- 超导电缆及其工程应用
- 宗曦华
- 731字
- 2025-04-09 18:14:27
1.3.2 超导电缆分类
超导电缆的分类方式主要有两种:
1)按电气绝缘方式可分为室温绝缘超导电缆和低温绝缘超导电缆;
2)按传输电流类型可分为交流超导电缆和直流超导电缆。
由于传统塑料绝缘材料无法在低温下维持良好的机械性能和绝缘性能,所以早期研究的部分超导电缆将绝缘设计运行于室温环境,被称为室温绝缘高温超导电缆。由于室温绝缘超导电缆的屏蔽材料采用传统材料,屏蔽电流远小于导体电流,无法抵消导体通过大电流时所产生的较大的环形磁场,也无法屏蔽外部磁场对电缆的影响,容易因外部磁场导致超导体临界电流降低,电缆交流损耗增加,因此室温绝缘高温超导电缆无法充分发挥超导电缆大容量、低损耗的优点。
21世纪以来,主要国家和地区均将高温超导电缆研究的技术路线集中到低温绝缘超导电缆。低温绝缘超导电缆的绝缘运行于液氮环境,同时采用超导材料作为电缆屏蔽。与传统电缆屏蔽不同,由于超导材料的零电阻特性,超导屏蔽会感应出与电缆导体几乎大小相等、方向相反的感应电流。因此低温绝缘超导电缆外围的环形磁场极为微弱,不会对相邻电缆造成影响。同时超导屏蔽也可对外部磁场形成很好的屏蔽作用,因此低温绝缘超导电缆容量与损耗性能均明显优于室温绝缘超导电缆。本书后面所述超导电缆均为低温绝缘高温超导电缆。
对于直流超导电缆和交流超导电缆还可根据电缆结构进一步分类,其中交流超导电缆可进一步分为单芯超导电缆、三芯统包超导电缆和三相同轴超导电缆。直流超导电缆可进一步分为单芯超导电缆和双极同轴超导电缆,其中单芯超导电缆、三芯统包超导电缆与传统电缆的单芯结构和三芯结构相对应;三相同轴超导电缆、双极同轴超导电缆与传统同轴电缆类似,各类型超导电缆结构如图1-7所示。

图1-7 三种不同的高温超导电缆的结构
a)单芯型 b)三相同轴型 c)三芯统包型