12月22日,国家电网公司在上海兴建的世界首条35千伏公里级超导电缆示范工程正式投运。这是国内新型电力系统建设领域一项重大核心技术突破,标志着我国超导输电应用迈入全球领先行列。
这条电缆可谓“20年磨一剑”,从关键材料、电缆结构、关键部件再到顶管敷设,均由一家坐落在宝山的企业的科研人员自主完成。
上海国际超导科技有限公司是宝山高新技术产业园区的一家超导企业,公司集超导电缆的设计、研发、生产检验、工程应用及技术咨询服务于一体,具备连续化生产大长度(500米)低温绝缘高温超导电缆的能力。在公司内,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。
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。”
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。
“宝钢经验”后,国网上海市电力公司才有底气拿出市中心骨干电网,帮助上海超导技术和产业真正落地。
据了解,宝山在企业成果转化机制、融合产业链上下游和产业扶持政策等方面都给予了国际超导全程指导及帮助,并围绕超导产业的发展打造了上海市高温超导产业基地,为超导产业的规模化发展奠定基础。同时,宝山还在积极引进超导产业上游超导材料的制造公司,以便进一步发挥前沿科技的协同创新效应。
未来,宝山将坚定不移把创新摆在发展全局核心位置,瞄准科技成果转化和产业化,推进全区域协同、全要素配置、全链条融合、全方位保障,努力走出一条以科技创新引领区域转型的新路子。
(来源:上海宝山)
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