Page 10 - 电力与能源2024年第一期

4 杨舒婷，等：超导电缆的研究现状与前景分析

2.1.3 2010—2020 年 中 心 提 供 高 可 靠 性 供 电 ，同 时 实 现 了 关 键 设 备
2010 年 日 本 中 部 大 学 完 成 了 200 m/±20 100% 国产化。2021 年 12 月，国网上海市电力公
kV/2 kA 直流高温超导电缆的研制；2015 年 10 月 司 建 成 一 条 1.2 km/35 kV/2.2 kA/133 MVA 的
通过与 SEI 等企业合作，成功实现了 500 m 超导 三相平行轴冷绝缘超导电缆输电示范工程并顺利
直流电缆在光伏电站与网络数据中心之间输电。 投运，连接两座变电站。该工程是目前世界上距
2012 年，250 m/66 kV/200 MVA 三相交流高温超 离最长、输送容量最大、接头数量最多的超导电缆

导电缆由 SEI 研发完成，并接入实际电网的变电 输电工程，也是唯一采用全排管敷设的千米级超
站中应用。2015 年，日本中部大学与 SEI 成功研 导输电工程。该工程于 2023 年 8 月 18 日首次实
制出 500 m/5 kA/100 MVA 直流超导电缆，电缆 现满负荷运行，各项指标均完好。
由 300 m 和 200 m 的超导电缆连接构成，安装在地 国内外典型超导电缆工程概况如表 1 所示。
下管道。 2.2 超导电缆的主要研究方向

2011 年 ，在 韩 国 利 川 变 电 站 投 运 了 一 条 由 尽管国内外超导电缆的示范应用不断增多，
韩国电力公司、LS 电缆公司和美国超导公司合 但超导电缆的大规模应用还存在很多技术瓶颈，
作研发的 410 m 长距离三相交流高温超导电缆， 主要集中在超导带材的性价比、工程应用难题、对
该系统的装机容量为 22.9 kV/50 MVA；2014 年 电网系统安全可靠性的影响等方面 ［15-18］ ，未来超
10 月 ，韩 国 在 济 州 岛 金 岳 变 电 站 投 运 500 m/ 导电缆的研究方向主要体现在以下 5 个方面。
±80 kV/500 MVA 直流高温超导电缆。 2.2.1 高温超导带材的研制

超导电缆开始用于连接直流架空线路和直 高电流密度超导材料是制作超导电缆的关
流-交流换流站。2011 年韩国 LS 电缆公司和韩 键。目前，已研发并实际应用的超导带材主要分
国 电 力 技 术 研 究 所 合 作 开 发 80 kV 直 流 超 导 电 为铋系和钇系两类。为了提升超导性能，需要深
缆 和 154 kV 交 流 超 导 电 缆 ，分 别 于 2014 年 和 究并改进相关工艺，同时要解决千米级及以上长
2016 年开始运行。2013 年韩国 LS 电缆公司研发 带的生产关键制备技术。更为重要的是，为了适
出 100 m/80 kV/3.125 kA 直流电缆，并安装于济 应这现市场的广泛应用，我们必须提高这些材料

州岛。2016 年，韩国电力公司与 LS 电缆公司联 的性价比。
合研制出 1 km/154 kV/600 MVA 三相交流高温 目前，科学家正在致力于发现与合成具有更
超导电缆，并与 100 m 直流电缆安装于同一变电 高临界温度、更优越电磁性能的超导体。基于这
站内 ［3，11-12］ 。 些新型超导带材的超导电缆的研制，可能成为未
2012 年 9 月 ，中 国 科 学 院 电 工 研 究 所 联 合 来的一个重要研究方向。
河 南 中 孚 公 司 研 制 出 当 时 世 界 上 传 输 电 流 最 2.2.2 超导电缆失超的研究

大（10 kA）的 直 流 高 温 超 导 电 缆 ，电 缆 长 度 为 超导电缆只能运行在临界温度以下，一旦条
360 m，是第一条实现并网的直流高温超导电缆。 件被破坏，超导体将发生超导态到正常态的变化，
2017年 6月，富通公司研制的 100 m/35 kV/1.0 kA 即失超。超导电缆失超后如果处理不当，不仅会
的冷绝缘三相交流高温超导电缆在天津滨海进行 损坏超导电缆本体，还可能会对电网的安全稳定
挂网测试运行。 运行造成严重影响。因此，研究超导电缆失超的

2.1.4 2020 年至今 快速检测方法、高温超导电缆失超保护方案，以及
2021 年 9 月，南方电网深圳供电局成功完成 超导电缆失超后对继电保护装置及电网的影响是
400 m/10 kV/43 MVA 三相同轴高温超导电缆的 一个重要课题。
研制，并顺利并网，以 5 倍于常规电缆的输电能 2.2.3 超导电缆的中间连接和终端连接技术
力，为粤港澳大湾区第一高楼——深圳平安金融 在超导电缆中，中间接头和终端接头等连接