超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用_圖文

1、電工材料2007N o.223超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用嚴(yán)仲明,董亮,王豫(西南交通大學(xué)超導(dǎo)研究開發(fā)中心,材料先進(jìn)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都610031摘要:超導(dǎo)材料的應(yīng)用給電工技術(shù)帶來了質(zhì)的飛躍。本文介紹了到目前為止已經(jīng)實(shí)用化的幾種超導(dǎo)材料及其優(yōu)缺點(diǎn),簡述了超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞:超導(dǎo)材料;實(shí)用化;電工;應(yīng)用中圖分類號:TM263文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1671-8887(200702-0023-05Practical Su p erconductor and its A pp l icationin Electrical En g ineerin gYA N Z h o n g

2、-mi n g,D O N G L i a n g,W A N G Yu(Ke y L a bor a t or y o f A dva nced Tech n ol o g ies o f Ma t eri als,Mi nist r y o f Ed uca t i ono f Chi na,a n d Su p ercon d uct i vi t y R&D Cent er,So u t hwest J i a ot on g U ni versi t y,Chen g d u610031,Chi naAbstract:Wit h t he a p p licati o n of t

3、he s u p e rc o n duct or,elect rical t ec h ni q ue has bee n b r ou g hta b out si g nif ica nt i n n ovati o n.This p a p e r i nt r oduces s o me p r actical s u p e rc o n duct ors a n d itsa dva nt a g es a n d dis a dva nt a g es;t he a p p licati o n st at us of t he s u p e rc o n duct or i

4、 n elect ricale n g i nee ri n g is p r ese nt e d.K e y Words:s u p e rc o n duct or;p r acticalit y;elect rical e n g i nee ri n g;a p p licati o n嚴(yán)仲明等:超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用1引言電工技術(shù)是主要研究電能的產(chǎn)生、輸送、變換、控制、測量及其應(yīng)用的科學(xué)1。自1882年世界首次試制成功第一臺發(fā)電機(jī)以來,電工技術(shù)在電磁理論、絕緣技術(shù)、放電和電暈現(xiàn)象研究、電力電子學(xué)、電氣傳動和自動控制等方面已取得了驚人的進(jìn)展,技術(shù)已相當(dāng)完善,已經(jīng)開始出現(xiàn)某些“飽和”

5、現(xiàn)象,達(dá)到所謂“容量極限”、“傳輸極限”、“電壓極限”、“效率極限”等一系列難于突破的技術(shù)問題,超導(dǎo)材料的出現(xiàn)給電工技術(shù)的變革帶來了契機(jī)。超導(dǎo)體的基本特性之一是當(dāng)它處于超導(dǎo)態(tài)時具有理想的導(dǎo)電性,同時由于其載流能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于常規(guī)導(dǎo)體,因此,利用超導(dǎo)體可以傳輸大電流和產(chǎn)生強(qiáng)磁場,并且沒有電阻熱損耗。電工設(shè)備的基本特點(diǎn)是大電流、強(qiáng)磁場和高電壓,因此在電工設(shè)備中使用超導(dǎo)材料可以減少電氣損耗,提高效率,縮小體積,減輕重量,降低成本,還可以提高裝置的極限容量。顯然,超導(dǎo)材料的應(yīng)用給電工技術(shù)帶來了質(zhì)的飛躍,許多過去無法實(shí)現(xiàn)的電工設(shè)備由于采用超導(dǎo)技術(shù)而成為現(xiàn)實(shí),或即將成為現(xiàn)實(shí)。本文就超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

6、進(jìn)行了探討。2實(shí)用超導(dǎo)材料盡管超導(dǎo)現(xiàn)象早在1911年就已被荷蘭物理學(xué)家Kamerlin g h Onnes發(fā)現(xiàn),但由于一般超導(dǎo)體在百分之幾特斯拉的磁感應(yīng)強(qiáng)度下就轉(zhuǎn)變到了正常態(tài),因而一直未能實(shí)際應(yīng)用。這種狀況一直持續(xù)了半個世紀(jì),直到1961年,Kunzler首先制成Nb3Sn 帶材,并用它繞制成超導(dǎo)磁體,獲得8T的強(qiáng)磁場2,超導(dǎo)材料技術(shù)才出現(xiàn)了重大的技術(shù)突破。而高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn),使超導(dǎo)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)更加顯著,也必將使超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用基金項(xiàng)目:四川省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.05J Y029-099-2作者簡介:嚴(yán)仲明(1982-,男,碩士研究生,浙江東陽人,從事超導(dǎo)磁體研究,(電

