Выпуски бюллетеня

ТомНомер
13 1
12 1 2 3 4 5 6
11 1 2 3 4 5 6
10 1 2 3 4 5
9 1 2 3 4 5
8 1 2 3 4 5
7 1
6 1 2 3 4
5 1 2 3 4 5 6
4 1 2 3 4 5 6
3 1 2 3 4 5 6
2 1 2 3 4 5
1 1 2
0 0

Тематический указатель

ВТСП кабели Furukawa Electric

2009, Tом 6, выпуск 1
Тематика: ВТСП кабели в сетях, Зарубежные фирмы и их разработки

Японская компания Furukawa Electric длительное время занимается разработкой различных ВТСП устройств. В заметке описываются последние разработки компании, связанные с силовыми ВТСП кабелями.

1. Кабель со сниженными потерями на переменном токе

Высокий уровень потерь на переменном токе в ВТСП проводниках существенно затрудняет коммерциализацию ВТСП устройств. Компания Furukawa Electric совместно с Chubu Electric Power Co. (CEPCO) и Университетом Йокогамы разработали и продемонстрировали работу ВТСП кабеля со сниженными потерями на переменном токе. Длина ВТСП кабеля составила 10 м, рабочее напряжение 66 кВ, номинальный ток 1 кА. Кабель был изготовлен из ВТСП проводников 2-го поколения производства CEPCO. Разработка и конструирование кабеля проводилось компанией Furukawa, численный анализ был выполнен в Университете Йокогамы.

Снижение потерь на переменном токе достигалось за счет ВТСП лент уменьшенной ширины, для чего исходная ВТСП лента шириной 10 мм разрезалась лазером на 5 ленточек шириной по 2 мм каждая. Испытания ВТСП кабеля показали, что потери на переменном токе в нем составляют 0,09 Вт/м при токе 1 кА (T = 68,8 К), что меньше, чем запланированные 0,1 Вт/м, и в три-пять раз меньше, чем потери на переменном токе в кабелях на основе ВТСП лент первого поколения.

Разработчики кабеля указывают на то, что при рабочем кабеля токе в 1 кА разница в потерях на переменном токе для YBCO (0,1 Вт/м) и Bi-2223 (0,3 – 0,4 Вт/м) кабелей будет не особенно сильно ощутима, так как теплопритоки по гибкому криостату в несколько раз выше. Однако для токов в 3-5 кA использование ВТСП проводников 2-го поколения со сниженными потерями станет экономически оправданно. Одной из дальнейших целей разработчиков является достижение величины потерь на переменном токе в 0,5 Вт/м при рабочем токе в 5 кА.

Сотрудники компании Furukawa Electric надеются, что дальнейшие результаты их работы позволят снизить потери на переменном токе в YBCO кабелях настолько, что они отойдут на второй план по сравнению с диэлектрическими. Это, в свою очередь, позволит создавать мощные высоковольтные ВТСП кабели.

2. Соединительная муфта для ВТСП кабелей

Компании Furukawa Electric и Sumitomo Electric Industries разработали и провели испытания макета 20-метрового трехфазного ВТСП кабеля (рис. 1-2), состоящего из двух кусков, соединенных при помощи муфты. ВТСП кабель был выполнен по схеме «три-в-одном», все его фазы размещались в общем криостате. Стоит, однако, обратить внимание, что в ВТСП кабеле работала лишь одна фаза, две другие фазы представляли собой не подключенные к токовводам медные технологические макеты, которые использовались для отработки технологии каблирования. Рабочее напряжение кабеля составляет 66 кВ, критический ток 1500 А. Изоляция фаз кабеля была выполнена из полипропиленовой бумаги и имела 6,5 мм в толщину. Куски кабеля изготовлены из ВТСП проводников 2-го поколения, произведенных по различной технологии. Один из кусков кабеля был изготовлен компанией Sumitomo из ВТСП лент собственного производства на основе HoBCO (технология RABiTS, подложка из никелевого сплава); другой кусок был произведен Furukawa из ВТСП проводников на основе YBCO производства CEPCO. Соединительная муфта была также разработана компанией Furukawa. Оба куска кабеля имели медные экраны.

Рис. 1. Трехфазный ВТСП кабель 66 кВ.M

Во время опыта короткого замыкания к ВТСП кабелю прикладывался ток в 31,5 кА в течение 2 с (ударный ток короткого замыкания достигал 70 кА). Было установлено, что многократные короткие замыкания не повлияли на критический ток кабеля. Температура обоих кусков ВТСП кабеля во время 2-х секундного опыта короткого замыкания не превышала 70 К.

Финансовая поддержка проекта осуществлялась NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization), общая координация – ISTEC-SRL (International Superconductivity Technology Center–Superconductivity Research Laboratory).

Рис. 2. ВТСП кабель, соединительная и токовводные муфты.

3. Высоковольтный ВТСП кабель

Furukawa Electric в сотрудничестве с целым рядом японских компаний и научных организаций начи-нает новый проект, в рамках которого к 2012 году планируется создать 30 метровый высоковольтный кабель (3 кА, 275 кВ) на основе ВТСП проводников 2-го поколения. Для этого кабеля компания Furukawa будет разрабатывать изоляцию, соединительную и токовводную муфты. Одна из концепций высоковольтного ВТСП кабеля изображена на рис. 3. Следует отметить, что намотку кабеля предполагается производить в четыре повива. Задачей компании также является разработка конструкции кабеля, обеспечивающая низкие потери на переменном токе (меньше чем 0,8 Вт/м на фазу при токе 3 кА) и устойчивость к перегрузкам. Согласно техническому заданию, внешний диаметр кабеля не должен превышать 150 мм, чтобы он мог легко помещаться в кабельный канал. Также требуется, чтобы кабель выдерживал перегрузку в 63 кА в течение 0,6 с.

Рис. 3. Высоковольтный ВТСП кабель 275 кВ/3 кА.

М.П. Смаев

  1. Superconductor Week, 22, n. 19, 3 (2008).
  2. Sh. Mukoyama, “Current state of Yttrium-based Superconducting Power Cable in Japan”, International Workshop on Coated Conductors for Application (CCA’08), abstracts, 1A-03 (2008).
  3. Yu. Yamada, “Global Progress in HTS: Japan Update”, Department of Energy’s High Temperature Superconductivity Program Peer Review (2008).
Главная | Новости | Бюллетень | Конференции | Поиск публикаций в базе данных | Новое в базе данных
Российские организации | Энциклопедия | Цели сайта | Контакты | Полезные ссылки | Карта сайта | Помощь

© Copyright 2006-2012. Использование материалов сайта возможно только с обязательной ссылкой на сайт.
Свои замечания и пожелания вы можете направлять по адресу perst@isssph.kiae.ru
Техническая поддержка Alexey, дизайн Teodor.