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中国首条公里级高温超导电缆示范工程启动
时间:2019-02-27  来源:中国安全生产网   编辑:筱菏  点击: 186 次  字体:

  最晚10个月后,我国第一根公里级高温超导电缆就将正式挂入上海电网,连接中心城区的两座变电站。这也将是全球范围内首次在超大城市的腹地引入超导电缆,它所承载的电流容量也将会是世界第一。

  超导电缆将如何铺设?它将给城市带来什么价值?未来,超导产业会面临怎样的发展机遇?带着这些问题,记者展开了采访。

  超导电缆将在徐汇区泡个“地下冰水浴”


  即将在上海铺设的这根超导电缆,是超导应用史上的一次重大进步,也将是新材料和电力行业的重大示范工程。根据规划,电缆将连接徐汇区田林地区的两座变电站,主要采取地下埋设的方式,总长约1.2公里。建成挂网后,将用于35千伏线路,电流在2000安培以上,可以取代四根传统电缆。

  所谓超导材料,简单说,就是在一定的温度之下电阻为零的材料。利用这种“超导特性”,超导材料制成的电缆可以在传输强大电流的同时,几乎不损失任何电能。

  上海即将铺设的超导电缆,核心技术源自本地——包括上海电缆研究所,上海超导、上创超导两家带材供应商。示范线所用材料属于属于第二代高温超导体,要在-196℃或者更低的温度区间内,才可以表现出零电阻特性。为此,与铺设一般金属电缆不同,超导电缆在布线的同时,还要辅之以冷却手段。

  与早期超导技术相比,上海的高温超导电缆对温度的要求其实不算苛刻——-196℃,这正是液氮的温度区间,而液氮是一种制备较简单、价格较低廉的冷却介质。在地下铺设超导电缆的同时,上海应该会配套建设制冷系统,从而让超导线材持续地泡“冷水浴”。

  事实上,这并不是上海第一次将超导电缆用于实际。2013年,宝钢曾引入了上海研发的一段约30米的低温超导电缆。正是由于那次试点收获了经验和信心,才使得这次“公里级”高温超导应用水到渠成。

  绿色无辐射,还能释放城市空间

  将超导电缆引入中心城区,这一“吃螃蟹”之举将给城市带来什么价值?

  国家电网上海电力公司总工程师谢伟告诉记者,上海高温超导示范项目是电网发展史的里程碑事件。一根细细的超导电缆,可以取代多根传统的金属电缆。对上海这样的城市来说,受制于土地资源,新建输电线路难度很大。超导示范工程如果能成功,进而推广,就可以缓解超大城市用电负荷密集与输电通道狭小之间的矛盾。

  作为示范工程落地方,徐汇区相关负责人表示,超导电缆实际上不会新占用已经很紧张的地下管网资源,只是使用原先一根金属电缆“退役”后留下的空间。即便如此,超导电缆的横断面积依然小于原电缆,从而为日常检测、应急维修等留足了空间。

  此外,与金属电缆相比,超导电缆非常绿色,基本没有电磁辐射。徐汇区相关负责人表示,如果超导电缆能进一步推广,市中心或许就可以逐步拆除输电铁塔,不仅可以消除“视觉污染”,更可释放大量的公共空间。

  上海瞄准世界级超导产业中心


  在超导电缆研发领域,上海一直居国内领先地位。因此,上海不只是超导技术的应用方,更有机会成为创新策源地和产业中心。作为一项具有战略意义的前沿引领技术,超导不仅可以为用户传输电力,在磁悬浮交通、大科学装置等领域也都拥有广泛的应用前景。超导,完全可以为上海经济发展注入新的动能。

  上海电缆研究所的超导中试基地是我国首个超导中试平台,也是目前国内唯一具备在线连续化生产大长度高温超导电缆的单位,示范工程所用电缆研制生产,就将在该基地内完成。事实上,示范工程的启动,同时意味着在高温超导技术产业化方面,上海已经做好了技术、工程、人才、产业等的各项准备。

  从1970年代开始,上海科研人员就开始介入超导电缆研究,而今终于要迎来产业化最为关键的“临门一脚”。上海电缆研究所党委书记李竹影说,示范工程的启动,将对所有一线科研人员形成重大激励。超导电缆领域代表性人物、中国工程院院士黄崇褀告诉记者,本次示范应用是产业化前的中试,也是实现超导材料在输配电领域规模化应用的必由之路。随着工程的推进,上海将有机会全面、系统验证该技术的可靠性、稳定性和经济性,积累第一手的数据和经验。

  随着示范项目的启动,上海也开始对产业化进行深度布局。据悉,上海将以宝山城市工业园区为主要承载区域,积极推进高温超导产业基地的规划建设。除了电缆,未来还将在超导变压器、超导限流器、超导储能装置等领域探索,完善超导产业链。最终,上海希望能成为具有全球影响力的超导产业集聚中心,打响“上海制造”品牌。

  
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