Page 9 - 电力与能源2024年第一期

杨舒婷，等：超导电缆的研究现状与前景分析 3

对于缓解大型和超大型城市地下通道的空间压力 2.1.2 2000—2010 年
具有重要意义。 2001 年 5 月，丹麦研制出世界上第二组并网
（4）低碳环保。高温超导电缆采用液氮等作 运行的 30 m/30 kV/2 kA 三相热绝缘高温超导电
为冷却介质，避免了漏油污染环境的问题和火灾 缆 ，并 在 哥 本 哈 根 能 源 公 司 AMK 变 电 站 挂 网

隐患。同时超导电缆更有利于新能源的接入，其 运行。
大容量可以有效应对新能源的大幅波动，加快电 2004 年 4 月 19 日，我国第一组、世界第三组
并网运行的高温超导电缆在昆明普吉变电站投
力绿色低碳转型步伐。此外，冷绝缘高温超导电
入运行，其长度 33.5 m，额定电压 35 kV，额定电
缆自身具有屏蔽层结构，消除了电磁污染，相比常
流 2 kA，导体采用液氮循环冷却。2004 年，中国
规电缆和架空线具有更小的阻抗。
科学院电工研究所与甘肃长通电缆公司合作成功
（5）优化电网结构。在同样的输电电压下，使
研制长度为 75 m、额定电流为 1.5 kA、电压等级为
用超导电缆构建的线路大约可以降低 1~2 个输
10.5 kV 的三相交流高温超导电缆，并在甘肃长通
送电压等级。在低电压下，系统的绝缘等级更低，
电缆公司为车间供电。
提高了电网的安全性、可靠性和经济性。此外，超
2004 年，日本古河电气公司（FEC）研发出当
导电缆可简化输送电网的结构。
时世界上最长（500 m）的 77 kV/1 kA 单相冷绝缘
2 超导电缆的发展历程与研究方向 高温超导电缆系统。2007 年，TEPCO 和 SEI 合
作开发出 240 m/66 kV/200 MVA 的高温超导电
2.1 国内外超导电缆发展与实践
缆，该电缆系统于 2012 年 10 月投运在日本横滨电
美国、日本、韩国、中国等国和欧洲一些国家
网中。
从 20 世纪末开始超导电缆的研究，已有很多超导
2005 年韩国开发出长距离、大容量超导三相
电缆工程应用的成功实践，超导电缆的研制、测
电缆系统，该系统长为 100 m，容量高达 22.9 kV/
试、安装、投运等各环节都有较成熟的实践经验。
50 MVA，在电力测试场地安装运行。
目前，各国都在不断探索更长距离、更大容量、更
2003 年 ，美 国 Ultera、SuperPower 和 AMSC
高电压等级的超导电缆的研制和工程应用。
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负责开发并成功研制 200 m/13.5 kV/3 kA，50 m/
2.1.1 2000 年以前
34.5 kV/0.8 kA 和 660 m/138 kV/2.4 kA 三相交
日本自 1987 年率先进行高温超导电缆的研究
流 高 温 超 导 电 缆 ；2006 年 7 月 ，200 m/13.5 kV/
和开发，由东京电力公司（TEPCO）和日本住友公
3 kA 的超导电缆接入实际电网的变电站进行试
司（SEI）主导，于 1993 年成功研制出 7 m/1 kA 的
验；2006 年 7 月，通过中间连接体将两根长度分别
三相交流高温超导电缆，随后于 1999 年研制出单
为 320 m 和 30 m 的电缆连接起来，完成了 350 m/
相铋系高温超导电缆。
34.5 kV/0.8 kA 超导电缆的结构，安装在 Albany
1999 年 ，美 国 南 线 公 司（SW）完 成 了 30 m/
电 网 ；安 装 于 长 岛 电 网 的 660 m/138 kV/2.4 kA
12.5 kV/1.25 kA 的冷绝缘三相高温超导电缆的 高温超导电缆可靠性高，可以承受高达 51 kA 有

研发。2000 年 1 月，SW 又成功研制出世界上第一 效值的故障电流，同时也是美国首次在电网上演
组并网运行的高温超导电缆：30 m/12.4 kV/1.25 示传输电压下的高温超导电缆，于 2008 年 4 月投
［7］
kA 的冷绝缘高温超导电缆 。 入 电 网 运 行 。 2008 年 ，由 美 国 能 源 部 支 持 ，
1998 年 7 月，中国科学院电工研究所成功研 AMSC、法国耐克森公司和法国 Air Liquide 公司

发国内第一条 1 m/1.2 kA 直流铋系高温超导样 合作完成了当时世界上最高电压等级的 138 kV/
缆。2000 年 12 月，中国科学院电工研究所又研发 2.4 kA/600 MVA 高温超导电缆，其最大电流可
出了 6 m/2 kA 的样缆。 达 3 kA ［8-10］ 。