國產公里級超導電纜示范工程投產

近日，申能集團旗下上海電纜研究所有限公司傳來好消息，國產化公里級超導電纜示范工程通過型式試驗，意味著這一上海市政府與國家電網開展科技產業戰略合作的重要工程、上海市戰略性新興產業項目有了突破性進展，公里級超導電纜走出實驗室，進入生產階段。

最具潛力電力工程技術

高溫超導輸電，被譽為21 世紀電力行業的一場革命，是最具潛力的電力工程技術。“與傳統電纜相比，高溫超導輸電載流量大、體積小，一根超導電纜可抵好幾根傳統電纜，電阻卻可忽略不計，意味著電纜占用空間成倍減少、輸電效率卻成倍提升。”項目負責人、上海電纜研究所有限公司副總經理兼副總工程師宗曦華說，高溫超導技術可有效節約能源，用銅或鋁導線輸電，約有7%的電能損耗在輸電線路上，在中國，每年因此造成的電力損失超過1 000 億度；若改為超導輸電，節省的電能相當于新建數十個大型發電廠。

對上海這座特大型城市而言，高溫超導電纜既能在城市電網改造和電力擴容上發揮載流量大、體積小的優勢，在老舊電網改造，尤其是狹窄空間的電力擴容增容上，成為更加優化的解決方案；同時高溫超導輸電基本沒有電磁輻射、系統可靠性高、節能環保，還能降低工程施工難度。根據上海電網布局規劃，在徐家匯地區的兩個220 kV 變電站之間，建設總長1.2 km 的超導電纜示范工程，預期2020 年底建成通電。

上海電纜研究所自2000 年起瞄準超導電纜這一世界前沿技術啟動研究，十余年磨一劍，已自主研發國內首套電壓等級35 kV、運行電流2 000 A 的高溫超導電纜，并在寶鋼示范運行。不過，此前研發的高溫超導電纜長度只有50 m，如今要在徐家匯建設同等級載流量、長度達到1.2 km 的線路，好比將超導輸電從“盆栽”發展為“示范林”。公里級的長度對電纜敷設、低溫系統、絕熱性能等方面提出更高要求，難度更大、不確定因素也更多。

示范工程好比一場中試

上海電纜研究所圍繞高溫超導電纜組建了一支“黨員先鋒號”團隊，攻堅克難。“高溫超導電纜不是‘特殊的電線’，而是一個直徑約18 cm、極其復雜的系統。所謂‘高溫’，其實是近零下200 ℃的液氮環境。”宗曦華說，高溫超導電纜是一個追求完美的領域，在超導電纜復雜的結構中，核心是二三十根僅0.4 mm 厚、極為纖弱的超導帶材，從設計到材料，再到生產工藝，任何一個環節有疏漏都會前功盡棄。雖然新冠肺炎疫情令不少行業按下“暫停鍵”，但上海電纜研究所的團隊沒有一天離開過實驗室，而是圍繞超導電纜工程系統夜以繼日地展開研究和生產，保證工期。

好消息終于傳來，型式試驗順利通過。型式試驗是為了驗證產品能否滿足技術規范全部要求而進行的試驗，通過了型式試驗，就能正式投產。

眼下，示范工程所需的電纜進入生產制造階段，首根通電導體和三根回流管等關鍵部件制造已完成。“在徐家匯地區建設高溫超導電纜示范工程，可全面系統地驗證中國自主高溫超導技術在超大城市中心城區與電網耦合運行的可靠性、穩定性和實用性，推進高溫超導技術在智能電網改造中的產業化應用。”宗曦華說，在高溫超導輸電這場電力新革命中，示范工程好比一場中試，一旦上海走通，不僅意味著中國已自主掌握高溫超導輸電的核心技術，有能力推動超導材料在輸配電領域實現規模化應用，而且將使超導這一新興產業落戶上海并形成集群，助力上海建設具有全球影響力的科創中心。