“深圳第一高楼”用上超导电缆！

“深圳第一高楼”平安金融中心，作为深圳市地标建筑之一，矗立在 电力负荷密度极高的CBD——深圳中央商务区 ，从2021年9月28日开始，在这里面“流淌”着的电流载体还和其他地方有点儿不一样： “深圳第一高楼用上超导电缆！”

我国首条   自主研制的新型超导电缆—— 三相同轴超导电缆， 在这里投入使用，这也是 全球首个 应用于超大型城市中心区的超导电缆，标志着我 国已全面掌握新型超导电缆 设计、制造、建设的关键核心技术！

普通电缆， 内部主要是铜铝导体传输，但是铜铝导体有电阻，会在传输电能时发热，导致 大量电能损耗， 制约传输能量的进一步提升。

 

超导电缆， 是用超导体代替常规铜铝导体制成的电缆，它在特定温度下电阻会变成零， 让输电几乎无损耗， 仅是一根直径17.5厘米的超导电缆，即可支撑深圳第一高楼的可靠用电， 电量输送能力是常规电缆的5倍。  

 

三相同轴超导电缆， 把三相电流传输到电力系统中的三个高压线路之间，有助于消除电磁干扰， 除传输容量大、输电损耗低外，与三相分立的电缆相比 ， 超导带材用量减少一半，占地减少2/3， 在低压大电流大容量传输方面优势明显。  

 

 

三相同轴超导电缆分解示意图  

 

超导电缆传输容量远大于常规电缆，一条10千伏三相同轴高温超导交流电缆的电能输送能力比一条常规110千伏电缆还大，但输电损耗仅是常规电缆的1/4到1/5，非常适用于高负荷密度区域供电。本次研制投产的超导电缆，采用三相同轴构型， 为结构型式最紧凑、带材用量最少、研发难度最大的超导电缆。  

 

 

我国首条三相同轴超导电缆  

 

高温超导输电技术被誉为“下一代电力传输战略性技术”，所谓“高温超导 ” ，是指用超导体代替常规铜铝导体来输电，而这种超导体需要在接近 零下200摄氏度 （相比绝对零度高出70摄氏度左右，故称“高温”）的液氮环境下才能充分发挥超导材料的导电特性，具有线损低、传输容量大、走廊占地小、环境友好等优点，该技术发挥超导材料的导电特性，让电力在低压输送过程中的损耗几乎为零。  

 

为解决超导电缆低温制冷装备“卡脖子”问题，项目团队全国首次成功研制 全国产化大冷量GM制冷机 ，并实现了制冷机在线“即插即用”，可让超导电缆在零下200摄氏度的液氮环境下长期维持高可靠运行。  

 

 

全国产化大冷量GM制冷机  

 

项目攻关团队历经4年时间，通过自主创新，在超导电缆系统总体设计制造、国产大冷量GM制冷机研制等多项关键技术取得重大突破，实现关键装备100%国产化，填补了国内技术空白。      

 

 

10千伏三相同轴高温超导交流电缆分解示意图  

 

这条直径仅17.5厘米、长400米的高温超导交流电缆，以数倍于常规电缆的电量输送能力，为福田中心区重要用户提供高可靠性供电，充分发挥了超导电缆 “窄通道、大容量、低损耗、高品质” 的输电优势 ，在满足供电需求的同时，可减少城市电网中高压电缆的使用，简化电网结构，减少110千伏变电站的建设，可节省500平方米土地。  

 

 

超导电缆敷设现场    

 

 

我国首条自主研制的10千伏三相同轴高温超导交流电缆  

 

 

超导电缆持续大负荷测试  

三相同轴超导电缆可广泛应用于城市电网、高铁供电、数据中心、大电流工业生产等情景，具有重要的经济和社会价值，也为我国超导输电技术的推广应用打下了坚实的技术基础。正如中国工程院院士李立浧所说，“南方电网公司的这个超导电缆工程为高负荷密度城市的电网动力源、动力通道打造了一个明亮的前景。”

来源：南方电网 

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