Новости науки 30.04.01. За ВТСП-кабелями будущее?

Мы уже сообщали , что в пригороде Детройта собираются использовать кабели на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) в работающей энергосистеме города. И это лишь первая ласточка. По некоторым прогнозам, через 15 лет в развитых странах доля ВТСП-кабелей в общем объеме установленных кабелей подземной прокладки может превысить 50 %.

На сегодняшний день в США, Европе и Японии намечается несколько экспериментальных проектов по промышленному использованию ВТСП-кабелей. В разработку технологии ВТСП- кабелей вложены десятки миллионов долларов и представлены прототипы подобных устройств. Например, фирма Pirelli продемонстрировала прототип кабеля длиной 50 м на напряжение 115 кВ и нагрузку 400 МВА, способный пропускать ток 3.3 кА при температуре 74 К.

На сегодня разрабатываются две конструкции ВТСП-кабелей, принципиально отличающиеся друг от друга, - с теплым и с холодным (т.е. находящимся при криогенных температурах) диэлектриком. В конструкции с холодным диэлектриком токонесущий элемент кабеля окружен коаксиальным сверхпроводящим слоем, предназначенным для экранировки магнитного поля. Диэлектрик,"пропитанный" жидким азотом, располагается между токонесущим элементом и внешним экранирующим слоем. Целью такой конструкции является устранение потерь на переменном токе, вызванных воздействием магнитного поля, создаваемого токами в соседних фазах, а также вихревыми токами, наведенными в металлических частях соседнего оборудования.

Кабели с теплым диэлектриком не содержат такого сверхпроводящего экранирующего слоя, поэтому их стоимость существенно ниже. Результатом использования этой конструкции является меньший расход сверхпроводящего материала и использование обычных изоляционных материалов в противоположность новым диэлектрикам, которые многим исследовательским группам приходится разрабатывать "с нуля". Кроме того, поскольку кабель с теплым диэлектриком конструктивно сходен с обычным кабелем, то при его изготовлении, монтаже и соединении можно использовать многократно проверенные и надежные прежние технологии. Меньший диаметр ВТСП-кабеля с теплым диэлектриком позволяет использовать его в существующих линиях электропередач. Во многих случаях проводники соседних фаз могут быть без труда удалены на значительное расстояние друг от друга. За счет этого устраняется необходимость магнитного экранирования. Тем не менее, несмотря на первоначальные технологические и экономические преимущества конструкции с теплым диэлектриком, есть сторонники и у другой конструкции.

перейти к началу страницы