国际首次！一根超导电缆点亮大湾区第一高楼，揭秘零下196℃的地下世界
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2022.03.01
零下196℃的世界，会有多冷?全球最冷的地方是南梅洲，那里终年被厚降冰雪的覆盖，历史最低温度是零下94.5℃。所以，零下196七，足以冷到世界一片空白，冷到让人想到字宙停止转动，但在超导人的眼里，这个强度简直是高强，让人兴奋的高温!
超导人是什么人?超导电统研发者。
超导体，是一种在特定温度下电阳转变为零的特殊材料。长期以来，这个“特定温度”就是接近绝对零度(零下273℃)，难以真正应用；直到上世纪80年代，“临界温度”高于零下196℃附近液氮温区的“高温”超导材料被发观。
从零下273℃到零下196℃，足足升高了70多度，虽然还是得冷，但它足以让超导人感到兴奋，因为可以冷却它的液氮很便宜，这意味着它可以大规视应用了。
那么，在哪里可以看到传说中的超导体?其实它并不远，就在你我的身边。
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你绝对想不到，在霓虹闪烁、热火朝天的深圳福田CBD，地下还有一个零下196℃的隐秘世界。这个寒冷至极的隐秘世界，只有400米长，碗口那么粗(直径17.5厘米)。相比于恢弘的深圳 CBD而言，不过是一根头发丝的大小，但是它能量巨大，因为592.5米高的深圳第一高楼都被它罩得住!
它就像一条深埋于深圳CBD地下的“巨龙”，每日为城市发光发热。
这个隐秘世界的巨龙被称之为：三相同轴高温超导电统。2021年9月28日，中国首条三相同轴超导电缆在深圳投产，正式为福田中心区的地标建筑平安金融中心供电。
这也是国际上首次在超高负荷CBD区域使用的超导电线。
肉眼看上去，这根“高能发丝”也没有三头六胃，但它的有量有如孙悟空的金箍棒，输电容量高达43兆伏安，是常规电续输电能力的5倍，相当于可同时满足4列时速350公里的8编组高铁的用电需求。
令人惊喜的是，这根“高能发丝”不仅力气大，身材还很火辣，因为它瘦啊。
传统的送电方式，一般采用三条分立并行的电缆来输送，而本次投运的超导电缆，只需一条电缆，电线直径仅有17.5厘米，它节省了一半的超导材料以及2/3以上的电缆铺设空间。
“瘦”的好处是什么？应用超导电缆，将大幅节省电缆的使用和城市地下管网廊道空间。
那么，它是怎么瘦身的?
这种超导电缆的内部，像套娃般一层一层包裹十几层功能材料，从内到外依次有轴心液氮通道、三相的超导体及其绝缘层、铜屏蔽层、第二液氮通道、低温绝热管道和保护层等，因为三相导体在几何上是同轴的，它被称之为三相同轴技术。
这种技术是国际超导电线制造的“皇冠”，此次已实现全部配件国产化，不用担心被外国人“卡脖子”。
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钢铝导体、超导体、高温超导体
有什么区别?
铜铝导体--
过去城市电力主要依赖电缆内部的铜铝导体传输，但是钢铝导体有电阻，会在传输电能时发热，导致大量电能损耗，制约传输量的进一步提升。
超导体--
超导电缆利用超导材料的超导特性，使电力传输介质接近于零电阻，电能传输损耗接近于零，从而实现同电压等级的大容量输电。
高温超导体--
1911年，荷兰科学家海克，卡末林，昂内斯发现了超导体，其临界转变温度接近绝对零度(-273摄氏度)，后来科学家相继发现了多种临界温度突破液氮温区(77K，-196摄氏度)的超导体，学术界把这类称为高温超导体，因为相比绝对零度高出70℃左右，故称“高温”。
高强超导输电技术的应用广为广泛，被誉为下一代电力传输战略性技术。
更让人称奇的是，它还有一个众所周知的独特癖好，它最喜欢的温度是:零下196℃。
零下196℃，正好是液态氮的沸点，超导电缆正是在液态氮的环境中才能冷却到这个温度，然后电阻变成零。
电阻变成零有什么用？电能传输损耗接近于零，线路能量损失降低80%，可以实现低电压等级(10千伏级)的大容量输电。
低电压、大容量输电的好处是：减少变电站建设，为城市节省宝贵的土地，省电又省地。
传统电缆一般使用铜铝材料，如果要输送大容量电能，就需要先提高电压进行输送，到达用户之前再逐级降压，这就需要在用户附五设置变电站了。
而在城市中心设置变电站，要么找不到位置，要么会被居民抵制。总之，这个家伙不太受欢迎。
但超导电缆一举解决了这个问题，它在输送大容量电能时，靠低电压就可以，相当于点对点送货，不需要变电站这个中同商。
平安金中心所在的福田CBD，是中国摩天大楼最集中的区域之一，绝对是狼吞虎咽的“电老虎”。而平安金融中心又是这个区域的“带头大哥”，它不仅是深圳第一高楼，同时还是粤港澳大湾区第一高楼。
如此一个用电大户，如果靠传统电缆输电，不仅会有大量的能耗损失，而且还要建拿出宝贵的土地来建变电站。
但这一次使用超导电缆，不仅节省了大量能耗(线路能量提失降低80%)，还节省了500平米的变电站建设用地，也减少了和“邻避设施”有关的矛盾。
500平方米，对寸土寸金的深圳CBD来说，不是个小数字。
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如果输电都改用超导或特高压，能节省多少能源?能带来多大效益?
