俄研發新型混合超導輸電電纜

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俄研發新型混合超導輸電電纜

由俄羅斯微電子納米技術（Institute of Microelectronics Nanotechnology）、俄羅斯電纜技術研發設計研究院（Russian Research,Design and Technological Institute of Cable Industry）及莫斯科航空研究院（Moscow Aviation Institute）聯合研究小組，以意大利Columbus超導體公司制造的二硼化鎂超導電纜為基礎，成功研制出世界首個液態氫與超導混合輸電電纜原型。

俄羅斯沃羅涅什市化學自動化設計局（Chemical Automation Design Bureau）采用直徑達26 mm長度為10 m的電纜成功實施試驗，該長度可滿足首次測試需要。其載流層由經意大利Columbus超導體公司生產的5條二硼化鎂（MgB2）構成，位于銅線束中心呈螺旋式排列。中間設有直徑為12 mm的液態氫傳輸腔，利用液態氫將二硼化鎂冷卻至40K（-233.15℃）使其產生超導性。液態氫通過位于電纜外護套與氫轉移低溫恒溫器內壁之間的腔室實現流通。低溫恒溫器的電流引線額定電流達3～4 kA，恒溫器內外徑分別為40 mm和80 mm，壁間實現真空超絕緣。恒溫器不采用液氮進行預冷卻。

在0.15～0.45 MPa壓力條件下液態氫流速為2～7 g/s，試驗時溫度變化范圍是20～26 K。在不同溫度和臨界電流（critical current）判據為1 μV/cm條件下對電纜電壓電流特性（voltage-current characteristic）予以測定。在20 K和26 K溫度下，電纜臨界電流分別大于2 600 A和2 000 A，表明二硼化鎂超導體超導性能良好，適用于大電流輸電電纜。研究員表示，液態氫在流速為200～220 g/s的情況下可實現傳輸功率約25 MW。而采用超導電纜可傳輸約50 MW功率電流。該指標還有很大提升空間，工業規模應用時采用提高電流、電壓和液態氫流量方法可提高電纜輸電量。預計該電纜在未來有可能實現10 GW的傳輸目標。該研究證實采用低成本材料實現超導輸電電纜大規模工業應用可行性，對于幅員遼闊且現有輸電設施無法滿足輸電需求的俄羅斯而言具有重要意義。

摘譯自互聯網