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超導電纜是利用沒有電阻的導體傳輸電力的電纜。
目前該技術已經(jīng)實用化，但在商業(yè)化和廣泛采用之前還有一些挑戰(zhàn)需要克服，例如建立冷卻系統(tǒng)技術和電纜連接技術。
超導電纜理論上沒有電阻，因此不會發(fā)生傳輸損耗。這使得建設長距離輸電系統(tǒng)成為可能。但實際上，當交流電以大電流傳輸時，也會產(chǎn)生電纜損耗，盡管其損耗程度不如電流電纜那么多。
超導電纜的應用
超導電纜是利用超導技術制成的，用于傳輸電力。
理論上，即使通過超導電纜傳輸大量電力，電纜也沒有電阻，因此不會產(chǎn)生熱量，也不會發(fā)生電壓下降。這使得無論傳輸距離多遠都可以傳輸大量電力。但實際上存在少量的損失，稱為交流損失。
使用超導電纜傳輸交流電時，雖然會有少量損失，但與傳統(tǒng)的銅電纜相比，可以減少約 95% 的傳輸損失。
超導電纜原理
理論上，超導電纜的電阻為零，允許電力傳輸電纜的截面積非常小。這使得所有龐大的輸電基礎設施，包括巨大的輸電設施、輸電塔和輸電電纜，都可以小型化，從而帶來巨大的好處。
由于長距離傳輸過程中沒有電壓下降，因此可以以低壓而不是如今所需的高電壓傳輸大量電力。目前，電力輸送采用交流電，但使用超導電纜可以輸送直流電。
采用超導電纜的直流輸電尚處于試驗階段，但不僅在日本，而且在世界各地，技術開發(fā)都在不斷進步。
超導電纜的類型
釔基超導電纜由一種在暴露于液氮時會變成超導的材料制成。由于其臨界電流高、磁場特性好，有望用作電力電纜、變壓器等超導電氣設備的導線。作為一種高效的電力傳輸技術，與傳統(tǒng)電纜相比，可以將傳輸損耗減少至約四分之一。除了高容量超導電纜外，我們還提供緊湊、輕便的電纜。
如何選擇超導電纜
超導電纜可以以很小的損耗傳輸大量的電力，但超導電纜也存在一些必須解決的問題。
當使用超導電纜傳輸交流電時，會發(fā)生電纜損耗。該電纜損耗也會根據(jù)傳輸?shù)碾娏慷兓虼嗽趥鬏敶罅侩娏r必須采取措施。另外，目前超導的臨界溫度已上升到-196℃，但確立利用液氮等的冷卻系統(tǒng)的技術十分重要。
太陽能等自然能源發(fā)出的電能大部分都是直流電，而將發(fā)出的電能轉(zhuǎn)換成交流電輸送出去，送到普通家庭后再轉(zhuǎn)換回直流電使用。采用超導電纜進行直流輸電，可使輸電損耗降低至交流輸電的一半左右。
超導電纜的結構
采用高溫超導導線的超導電纜，在電纜中心的線圈架上，纏繞多層超導導線，形成螺旋狀，形成超導導體層。前者是一根銅線，提供電纜的機械強度，并充當旁路，在電網(wǎng)故障時承載產(chǎn)生的電流。
通過在超導導體層外部包裹電絕緣材料來形成電絕緣層。超導導線呈螺旋狀纏繞在其上方的超導屏蔽層上。
超導屏蔽層中流過反向感應電流，從而可以屏蔽流過超導導體層的電流引起的磁場，而不會讓磁場泄漏到外面。外面有一層由銅線制成的保護層，構成一相的電纜芯，裝在絕緣管內(nèi)。保溫管采用波紋不銹鋼管制成的雙管結構，保持真空狀態(tài)，阻止外界熱量進入。