7、電子信箱sw j t u-y an 。收稿日期:2007-01-20電工材料2007N o.2 24嚴(yán)仲明等:超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用更加普遍。下面主要介紹當(dāng)前在電工領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)用化的超導(dǎo)材料。2.1低溫超導(dǎo)材料超導(dǎo)物理中將臨界溫度在液氦溫區(qū)的超導(dǎo)體稱為常規(guī)超導(dǎo)體或低溫超導(dǎo)體,相應(yīng)地把臨界溫度在液氦溫區(qū)以上的超導(dǎo)體叫作高臨界溫度超導(dǎo)體3。2.1.1韌性合金超導(dǎo)材料Nb Ti鈮表現(xiàn)出高的元素臨界溫度,在9.2K時就具有超導(dǎo)性,但不能承載大電流和維持高磁場。鈦合金化降低了T C(臨界溫度,但卻能使其磁性硬化,從而能承載大電流和承受高磁場。目前商用標(biāo)準(zhǔn)合金是Nb Ti-47

8、4,其T C為9.6K。4.2K時的B C2 (上臨界場為11T,2K時為14T。此外,根據(jù)Nb Ti相圖,通過恰當(dāng)?shù)臒崃W(xué)處理,靠-Ti沉積,電流栓塞中心可以被引入,從而優(yōu)化電流承載能力,提高J C(臨界電流密度。Nb Ti合金超導(dǎo)材料由于其良好的機(jī)械加工性能及較高的載流特性而被廣泛應(yīng)用于10T以下超導(dǎo)磁體的制造。目前世界上已應(yīng)用的超導(dǎo)材料中, Nb Ti合金材料占了一半以上。事實(shí)上,Nb Ti/Cu 復(fù)合材料是到目前為止最成功的超導(dǎo)體的代表。圖1是Nb Ti/Cu多細(xì)絲導(dǎo)體截面示意圖。(a54根細(xì)絲標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)體(b由兩階段集束工藝制成的8670根極細(xì)絲導(dǎo)體圖1NbTi/Cu多細(xì)絲導(dǎo)體截面示意圖

9、2.1.2脆性A15型超導(dǎo)化合物材料Nb3Sn鈮基A15金屬間復(fù)合體結(jié)構(gòu)Nb3Sn與Nb Ti 相比表現(xiàn)出更好的超導(dǎo)性能。商用復(fù)合材料Nb3Sn 的T C18K,在4.2K時的B C2可超過25T,但要取決于精確的化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)。加入鉭和/或鈦可顯著增加Nb3Sn相的高磁場性能。Nb3Sn栓塞中心是晶粒邊界,只有精細(xì)的晶粒微觀結(jié)構(gòu)才能獲得高電流密度。A15化合物Nb3Sn也是一種使用較廣泛的實(shí)用超導(dǎo)材料,但由于N b3Sn屬于化合物型脆性材料,長期以來限制了它的實(shí)際應(yīng)用,一般只作為高場磁體的內(nèi)線圈使用。多芯Nb3Sn復(fù)合導(dǎo)體的出現(xiàn)在一定程度上克服了這個缺點(diǎn),圖2是Nb3Sn多細(xì)線絲導(dǎo)體截面

10、的示意圖。其中,圖(a是內(nèi)置錫導(dǎo)體,每一束均由一個錫源和一個被擴(kuò)散障礙物包圍的細(xì)線體區(qū)域組成,整個排列被嵌在一個銅陣列中;圖(b是青銅導(dǎo)體,由許多嵌在被擴(kuò)散障礙物和障礙物外面的銅穩(wěn)定劑包圍的青銅陣列中的細(xì)線體束組成。( a 內(nèi)置錫導(dǎo)體(b青銅導(dǎo)體圖2Nb3Sn多細(xì)絲導(dǎo)體截面示意圖如果不考慮Nb3Sn的脆性,使用Nb3Sn的原因顯而易見。Nb3Sn的參數(shù)空間比較大,其臨界場和臨界溫度值約為Nb Ti的2倍。表1給出了這兩種實(shí)用超導(dǎo)材料的性能參數(shù)比較5。表1NbTi和Nb3Sn超導(dǎo)材料的性能比較2.2高溫超導(dǎo)材料目前具有商業(yè)前景的高溫超導(dǎo)材料有鉍系(BSCCO、釔系(Y BCO和二硼化鎂(M g

