國際首次！一根超導(dǎo)電纜點亮大灣區(qū)第一高樓，揭秘零下196℃的地下世界
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2022.03.01
零下196℃的世界，會有多冷?全球最冷的地方是南梅洲，那里終年被厚降冰雪的覆蓋，歷史最低溫度是零下94.5℃。所以，零下196七，足以冷到世界一片空白，冷到讓人想到字宙停止轉(zhuǎn)動，但在超導(dǎo)人的眼里，這個強度簡直是高強，讓人興奮的高溫!
超導(dǎo)人是什么人?超導(dǎo)電統(tǒng)研發(fā)者。
超導(dǎo)體，是一種在特定溫度下電陽轉(zhuǎn)變?yōu)榱愕奶厥獠牧?。長期以來，這個“特定溫度”就是接近絕對零度(零下273℃)，難以真正應(yīng)用；直到上世紀80年代，“臨界溫度”高于零下196℃附近液氮溫區(qū)的“高溫”超導(dǎo)材料被發(fā)觀。
從零下273℃到零下196℃，足足升高了70多度，雖然還是得冷，但它足以讓超導(dǎo)人感到興奮，因為可以冷卻它的液氮很便宜，這意味著它可以大規(guī)視應(yīng)用了。
那么，在哪里可以看到傳說中的超導(dǎo)體?其實它并不遠，就在你我的身邊。
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你絕對想不到，在霓虹閃爍、熱火朝天的深圳福田CBD，地下還有一個零下196℃的隱秘世界。這個寒冷至極的隱秘世界，只有400米長，碗口那么粗(直徑17.5厘米)。相比于恢弘的深圳 CBD而言，不過是一根頭發(fā)絲的大小，但是它能量巨大，因為592.5米高的深圳第一高樓都被它罩得住!
它就像一條深埋于深圳CBD地下的“巨龍”，每日為城市發(fā)光發(fā)熱。
這個隱秘世界的巨龍被稱之為：三相同軸高溫超導(dǎo)電統(tǒng)。2021年9月28日，中國首條三相同軸超導(dǎo)電纜在深圳投產(chǎn)，正式為福田中心區(qū)的地標建筑平安金融中心供電。
這也是國際上首次在超高負荷CBD區(qū)域使用的超導(dǎo)電線。
肉眼看上去，這根“高能發(fā)絲”也沒有三頭六胃，但它的有量有如孫悟空的金箍棒，輸電容量高達43兆伏安，是常規(guī)電續(xù)輸電能力的5倍，相當(dāng)于可同時滿足4列時速350公里的8編組高鐵的用電需求。
令人驚喜的是，這根“高能發(fā)絲”不僅力氣大，身材還很火辣，因為它瘦啊。
傳統(tǒng)的送電方式，一般采用三條分立并行的電纜來輸送，而本次投運的超導(dǎo)電纜，只需一條電纜，電線直徑僅有17.5厘米，它節(jié)省了一半的超導(dǎo)材料以及2/3以上的電纜鋪設(shè)空間。
“瘦”的好處是什么？應(yīng)用超導(dǎo)電纜，將大幅節(jié)省電纜的使用和城市地下管網(wǎng)廊道空間。
那么，它是怎么瘦身的?
這種超導(dǎo)電纜的內(nèi)部，像套娃般一層一層包裹十幾層功能材料，從內(nèi)到外依次有軸心液氮通道、三相的超導(dǎo)體及其絕緣層、銅屏蔽層、第二液氮通道、低溫絕熱管道和保護層等，因為三相導(dǎo)體在幾何上是同軸的，它被稱之為三相同軸技術(shù)。
這種技術(shù)是國際超導(dǎo)電線制造的“皇冠”，此次已實現(xiàn)全部配件國產(chǎn)化，不用擔(dān)心被外國人“卡脖子”。
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鋼鋁導(dǎo)體、超導(dǎo)體、高溫超導(dǎo)體
有什么區(qū)別?
