Szupravezető kábelek

Szupravezető kábelek
Alkalmazott kutatás a használata a hatás a szupravezetés híd elért szupravezető anyagok (szupravezetők) alatti hőmérsékleten a kritikus, már folyik évtizedek óta. A korai 60-as évek alapján szupravezető anyagok és a kriogén technikák folyékony hélium hűtőközeg (a folyékony hélium forráspontja közötti hőmérsékleten - 4.2 K atmoszférikus nyomáson) alacsony hőmérsékletű szupravezető technológiát származott (LTSC technológia). Az alapot a fejlett szupravezető anyagok kereskedelmi forgalomban két anyag: ötvözet Nb-Ti (paraméterekkel: kritikus hőmérséklet - 9,6 K nulla mágneses mező, és egy aktuális kritikus mágneses mező - 12 T 4,2 K és nulla áram, a kritikus áramsűrűség - .. 3-109 a / m 2 a 4,2 K-egy mágneses mezőben 5 tesla) és egy intermetallikus vegyület Nb3Sn (paraméterekkel: kritikus hőmérséklet - 18,3 K zérus mágneses erőtér és a jelenlegi, a kritikus mágneses mező - körülbelül 22 tesia 4.2 K és nulla áram, a kritikus áramsűrűség - több mint 109 egy m-2 4,2 K és egy mágnes? th területén 10 tesla). Az ára az első anyag egy néhány dollárt 1 kA? M, a második érték megközelítőleg ugyanakkora volt, 10 dollár per 1 kA / m.

Szupravezető huzal egy összetett szerkezet a különböző anyagok ultra-vékony szálak a szupravezető magának. A gyártás technológiáját az Egyesült Államokban, a Szovjetunióban, Japánban, Németországban és Angliában elsajátították. Az ENIN és a VNIIKP esetében merev és rugalmas AC kábelek legfeljebb 3 GVA-t hoztak létre (lásd a 28. ábrát).


Így a kísérleti termelés alatt álló szupravezető kábelek legfeljebb 500-600 m hosszúak, a következő néhány évben pedig 3 km-re növelhetők. És bár mostanra akár 500 MVA teljesítményt is képesek szállítani, a jövőben tényleg nagyon nagy erőátvitelt biztosítanak (akár 10 GVA-ig és még tovább).


A HTSC kábelek kétféle típusból állnak, amelyek alapvetően különböznek egymástól: hideg dielektromos (CD) és HTSC kábelek meleg dielektrikummal (RTD) rendelkező HTS kábelek.


Hideg dielektrikummal ellátott kábelen (lásd a 29. és 30. ábrát) a kábelelemet egy koaxiális szupravezető réteg veszi körül, amely a mágneses mező védelmére szolgál. A dielektrikum "impregnált" folyékony nitrogénnel a HTSC anyag áramát hordozó véna és a külső árnyékoló réteg között helyezkedik el. Az előnye ennek a design a lehetőséget, hogy kiküszöböljék a AC vesztés okozta expozíció mágneses mező által generált áram a szomszédos fázisokban, és a indukált örvényáramok a fém részeit a szomszédos berendezések.


Szupravezető kábelek

1,2 - folyékony nitrogén; 3 - HTSC vezető; 4 - Dielektromos, 5 - HTSC képernyő; 6 - kriosztát; 7 - Köpeny.


Ábra. 29. HTSC-kábel hideg dielektromos (CD) készítése.


Szupravezető kábelek

Ábra. 30. Három magos hideg dielektromos HTS kábel építése.


A meleg dielektromos kábelekkel (31. ábra) nincs ilyen szupravezető réteg. Ez a kialakítás szupravezető anyag kisebb fogyasztását igényli, a szokásos szigetelőanyagokat használja, így ezeknek a kábeleknek a költsége jóval alacsonyabb. Mivel a meleg dielektrikummal ellátott kábel szerkezetileg hasonló a hagyományos kábellel, sokszor bizonyított technológiák alkalmazhatók gyártása, szerelése és csatlakoztatása során. Azonban egy magas hőmérsékletű szupravezető kábel, amely meleg dielektrikussal rendelkezik, alacsonyabb a HTSC kábelnél, hideg dielektrikussal a technikai tulajdonságokkal szemben.

Szupravezető kábelek

1 - folyékony nitrogén; 2 - HTSC vezető; 3 - kriosztát, 4 - dielektromos; 5 - Képernyő és héj.

Ábra. 31. HTSC-kábel meleg dielektromos (RTD) kivitelezése.


A HTSC kábelek jelentős előnyökkel rendelkeznek a hagyományos kábeleknél: a nagyobb névleges teljesítmény alacsonyabb névleges feszültséggel. kevesebb veszteséggel, kevesebb súlygal és tömörséggel; tűzbiztonság; környezetvédelmi és egyéb. Az elvégzett összehasonlító műszaki és gazdasági számításokat NC „Kurchatov Intézet”, VNIIKP, VEI azt mutatja, hogy még a mai magas ára magas hőmérsékletű szupravezető anyagok, a teljes költség (beleértve a szóló és a működési költségek) hagyományos kábelek és HTS kábelek körül ugyanazok. Ha az elkövetkező években, a fejlesztők és a gyártók a szupravezető anyagok lehet elérni jelentős csökkenést az ára magas hőmérsékletű szupravezető anyagok tesznek ki, mely 90% -a, a kábel, az előnyök a használatát HTS kábelek nyilvánvalóvá válnak.


Mivel az előnyeit HTS kábelek és intenzitása a kutatás és fejlesztés területén a magas hőmérsékletű szupravezető technológiát lehet számítani, hogy lesz szélesebb körben használható hamarosan HTS kábelek mély villanyárammal ellátó nagy metropoliszok és energiaigényes rendszerek helyett a CL felesleget hagyományos előadás szükségességét megnövekedett kapacitást és követelmények szempontjából tűzbiztonsági és a környezet, valamint a teljesítmény a nagy erőművek és leküzdeni a víz x akadályokat.


Ajánlja ezt a cikket másoknak!

Kapcsolódó cikkek