11、B2。其中鉍系被稱為第一代高溫超導(dǎo)材料,釔系和二硼化鎂被稱為第二代高溫超導(dǎo)材料。圖3是正在開發(fā)的實(shí)用化高溫超導(dǎo)線材示意圖。釔系高溫超導(dǎo)材料的磁場特性優(yōu)于鉍系,應(yīng)用前景良好,但其線、帶材制備技術(shù)還不成熟,主要是受真空條件限制。而采用“粉圖3正在開發(fā)的實(shí)用化超導(dǎo)線材示意圖電工材料2007N o.225嚴(yán)仲明等:超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用末套管法”(p owder in t uber-P I T制備的鉍系線、帶材已于1997年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。迄今為止,長度達(dá)千米的鉍系多芯超導(dǎo)線、帶材的臨界電流I C(77 K,0T可達(dá)到115A,工程臨界電流密度J C(77 K,0T可達(dá)到12kA/cm2610。另外

12、,由于M g B2成材容易,成本低廉,因此很有可能成為最具潛力的新型超導(dǎo)材料。2.2.1鉍系高溫超導(dǎo)材料目前,應(yīng)用于電工領(lǐng)域的高溫超導(dǎo)材料主要是以Bi-2223為代表的第一類高溫超導(dǎo)帶材,其臨界溫度為77K。由于Bi-2223帶材的臨界電流受磁場的影響較大,在77K時允許通過的電流密度很小,因此,Bi-2223帶材的工作溫度一般在20K左右。目前商業(yè)化鉍系多芯帶材的J C最高約為50kA/cm2(77K,0T,而最近的磁光成像(ma g neto-o p tical ima g in g研究結(jié)果表明,鉍系單芯帶材局部區(qū)域的J C最高達(dá)200kA/cm2,可見性能提高仍有很大余地。表2列出了鉍系

13、高溫超導(dǎo)線材的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)現(xiàn)狀。表2鉍系高溫超導(dǎo)線材產(chǎn)業(yè)化技術(shù)現(xiàn)狀2.2.2釔系高溫超導(dǎo)材料在液氮溫區(qū),釔系高溫超導(dǎo)材料比鉍系具有更高的J C值;在高場下,釔系高溫超導(dǎo)材料也具有更高的載流能力。目前限制其大規(guī)模應(yīng)用的主要原因是其制備技術(shù)尚不成熟,一旦涂層導(dǎo)體技術(shù)過關(guān),這種“第二代”高溫超導(dǎo)材料必將走向大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。目前實(shí)用化的釔系超導(dǎo)材料主要是塊材和薄膜,如圖4所示。2.2.3二硼化鎂2001年1月,日本Akimit su等人發(fā)現(xiàn)了臨界轉(zhuǎn)變溫度為39K的M g B2超導(dǎo)體,引起了全世界的廣泛關(guān)注。M g B2的最大優(yōu)勢在于成材容易,成本低廉,可在2030K的溫度下應(yīng)用,材料在這個溫區(qū)用微型

14、制冷機(jī)就能夠容易獲得,無需復(fù)雜和昂貴的液氦,因此很有可能成為最具潛力的新型超導(dǎo)材料。用粉末裝管法生產(chǎn)的M g B2/Fe線材,在4.2K、0T時,J C達(dá)到106A/cm2;在4.2K、6.5T時, J C達(dá)到104A/cm2。目前研究工作的重點(diǎn)是努力提高M(jìn) g B2的不可逆場和高場下的臨界電流密度。(a熔融織構(gòu)釔系(bPLD法制備的釔系高溫超導(dǎo)塊材薄膜A FM形貌圖圖4釔系高溫超導(dǎo)材料3電工領(lǐng)域的應(yīng)用超導(dǎo)電工是一個正在迅速發(fā)展的新技術(shù)領(lǐng)域。電工設(shè)備中使用超導(dǎo)材料可以減少電氣損耗,提高效率,縮小體積,減輕重量,降低成本,還可以提高裝置的極限容量。3.1超導(dǎo)輸電電纜我國電力資源和負(fù)荷分布不均,因