如果能实现高效西电东输，还能有效解决东部的空气污染问题。西部地广人稀，在戈壁大道里建发电厂，污染气体很客易吹走。
南方电网深圳供电局组建了国内最牛的研究团队：北交大、中国能建广东院、中天超导、成都新连通、鹏力超低温、华中科大。团队的每一个成员，都是国内相关领域里的大牛，9月 28 日，经过这个团队四年的攻关，国内首条 10 千伏 400 米级三相同轴高温交流超导电缆在深圳投产。
超导电缆前面的定语比较多，不用细究，总之你知道这项技术很牛放行了，这条新型超导电缆直径仅 17.5 厘米，长 400 米，输电容量高达 43 兆伏安，相当于可同时满足4 列时速 350 公里高铁的用电需求，输电能力 5 倍于常规电缆。
本次研制投产的三相同轴构型超导电缆，为结构型式最紧凑、带材用量最少，研发难度最大的超导电缆，项目攻关团队在超导电缆系统总体设计制造、国产大冷量 CM 制冷机研制等多项关健技术取得重大突破，实现关键装备100%国产化，填补了国内技术空白。
这是全球首个应用于超大型城市中心区的超导电缆，关键装备 100% 国产化，标志着中国已全面掌握超导电缆的设计、制造和建设的关键核心技术。
近年来，全球范围内特大型城市中心区供电都面临很大挑战。深圳是国内电力负荷密度最大的城市，中央商务区的负荷密度更是“ 高峰上的高峰”。这个项目“ 一揽子 ” 解决了高供电可靠性、高负荷密度、高电能质量、土地资源受限的现实难题，也为全球解决超大型城市类似问题提供了新方案。
来源：贤集网
超导人是什么人?超导电统研发者。
超导体，是一种在特定温度下电阳转变为零的特殊材料。长期以来，这个“特定温度”就是接近绝对零度(零下273℃)，难以真正应用；直到上世纪80年代，“临界温度”高于零下196℃附近液氮温区的“高温”超导材料被发观。
从零下273℃到零下196℃，足足升高了70多度，虽然还是得冷，但它足以让超导人感到兴奋，因为可以冷却它的液氮很便宜，这意味着它可以大规视应用了。
那么，在哪里可以看到传说中的超导体?其实它并不远，就在你我的身边。
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你绝对想不到，在霓虹闪烁、热火朝天的深圳福田CBD，地下还有一个零下196℃的隐秘世界。这个寒冷至极的隐秘世界，只有400米长，碗口那么粗(直径17.5厘米)。相比于恢弘的深圳 CBD而言，不过是一根头发丝的大小，但是它能量巨大，因为592.5米高的深圳第一高楼都被它罩得住!
它就像一条深埋于深圳CBD地下的“巨龙”，每日为城市发光发热。
这个隐秘世界的巨龙被称之为：三相同轴高温超导电统。2021年9月28日，中国首条三相同轴超导电缆在深圳投产，正式为福田中心区的地标建筑平安金融中心供电。
这也是国际上首次在超高负荷CBD区域使用的超导电线。
肉眼看上去，这根“高能发丝”也没有三头六胃，但它的有量有如孙悟空的金箍棒，输电容量高达43兆伏安，是常规电续输电能力的5倍，相当于可同时满足4列时速350公里的8编组高铁的用电需求。
令人惊喜的是，这根“高能发丝”不仅力气大，身材还很火辣，因为它瘦啊。
传统的送电方式，一般采用三条分立并行的电缆来输送，而本次投运的超导电缆，只需一条电缆，电线直径仅有17.5厘米，它节省了一半的超导材料以及2/3以上的电缆铺设空间。
“瘦”的好处是什么？应用超导电缆，将大幅节省电缆的使用和城市地下管网廊道空间。
那么，它是怎么瘦身的?