銅鋁導(dǎo)體--
過去城市電力主要依賴電纜內(nèi)部的銅鋁導(dǎo)體傳輸，但是鋼鋁導(dǎo)體有電阻，會在傳輸電能時發(fā)熱，導(dǎo)致大量電能損耗，制約傳輸量的進一步提升。
超導(dǎo)體--
超導(dǎo)電纜利用超導(dǎo)材料的超導(dǎo)特性，使電力傳輸介質(zhì)接近于零電阻，電能傳輸損耗接近于零，從而實現(xiàn)同電壓等級的大容量輸電。
高溫超導(dǎo)體--
1911年，荷蘭科學(xué)家?？?，卡末林，昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體，其臨界轉(zhuǎn)變溫度接近絕對零度(-273攝氏度)，后來科學(xué)家相繼發(fā)現(xiàn)了多種臨界溫度突破液氮溫區(qū)(77K，-196攝氏度)的超導(dǎo)體，學(xué)術(shù)界把這類稱為高溫超導(dǎo)體，因為相比絕對零度高出70℃左右，故稱“高溫”。
高強超導(dǎo)輸電技術(shù)的應(yīng)用廣為廣泛，被譽為下一代電力傳輸戰(zhàn)略性技術(shù)。
更讓人稱奇的是，它還有一個眾所周知的獨特癖好，它最喜歡的溫度是:零下196℃。
零下196℃，正好是液態(tài)氮的沸點，超導(dǎo)電纜正是在液態(tài)氮的環(huán)境中才能冷卻到這個溫度，然后電阻變成零。
電阻變成零有什么用？電能傳輸損耗接近于零，線路能量損失降低80%，可以實現(xiàn)低電壓等級(10千伏級)的大容量輸電。
低電壓、大容量輸電的好處是：減少變電站建設(shè)，為城市節(jié)省寶貴的土地，省電又省地。
傳統(tǒng)電纜一般使用銅鋁材料，如果要輸送大容量電能，就需要先提高電壓進行輸送，到達用戶之前再逐級降壓，這就需要在用戶附五設(shè)置變電站了。
而在城市中心設(shè)置變電站，要么找不到位置，要么會被居民抵制?？傊@個家伙不太受歡迎。
但超導(dǎo)電纜一舉解決了這個問題，它在輸送大容量電能時，靠低電壓就可以，相當(dāng)于點對點送貨，不需要變電站這個中同商。
平安金中心所在的福田CBD，是中國摩天大樓最集中的區(qū)域之一，絕對是狼吞虎咽的“電老虎”。而平安金融中心又是這個區(qū)域的“帶頭大哥”，它不僅是深圳第一高樓，同時還是粵港澳大灣區(qū)第一高樓。
如此一個用電大戶，如果靠傳統(tǒng)電纜輸電，不僅會有大量的能耗損失，而且還要建拿出寶貴的土地來建變電站。
但這一次使用超導(dǎo)電纜，不僅節(jié)省了大量能耗(線路能量提失降低80%)，還節(jié)省了500平米的變電站建設(shè)用地，也減少了和“鄰避設(shè)施”有關(guān)的矛盾。
500平方米，對寸土寸金的深圳CBD來說，不是個小數(shù)字。
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如果輸電都改用超導(dǎo)或特高壓，能節(jié)省多少能源?能帶來多大效益?
如果能實現(xiàn)高效西電東輸，還能有效解決東部的空氣污染問題。西部地廣人稀，在戈壁大道里建發(fā)電廠，污染氣體很客易吹走。
南方電網(wǎng)深圳供電局組建了國內(nèi)最牛的研究團隊：北交大、中國能建廣東院、中天超導(dǎo)、成都新連通、鵬力超低溫、華中科大。團隊的每一個成員，都是國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域里的大牛，9月 28 日，經(jīng)過這個團隊四年的攻關(guān)，國內(nèi)首條 10 千伏 400 米級三相同軸高溫交流超導(dǎo)電纜在深圳投產(chǎn)。
超導(dǎo)電纜前面的定語比較多，不用細究，總之你知道這項技術(shù)很牛放行了，這條新型超導(dǎo)電纜直徑僅 17.5 厘米，長 400 米，輸電容量高達 43 兆伏安，相當(dāng)于可同時滿足4 列時速 350 公里高鐵的用電需求，輸電能力 5 倍于常規(guī)電纜。