15、此長距離、低損耗的輸電技術(shù)顯得十分迫切。超導(dǎo)材料由于其零電阻特性以及比常規(guī)導(dǎo)體高得多的載流能力,可以輸送極大的電流和功率而沒有電功率損耗。超導(dǎo)輸電可以達(dá)到單回路輸送GVA級巨大容量的電力,在短距離、大容量、重負(fù)載的傳輸時,超導(dǎo)輸電具有更大的優(yōu)勢。低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用時需要液氦作為冷卻劑,液氦的價格很高,這就使低溫超導(dǎo)電纜喪失了工業(yè)化應(yīng)用的可行性。若使用高溫超導(dǎo)材料作為導(dǎo)電線芯制造成超導(dǎo)電纜,就可以在液氮的冷卻下無電阻地傳送電能。高溫超導(dǎo)電纜的出現(xiàn)使超導(dǎo)技術(shù)在電力電纜方面的工業(yè)應(yīng)用成為可能。目前,市場上可以得到并可用來制造高溫超導(dǎo)電纜的材料主要是銀包套鉍系多芯高溫超導(dǎo)帶材,其臨界工程電流密度大于10

16、kA/cm2。高溫超導(dǎo)電纜以其尺寸較小、損耗低、傳輸容量大的優(yōu)勢,可用于地下電纜工程改造,以高溫超導(dǎo)電纜取代現(xiàn)有的常導(dǎo)電纜,可增加傳輸容量。高溫超導(dǎo)電纜另一重要應(yīng)用場合是可在比常導(dǎo)電纜較低的運(yùn)行電壓下將巨大的電能傳輸進(jìn)入城市負(fù)荷中心。由于交流損耗的緣故,利用高溫超導(dǎo)材料制備直流電纜比制備交流電纜更具優(yōu)勢。利用超導(dǎo)技術(shù),通過設(shè)計實(shí)用的直流傳輸電纜和有效的匹配系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能低壓大容量直流電力傳輸系統(tǒng)12。美國是最早發(fā)展高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)的國家 。電工材料2007N o.2 261999年底,美國S outhw ire公司、橡樹嶺國家試驗(yàn)室、美國能源部和IG C公司聯(lián)合開發(fā)研制了長度為30 m

17、、三相、12.5kV/1.26kA的冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜,并于2000年在電網(wǎng)試運(yùn)行,向高溫超導(dǎo)技術(shù)實(shí)用化邁出了堅實(shí)的一步。目前,世界上報道的能制備百米量級長度的超導(dǎo)電纜僅有日本和美國13。在歐洲如法國、瑞典的電力公司有十米量級的超導(dǎo)電纜計劃。3.2超導(dǎo)變壓器超導(dǎo)變壓器一般都采用與常規(guī)變壓器一樣的鐵芯結(jié)構(gòu),僅高、低壓繞組采用超導(dǎo)繞組。超導(dǎo)繞組置于非金屬低溫容器中,以減少渦流損耗。變壓器鐵芯一般仍處在室溫條件下,超導(dǎo)變壓器具有損耗低、體積小、效率高(可達(dá)99%以上、極限單機(jī)容量大、長時過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。同時由于采用高阻值的基底材料,因此具有一定的限制故障電流作用。一般而言,超導(dǎo)變壓器的重量(鐵芯和

18、導(dǎo)線僅為常規(guī)變壓器的40%甚至更小,特別是當(dāng)變壓器的容量超過300MVA時,這種優(yōu)越性將更為明顯。早在20世紀(jì)60年代,就有人對超導(dǎo)變壓器進(jìn)行了研究。但是,由于交流損耗過大而被認(rèn)為是不經(jīng)濟(jì)的。隨著極細(xì)絲超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體的出現(xiàn),超導(dǎo)變壓器才成為有吸引力的應(yīng)用項(xiàng)目。高溫超導(dǎo)材料的出現(xiàn),更是降低了超導(dǎo)變壓器的技術(shù)難度,由于超導(dǎo)受到的磁場強(qiáng)度只有0.30.5T,因此在變壓器中采用高溫超導(dǎo)材料是合適的;同時在液氮下的絕緣強(qiáng)度比液氦下的高,所以,將會使變壓器絕緣更簡化。日本九州電力公司與九州大學(xué)試制了1M VA, 22kV(45.5A/ 6.9kV(145A,77K高溫超導(dǎo)變壓器,其重量可減輕一半,而且不需用