这种超导电缆的内部，像套娃般一层一层包裹十几层功能材料，从内到外依次有轴心液氮通道、三相的超导体及其绝缘层、铜屏蔽层、第二液氮通道、低温绝热管道和保护层等，因为三相导体在几何上是同轴的，它被称之为三相同轴技术。
这种技术是国际超导电线制造的“皇冠”，此次已实现全部配件国产化，不用担心被外国人“卡脖子”。
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钢铝导体、超导体、高温超导体
有什么区别?
铜铝导体--
过去城市电力主要依赖电缆内部的铜铝导体传输，但是钢铝导体有电阻，会在传输电能时发热，导致大量电能损耗，制约传输量的进一步提升。
超导体--
超导电缆利用超导材料的超导特性，使电力传输介质接近于零电阻，电能传输损耗接近于零，从而实现同电压等级的大容量输电。
高温超导体--
1911年，荷兰科学家海克，卡末林，昂内斯发现了超导体，其临界转变温度接近绝对零度(-273摄氏度)，后来科学家相继发现了多种临界温度突破液氮温区(77K，-196摄氏度)的超导体，学术界把这类称为高温超导体，因为相比绝对零度高出70℃左右，故称“高温”。
高强超导输电技术的应用广为广泛，被誉为下一代电力传输战略性技术。
更让人称奇的是，它还有一个众所周知的独特癖好，它最喜欢的温度是:零下196℃。
零下196℃，正好是液态氮的沸点，超导电缆正是在液态氮的环境中才能冷却到这个温度，然后电阻变成零。
电阻变成零有什么用？电能传输损耗接近于零，线路能量损失降低80%，可以实现低电压等级(10千伏级)的大容量输电。
低电压、大容量输电的好处是：减少变电站建设，为城市节省宝贵的土地，省电又省地。
传统电缆一般使用铜铝材料，如果要输送大容量电能，就需要先提高电压进行输送，到达用户之前再逐级降压，这就需要在用户附五设置变电站了。
而在城市中心设置变电站，要么找不到位置，要么会被居民抵制。总之，这个家伙不太受欢迎。
但超导电缆一举解决了这个问题，它在输送大容量电能时，靠低电压就可以，相当于点对点送货，不需要变电站这个中同商。
平安金中心所在的福田CBD，是中国摩天大楼最集中的区域之一，绝对是狼吞虎咽的“电老虎”。而平安金融中心又是这个区域的“带头大哥”，它不仅是深圳第一高楼，同时还是粤港澳大湾区第一高楼。
如此一个用电大户，如果靠传统电缆输电，不仅会有大量的能耗损失，而且还要建拿出宝贵的土地来建变电站。
但这一次使用超导电缆，不仅节省了大量能耗(线路能量提失降低80%)，还节省了500平米的变电站建设用地，也减少了和“邻避设施”有关的矛盾。
500平方米，对寸土寸金的深圳CBD来说，不是个小数字。
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如果输电都改用超导或特高压，能节省多少能源?能带来多大效益?
如果能实现高效西电东输，还能有效解决东部的空气污染问题。西部地广人稀，在戈壁大道里建发电厂，污染气体很客易吹走。
南方电网深圳供电局组建了国内最牛的研究团队：北交大、中国能建广东院、中天超导、成都新连通、鹏力超低温、华中科大。团队的每一个成员，都是国内相关领域里的大牛，9月 28 日，经过这个团队四年的攻关，国内首条 10 千伏 400 米级三相同轴高温交流超导电缆在深圳投产。
超导电缆前面的定语比较多，不用细究，总之你知道这项技术很牛放行了，这条新型超导电缆直径仅 17.5 厘米，长 400 米，输电容量高达 43 兆伏安，相当于可同时满足4 列时速 350 公里高铁的用电需求，输电能力 5 倍于常规电缆。
本次研制投产的三相同轴构型超导电缆，为结构型式最紧凑、带材用量最少，研发难度最大的超导电缆，项目攻关团队在超导电缆系统总体设计制造、国产大冷量 CM 制冷机研制等多项关健技术取得重大突破，实现关键装备100%国产化，填补了国内技术空白。
这是全球首个应用于超大型城市中心区的超导电缆，关键装备 100% 国产化，标志着中国已全面掌握超导电缆的设计、制造和建设的关键核心技术。
近年来，全球范围内特大型城市中心区供电都面临很大挑战。深圳是国内电力负荷密度最大的城市，中央商务区的负荷密度更是“ 高峰上的高峰”。这个项目“ 一揽子 ” 解决了高供电可靠性、高负荷密度、高电能质量、土地资源受限的现实难题，也为全球解决超大型城市类似问题提供了新方案。
来源：贤集网
