世界第一的“超导电缆”为何能诞生在上海

世界第一的“超导电缆”为何能诞生在上海

经过2年建设，位于徐汇、总长1.2公里的全球首条支撑超大城市骨干电网的超导电缆建设目前已进入最后冲刺，有望于年内挂网送电。这条电缆从最关键的超导材料，到电缆结构、关键部件，再到顶管敷设，凝结着上海科技界、产业界“二十年磨一剑”的心血。

上海公里级超导电缆示范工程进入冲刺阶段

“超导材料有它的临界温度，只有低于临界温度，才能形成超导体，超导体它是0电阻的。”

位于宝山的上海国际超导科技有限公司内，工程师将一块超导材料置于零下196℃的液氮中，形成超导体，超导电缆正是采用这种无阻材料作为导电体。公司副总经理张喜泽介绍，在35千伏的设计电压下，一根超导电缆能输送超过2000安培的大电流。

“相当于一根替代原来6根，节省了很大的地下空间；它的可靠性也比常规电缆更高，可以通过监控的手段判断它的寿命；也没有电磁辐射。”

正是这种损耗低、容量大、体积小、无污染的优点，使得超导电缆成为城市电网改造中全新的解决方案。

如果把这条超导电缆剖开，你会看到上海独创的、类似“三色圆珠笔”的结构——外层的套管之中，包裹着三股相互绝缘的超导线缆，仿佛三根“笔芯”，用以传送三相交流电。运行时，“三色圆珠笔”里将充满液氮，以达到临界温度。

1.2公里示范线的长度是世界第一，更重要的意义还在于在这个长度范围内有两个接头，可以实现三段超导电缆连接，这也是国际首次。

“液氮灌进去以后，超导电缆会发生热胀冷缩。多了一个接头，你就要设计新的装置，这里面我们有一个专利技术，可以把中间段冷缩的长度给它抵消掉。长度越长，连接头越多，你如果把2个接头做下来的话，那理论上3个4个接头也可以实现。”张喜泽说。

与国际通行方案相比，“上海方案”安全性更高，寿命更长，更适合超大城市电网的实际需求。这套方案从实验室走向实际应用，上海用了20年。张喜泽说，当年，他们曾希望通过“引进消化吸收再创新”的方式，在超导电缆产业中谋求一席之地。但和国外超导领军企业联系后发现，对方不仅不卖核心技术、装备，甚至连材料都开出天价。于是，从最基本的生产设备开始，上海产业界一一破题。

“我们把所有的生产装备，尤其是核心的生产装备，自己画图，再委托精工车间做出来，有了设备再把产品给制造出来。”

上海大学、上海交通大学为此培育出两家超导原材料企业，为1.2公里超导电缆提供核心原料——超过300公里的超导带材；同时，政府牵头，材料、系统、应用等关键环节的企业组建产业联盟，联手打造超导产业链。这种创新环境，使得上海成为国内唯一拥有完整超导电缆产业链的城市。

应用场景牵引，是上海超导技术最终形成实战能力另的一大关键。在这条1.2公里示范线之前，上海超导研究团队已在宝钢建设了一条50米长的超导输电线，扛下了大电流波动考验，更积累下关键运行数据。

电力部门也从需求侧出发，为研发指明了方向，使得源头材料、电缆生产企业能够更精准地对技术和产品做升级。示范线推进以来，上海高温超导带材的产能、性能、质量都有了突飞猛进的提升，企业也得到了更多投资方的关注。去年，上海电缆研究所超导团队完成“混改”，组建了如今的上海国际超导公司。通过“无形之手+有形之手”，充分释放了创新创业的能量。

这许许多多的数据、技术、装备、创新，形成了一套完整的“护城河”，保证这条“世界第一”的超导电缆，在技术上世界领先，在标准上与电网现有体系衔接，在产业上不担心被人卡脖子。

据了解，示范工程建成后，将全面系统验证自主高温超导技术，并为进一步拓展应用积累经验。目前，上海正计划依托长三角，筹建超导制造业创新中心。未来，随着材料、装备等的发展，上海将“解锁”更多高温超导的应用，打造高温超导产业高地。

来源：上海东方广播

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