19、PC B那樣的變壓器油,也不需用SF6那樣的氣體,已進(jìn)行了過電流試驗(yàn)(額定電流5倍0.2s、交流耐壓試驗(yàn)(50 kV及脈沖試驗(yàn)(100kV。為了實(shí)際應(yīng)用,今后還要進(jìn)行高壓(66kV、大電流(1kA、低交流損耗等方面的研究,目標(biāo)是變電站用66kV/6.6kV20M VA 變壓器14。3.3超導(dǎo)電動機(jī)自20世紀(jì)五六十年代以來,隨著實(shí)用超導(dǎo)線(如Nb-T i、Nb3Sn多芯細(xì)絲復(fù)合線加工技術(shù)的逐漸成熟,許多國家開始研究在重量、體積、功率密度、效率等性能方面都優(yōu)于傳統(tǒng)電機(jī)的超導(dǎo)電機(jī)。但由于制冷系統(tǒng)的過分復(fù)雜和產(chǎn)生的功率不高等缺點(diǎn)限制了超導(dǎo)電機(jī)的發(fā)展,以至于在八十年代初期超導(dǎo)電機(jī)的研究基本停止。1986

20、年,高溫超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)給電機(jī)性能的提高帶來了新的希望,高溫超導(dǎo)材料的臨界溫度T C都在液氮溫區(qū)以上(77K。當(dāng)超導(dǎo)材料(如釔系工作在液氮溫度時就表現(xiàn)出了很好的性能,這樣就可以用77K的工作環(huán)境代替4.2K的工作環(huán)境,大大降低了制冷系統(tǒng)的復(fù)雜程度,從而掀起了研究高溫超導(dǎo)電機(jī)的熱潮。超導(dǎo)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和常規(guī)電機(jī)相似,主要由轉(zhuǎn)子、定子組成,只是還須有相應(yīng)的低溫容器以使超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)。超導(dǎo)電機(jī)一般可分為繞組型和塊材型兩種。繞組型超導(dǎo)電機(jī)是指電機(jī)的定子繞組或轉(zhuǎn)子繞組由超導(dǎo)線繞制的線圈組成,而塊材型超導(dǎo)電機(jī)是指電機(jī)轉(zhuǎn)子由高溫超導(dǎo)塊材組成。2001年,美國制備并試驗(yàn)成功世界上第一臺5000h p HT

21、S電動機(jī)。基于工業(yè)用HT S電動機(jī)的研究進(jìn)展,美國海軍把高溫超導(dǎo)技術(shù)作為海軍艦船未來綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。2003年3月,美國海軍同美國超導(dǎo)公司簽訂了一項(xiàng)7000萬美元的HT S艦船用推進(jìn)電動機(jī)供貨合同,準(zhǔn)備正式用于裝備下一代戰(zhàn)艦。該電動機(jī)功率為3.65萬kW,質(zhì)量約69t(同等級先進(jìn)的感應(yīng)電機(jī)質(zhì)量超過200t,交貨時間為2006年。2005年,日本的一個研究小組用釔系高溫超導(dǎo)材料與同系列的G OL超導(dǎo)材料融合制成具有長結(jié)晶的塊狀磁鐵,并用其完成了超導(dǎo)同步電動機(jī)的設(shè)計和試制15。這是一種有多層旋轉(zhuǎn)磁場的電機(jī),具有更大容量和更高輸出功率,與現(xiàn)行的永磁同步電機(jī)相比,體積減少