本次研制投產(chǎn)的三相同軸構(gòu)型超導(dǎo)電纜，為結(jié)構(gòu)型式最緊湊、帶材用量最少，研發(fā)難度最大的超導(dǎo)電纜，項目攻關(guān)團隊在超導(dǎo)電纜系統(tǒng)總體設(shè)計制造、國產(chǎn)大冷量 CM 制冷機研制等多項關(guān)健技術(shù)取得重大突破，實現(xiàn)關(guān)鍵裝備100%國產(chǎn)化，填補了國內(nèi)技術(shù)空白。
這是全球首個應(yīng)用于超大型城市中心區(qū)的超導(dǎo)電纜，關(guān)鍵裝備 100% 國產(chǎn)化，標志著中國已全面掌握超導(dǎo)電纜的設(shè)計、制造和建設(shè)的關(guān)鍵核心技術(shù)。
近年來，全球范圍內(nèi)特大型城市中心區(qū)供電都面臨很大挑戰(zhàn)。深圳是國內(nèi)電力負荷密度最大的城市，中央商務(wù)區(qū)的負荷密度更是“ 高峰上的高峰”。這個項目“ 一攬子 ” 解決了高供電可靠性、高負荷密度、高電能質(zhì)量、土地資源受限的現(xiàn)實難題，也為全球解決超大型城市類似問題提供了新方案。
來源：賢集網(wǎng)
超導(dǎo)人是什么人?超導(dǎo)電統(tǒng)研發(fā)者。
超導(dǎo)體，是一種在特定溫度下電陽轉(zhuǎn)變?yōu)榱愕奶厥獠牧?。長期以來，這個“特定溫度”就是接近絕對零度(零下273℃)，難以真正應(yīng)用；直到上世紀80年代，“臨界溫度”高于零下196℃附近液氮溫區(qū)的“高溫”超導(dǎo)材料被發(fā)觀。
從零下273℃到零下196℃，足足升高了70多度，雖然還是得冷，但它足以讓超導(dǎo)人感到興奮，因為可以冷卻它的液氮很便宜，這意味著它可以大規(guī)視應(yīng)用了。
那么，在哪里可以看到傳說中的超導(dǎo)體?其實它并不遠，就在你我的身邊。
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你絕對想不到，在霓虹閃爍、熱火朝天的深圳福田CBD，地下還有一個零下196℃的隱秘世界。這個寒冷至極的隱秘世界，只有400米長，碗口那么粗(直徑17.5厘米)。相比于恢弘的深圳 CBD而言，不過是一根頭發(fā)絲的大小，但是它能量巨大，因為592.5米高的深圳第一高樓都被它罩得住!
它就像一條深埋于深圳CBD地下的“巨龍”，每日為城市發(fā)光發(fā)熱。
這個隱秘世界的巨龍被稱之為：三相同軸高溫超導(dǎo)電統(tǒng)。2021年9月28日，中國首條三相同軸超導(dǎo)電纜在深圳投產(chǎn)，正式為福田中心區(qū)的地標建筑平安金融中心供電。
這也是國際上首次在超高負荷CBD區(qū)域使用的超導(dǎo)電線。
肉眼看上去，這根“高能發(fā)絲”也沒有三頭六胃，但它的有量有如孫悟空的金箍棒，輸電容量高達43兆伏安，是常規(guī)電續(xù)輸電能力的5倍，相當(dāng)于可同時滿足4列時速350公里的8編組高鐵的用電需求。
令人驚喜的是，這根“高能發(fā)絲”不僅力氣大，身材還很火辣，因為它瘦啊。
傳統(tǒng)的送電方式，一般采用三條分立并行的電纜來輸送，而本次投運的超導(dǎo)電纜，只需一條電纜，電線直徑僅有17.5厘米，它節(jié)省了一半的超導(dǎo)材料以及2/3以上的電纜鋪設(shè)空間。
“瘦”的好處是什么？應(yīng)用超導(dǎo)電纜，將大幅節(jié)省電纜的使用和城市地下管網(wǎng)廊道空間。
那么，它是怎么瘦身的?
這種超導(dǎo)電纜的內(nèi)部，像套娃般一層一層包裹十幾層功能材料，從內(nèi)到外依次有軸心液氮通道、三相的超導(dǎo)體及其絕緣層、銅屏蔽層、第二液氮通道、低溫絕熱管道和保護層等，因為三相導(dǎo)體在幾何上是同軸的，它被稱之為三相同軸技術(shù)。
這種技術(shù)是國際超導(dǎo)電線制造的“皇冠”，此次已實現(xiàn)全部配件國產(chǎn)化，不用擔(dān)心被外國人“卡脖子”。
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鋼鋁導(dǎo)體、超導(dǎo)體、高溫超導(dǎo)體
有什么區(qū)別?
