1.3 超導電纜

1.3.1 超導電纜發展概述

超導電纜是采用超導材料作為電纜導體的電力電纜。超導材料是指具有在特定的低溫條件下電阻等于零的材料。現有超導材料在自然條件下不具備超導能力，只有當溫度低于某個臨界值（臨界溫度）時，電阻才會消失。由于超導材料的零電阻特性，自超導材料被發現以來，人們就對其應用于電力電纜保持著極高的興趣。早期超導電纜結構如圖1-6所示，早期的超導電纜（低溫超導電纜）由于所用超導材料臨界溫度極低，需要使用液氦為其提供溫度環境，因此結構較為復雜，制冷難度較大，制冷成本較高，難以實現產業化推廣應用。

圖1-6 低溫超導電纜

1987年，臨界溫度為90K的釔鋇銅氧（YBCO）、臨界溫度為110K的鉍鍶鈣銅氧（BSCCO）和臨界溫度為125K的鉈鋇鈣銅氧（TBCCO）等高溫超導材料的發現，大幅度降低了超導電纜的低溫要求。這意味著采用高溫超導材料制作的高溫超導電纜只需要液氮即可實現超導特性，使得制冷相關技術難度和成本均大幅度降低，掀起了高溫超導電纜的研究熱潮。尤其是近20年來，隨著超導材料技術的進步，中國、美國、日本、歐洲、韓國等國家和地區對高溫超導電纜的應用研究長期保持較高的研究投入。先后建立了一大批試驗線路和示范運行線路，超導電纜各項優點逐步得到驗證，電纜制造技術、工程技術、制冷技術、監控技術等均取得了長足發展，應用前景越趨光明。