每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。

1911 年,荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯发现超导现象后,引起了世界范围内的震动。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(绝对零度代号为 K = -273℃),很快又发现了14℃下存在超导迹象,高温超导体取得了巨大突破。

随着超导技术的发展,世界电缆巨头也相继开始了超导电缆的研发。韩国LS电缆、日本古河电工、住友电工、法国耐克森等多家世界大型电缆企业在超导电缆方面均有所建树,超导电缆商业化运作也在逐步推进。

2014 年11月19日,韩国LS电缆启动80KV500MW级直流超导电缆输电系统实验项目。此次生产的超导电缆比一般的铜缆粗20%,但输电量却是其10 倍;2015年5月份,全球首个安装超导电缆的列车在日本成功试运行,其应用的超导电缆可在零下196度超导状态下进行电力输送。

近几年电缆企业在媒体上关于超导电缆技术突破的发声不断,世界各地的超导电缆项目也在稳步推进,这些都预示着超导电缆离商业化应用已经不远了。而随着更多超导体被发现,一旦超导电缆全生命周期成本低于普通电缆,不排除超导技术会在电缆行业大规模应用。


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