銅鋁導(dǎo)體--
過去城市電力主要依賴電纜內(nèi)部的銅鋁導(dǎo)體傳輸，但是鋼鋁導(dǎo)體有電阻，會在傳輸電能時發(fā)熱，導(dǎo)致大量電能損耗，制約傳輸量的進一步提升。
超導(dǎo)體--
超導(dǎo)電纜利用超導(dǎo)材料的超導(dǎo)特性，使電力傳輸介質(zhì)接近于零電阻，電能傳輸損耗接近于零，從而實現(xiàn)同電壓等級的大容量輸電。
高溫超導(dǎo)體--
1911年，荷蘭科學(xué)家?？?，卡末林，昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體，其臨界轉(zhuǎn)變溫度接近絕對零度(-273攝氏度)，后來科學(xué)家相繼發(fā)現(xiàn)了多種臨界溫度突破液氮溫區(qū)(77K，-196攝氏度)的超導(dǎo)體，學(xué)術(shù)界把這類稱為高溫超導(dǎo)體，因為相比絕對零度高出70℃左右，故稱“高溫”。
高強超導(dǎo)輸電技術(shù)的應(yīng)用廣為廣泛，被譽為下一代電力傳輸戰(zhàn)略性技術(shù)。
更讓人稱奇的是，它還有一個眾所周知的獨特癖好，它最喜歡的溫度是:零下196℃。
零下196℃，正好是液態(tài)氮的沸點，超導(dǎo)電纜正是在液態(tài)氮的環(huán)境中才能冷卻到這個溫度，然后電阻變成零。
電阻變成零有什么用？電能傳輸損耗接近于零，線路能量損失降低80%，可以實現(xiàn)低電壓等級(10千伏級)的大容量輸電。
低電壓、大容量輸電的好處是：減少變電站建設(shè)，為城市節(jié)省寶貴的土地，省電又省地。
傳統(tǒng)電纜一般使用銅鋁材料，如果要輸送大容量電能，就需要先提高電壓進行輸送，到達用戶之前再逐級降壓，這就需要在用戶附五設(shè)置變電站了。
而在城市中心設(shè)置變電站，要么找不到位置，要么會被居民抵制?？傊@個家伙不太受歡迎。
但超導(dǎo)電纜一舉解決了這個問題，它在輸送大容量電能時，靠低電壓就可以，相當(dāng)于點對點送貨，不需要變電站這個中同商。
平安金中心所在的福田CBD，是中國摩天大樓最集中的區(qū)域之一，絕對是狼吞虎咽的“電老虎”。而平安金融中心又是這個區(qū)域的“帶頭大哥”，它不僅是深圳第一高樓，同時還是粵港澳大灣區(qū)第一高樓。
如此一個用電大戶，如果靠傳統(tǒng)電纜輸電，不僅會有大量的能耗損失，而且還要建拿出寶貴的土地來建變電站。
但這一次使用超導(dǎo)電纜，不僅節(jié)省了大量能耗(線路能量提失降低80%)，還節(jié)省了500平米的變電站建設(shè)用地，也減少了和“鄰避設(shè)施”有關(guān)的矛盾。
500平方米，對寸土寸金的深圳CBD來說，不是個小數(shù)字。
4
如果輸電都改用超導(dǎo)或特高壓，能節(jié)省多少能源?能帶來多大效益?
如果能實現(xiàn)高效西電東輸，還能有效解決東部的空氣污染問題。西部地廣人稀，在戈壁大道里建發(fā)電廠，污染氣體很客易吹走。
南方電網(wǎng)深圳供電局組建了國內(nèi)最牛的研究團隊：北交大、中國能建廣東院、中天超導(dǎo)、成都新連通、鵬力超低溫、華中科大。團隊的每一個成員，都是國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域里的大牛，9月 28 日，經(jīng)過這個團隊四年的攻關(guān)，國內(nèi)首條 10 千伏 400 米級三相同軸高溫交流超導(dǎo)電纜在深圳投產(chǎn)。
超導(dǎo)電纜前面的定語比較多，不用細究，總之你知道這項技術(shù)很牛放行了，這條新型超導(dǎo)電纜直徑僅 17.5 厘米，長 400 米，輸電容量高達 43 兆伏安，相當(dāng)于可同時滿足4 列時速 350 公里高鐵的用電需求，輸電能力 5 倍于常規(guī)電纜。
本次研制投產(chǎn)的三相同軸構(gòu)型超導(dǎo)電纜，為結(jié)構(gòu)型式最緊湊、帶材用量最少，研發(fā)難度最大的超導(dǎo)電纜，項目攻關(guān)團隊在超導(dǎo)電纜系統(tǒng)總體設(shè)計制造、國產(chǎn)大冷量 CM 制冷機研制等多項關(guān)健技術(shù)取得重大突破，實現(xiàn)關(guān)鍵裝備100%國產(chǎn)化，填補了國內(nèi)技術(shù)空白。
這是全球首個應(yīng)用于超大型城市中心區(qū)的超導(dǎo)電纜，關(guān)鍵裝備 100% 國產(chǎn)化，標志著中國已全面掌握超導(dǎo)電纜的設(shè)計、制造和建設(shè)的關(guān)鍵核心技術(shù)。
近年來，全球范圍內(nèi)特大型城市中心區(qū)供電都面臨很大挑戰(zhàn)。深圳是國內(nèi)電力負荷密度最大的城市，中央商務(wù)區(qū)的負荷密度更是“ 高峰上的高峰”。這個項目“ 一攬子 ” 解決了高供電可靠性、高負荷密度、高電能質(zhì)量、土地資源受限的現(xiàn)實難題，也為全球解決超大型城市類似問題提供了新方案。
來源：賢集網(wǎng)