22、了1/3以上。3.4超導(dǎo)發(fā)電機(jī)由物理學(xué)的有關(guān)原理可知,磁流體發(fā)電的輸出功率與磁感應(yīng)強(qiáng)度的平方成正比,但利用普通磁體僅能產(chǎn)生幾千高斯的磁場,若采用超導(dǎo)磁體就可以產(chǎn)生數(shù)萬乃至幾十萬高斯的磁場,從而使磁流體的輸出功率大大提高。隨著超導(dǎo)技術(shù)的不斷突破,在不遠(yuǎn)的將來必然可產(chǎn)生大容量、小型化的磁流體發(fā)電機(jī),這種發(fā)電機(jī)將會在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。眾所嚴(yán)仲明等:超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用電工材料2007N o.227嚴(yán)仲明等:超導(dǎo)材料在電工領(lǐng)域的應(yīng)用周知,航天器的發(fā)展受到兩方面因素的制約,第一是動力的限制,第二是重量對其施加的限制,而超導(dǎo)發(fā)電機(jī)在這兩方面都具有普通發(fā)電機(jī)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。此外,在軍事上,艦艇和飛機(jī)可用

23、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)作為能源,提高戰(zhàn)斗力。目前超導(dǎo)發(fā)電機(jī)用的超導(dǎo)材料一般都為釔系。據(jù)諾斯羅普-格魯曼公司2006年1月13日報道,美國海上系統(tǒng)司令部選定諾斯羅普-格魯曼公司設(shè)計40MW高溫超導(dǎo)發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)將是美海軍未來水面戰(zhàn)艦的主要動力組件。常規(guī)發(fā)電機(jī)重量、尺寸和噪聲都很大,而相同功率下的高溫超導(dǎo)發(fā)電機(jī)其尺寸和重量不到目前發(fā)電機(jī)的一半,同時噪聲信號更低,性能更穩(wěn)定。3.5超導(dǎo)故障限流器限流器是防止雷擊或異常大電流造成電力系統(tǒng)破壞的保護(hù)裝置。在電力系統(tǒng)工作正常時,限流器應(yīng)是零阻抗,一旦發(fā)生異常,它的阻抗或?qū)Ъ{應(yīng)迅速變化以達(dá)到保護(hù)目的。其動作應(yīng)完全自動,而且無差錯,因此,要求限流器能通過大電流并能耐高

24、壓,具有單疇結(jié)構(gòu)的氧化物超導(dǎo)塊材可以滿足這些要求。超導(dǎo)型故障限流器(su p erconductor fault current lim iter,簡稱SCFC L主要是利用超導(dǎo)的臨界電特性,在發(fā)生故障時,使超導(dǎo)失超,瞬間恢復(fù)為常規(guī)導(dǎo)體。這一應(yīng)用于20世紀(jì)70年代提出,到1983年法國阿爾斯通公司研制出交流金屬系超導(dǎo)線后,各研究機(jī)構(gòu)才逐漸開始研究超導(dǎo)故障限流器。超導(dǎo)故障限流器的研究投資少,其應(yīng)用可能會很快進(jìn)入實(shí)用化,有可能是最先得到大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的超導(dǎo)裝置。法國在2003年成功地利用熔融織構(gòu)超導(dǎo)塊材加工成曲折線的形狀,制成橫截面積4mm2,長度200300mm的電阻型限流器,在1kV電壓下將1

25、1000A的故障電流成功地限制到740 A16。4結(jié)束語(1超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)階段,已顯示出巨大的發(fā)展前景,有些已獲實(shí)際應(yīng)用,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。有些正在從實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)應(yīng)用過渡,一些中長期項(xiàng)目也已取得重大進(jìn)展。(2高溫超導(dǎo)體的出現(xiàn)是超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的一項(xiàng)重大突破,一旦高溫超導(dǎo)材料在實(shí)用化方面取得突破性進(jìn)展,必將給電工技術(shù)帶來質(zhì)的飛躍。參考文獻(xiàn):1劉漢賢.超導(dǎo)技術(shù)研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用展望J.電瓷避雷器,1988(3:51-55.2林良真,張金龍,李傳義,等.超導(dǎo)電性及其應(yīng)用M.北京:工業(yè)大學(xué)出版社,2001.3趙喜平.磁共振成像系統(tǒng)原理及其應(yīng)用M.北京:科學(xué)出版社,2000.4袁集華.鈮鈦(NbT i和鈮錫(Nb3Sn超導(dǎo)體的制造和應(yīng)用R.北京:鋼鐵研究總院,2000.5王金星.超導(dǎo)磁體M.北京:原子能出版社,1985.6易漢平,張勁松,劉慶,等.實(shí)用Bi系高溫超導(dǎo)帶材J.中國有色金屬學(xué)報,2004,14(S.1:341-346.7馬衍偉,肖立業(yè).第2代高