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核心技术获突破,世界首条35千伏公里级超导电缆,已经落户中国了

2022-01-13 20:26 作者:水镜晓先生  | 我要投稿


图为中国超导电缆

利用强大的综合国力,中国近年来建设了很多让西方国家都感叹的高端工程,前不久中国又一核心技术获得突破,世界首条35千伏的公里级超导电缆,已经正式落户中国了,据称这条超导电缆完全由中国设计制造,电阻为0,几乎可以承受无限大的电流,而它也是全球第1条投入了商业运营的超导电缆,让很多国家羡慕不已。超导电缆:利用超导体制成的一类电缆。超导电缆具有大容量、低损耗、节约能源和环保等优势,在电力工业已应用广泛。

图为中国超导电缆

超导电缆指的就是使用了超导材料建造的电缆,因为在超导状态下工作,这条电缆可以承受的电流远远高于同等级的普通电缆,并且电流在电缆中流动时的损耗几乎为0,早在超导现象被人类发现之初,西方国家就希望利用它建设电缆,但因为存在较大技术难题,包括美国在内的西方国家的努力全部失败了,直到今天西方世界也没能建成投入了商业化运行的超导电缆,也正是因此,中国这次建成的超导电缆才会引发了如此广泛的关注。

图为中国超导电缆

此前让西方科学家非常头疼的一个问题是,超导材料想实现超导有严苛的环境要求,绝大多数的超导材料必须在温度降低到接近绝对0度时才能顺利实现超导,这需要使用昂贵的液氦冷却剂或超大功率冷却机组,而这两种冷却系统的价格都相当高,导致了西方研发的超导电缆建设成本居高不下,没有实用化的可能,那么中国是如何解决这一问题的呢?原来中国的超导电缆使用了一项独门绝技,那就是中国科学家自主研发的高温超导材料。

所谓的高温超导材料是和普通超导材料相对,这种材料在较高的温度下就能转变为超导状态,虽然这个所谓的“较高温度”实际上也低到了零下100多摄氏度,但在实际使用中,这意味着高温超导材料只需要用廉价的液氮冷却剂或中小功率冷却机组就能保持运行,建设成本相比传统超导电缆大幅降低,到了商业化可以承受的地步,中国这次建造的超导电缆就是用高温超导材料建成的,成本仅相当于西方超导电缆的10%。

图为中国超导电缆

据称在性能方面,中国的这条35千伏超导电缆的传输能力,相当于一条220千伏的传统输电电缆或6条同等级别传统电缆,额定电流高达2200安培,额定容量133兆伏安,性能非常强大,而在成本方面,虽然这条超导电缆使用了昂贵的高温超导材料,但得益于超导带来的优良输电能力,它的建设成本反而还比同等级别传输能力的,使用大量铜线的传统电缆要低,在商业输电线路中相比传统电缆拥有更大的成本优势。

那么这种超导电缆什么时候可以得到大规模使用呢?其实以如今的标准来看,它的成本还是太高,难以应用于远距离输电线路上,中国科学家认为超导电缆最为广泛的用途是用于城市和城区之间的短距离输电,和传统电缆相比,超导电缆可以降低70%的占用空间,非常适合安装于城市的地下电缆井中,并且城市内的基础设施完善,普通电缆可以很方便地替换为超导电缆,或许不久后中国大多数城市就能用上这种先进技术。

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