交流超导电缆的损耗随着输送容量的增大而迅速上升，  因此它的 输送容量要比直流超导电缆小得多。交流超导电缆的损耗主要包括导体 的磁滞损耗和绝缘的介质损耗。前者与负荷电流的立方成正比，而后者

则与电压的平方成正比。图 13 - 19 示出了三芯交流超导电缆的结构(也 称之为硬导体结构)。导体是由高纯度的铝管加上一层 10 - 25以m 厚的铌 构成。铝管可加强超导体的机械强度，而且在失去超导性能时提供电流 的另外的通路。三相导体是同轴布置的，其优点是导体的表面积大，而电 缆的尺寸较小。此外，由于这种布置消除了杂散磁场，所以不需要电磁屏

蔽，三相导体之间也不存在机械的力。这是由于对第三相采用分裂导体 作为其他两相电流的回路，使所得到的电流具有正确的相位关系。

用液氦冷却的三相导体处在一个由液氮冷却的热辐射屏蔽内。液氮 循环系统共有 8 根管子，其中“来”、“回”各 4 根。为了防止热短路，将热辐 射屏蔽分成两个半圆形并用聚丙烯隔开。全部导体和低温管道均装在一

33kV750MW 三芯交流电缆

1—承重支撑  2—液氮管  3—聚丙烯绝缘条

4—超级热绝缘  5—聚丙烯管  6—具有防腐保护的钢管

7—绝缘隔板  8—铌、铝相导体  9—铅，铝相导体

10—辐射屏蔽  R—红相

Y1，Y2 —黄相  B1，B2 —绿相 N—液氦“来”管管壁

个聚丙烯的管子内。电缆的外壳是具有防腐保护的钢管。聚丙烯管子与 钢管之间填以超级绝热材料并保持真空。三相导体之间借液氦和真空作 为电气绝缘。为了保持三相导体同轴布置，必须使用绝缘支撑。 由于这 些支撑的介质常数与液氦和真空的不同，所以在这些支撑处形成了绝缘 的薄弱点。对于 10 公里长的这种线路，液氦的进口和出口温度分别为 4 . 2K 和 5 . 0K，而压力则分别为 2 . 2 和 2 . 0kg/cm2 。进口和出 口 的压力差 小，这是因为液氦的粘度非常小的缘故。这种电缆每段的制造长度不超 过 20m，因此在一条线路中要有很多接头，这是很不利的。此外电缆的结 构也较复杂，对于安装和修理都带来了困难。www.6xv1830.com

图 13 - 20 示出了另一种交流超导电缆的结构型式。导体是由铜条镀 上很薄一层的铌，以螺旋形绕成一个管状，因此是可挠的。导体的绝缘采 用液氦浸渍的绝缘带绕成，绝缘外面有一层用镀铌铜带制成的涡流屏蔽。 三相导体以三角形排列布置在一个不变钢制的管子内。液氦流过管子使 导体冷却，然后经过另一个小管回到制冷设备。不变钢管子系用钢丝绳 悬挂在一个由液氮冷却的，铝和不变钢合金制成的热辐射屏蔽内。整个 装置再用钢丝绳悬挂在一个保护钢管内。热辐射屏蔽内部保持真空，它 与保护钢管之间的间隙填以氧化铝粉末并抽真空作为绝热间隔。

这种结构的特点是以钢丝绳悬挂的办法代替固定的支撑。这样在安

装时可以有一些自由活动的余地。同时也避免了由于支撑冷缩引起的问 题。这种设计的优点是绕包绝缘在 4 . 2K 时的介质损耗非常低，缺点是投 入运行之前需要冷却的时间太长，约需 40 天。

图 13 - 21 示出了三芯 400kV5000MV·A 超导电缆的典型结构(也称之 为软导体结构)。每相缆芯有一对同心圆导体，其中内导体接相电压，外 导体接地。两者之间用液氦浸渍的包带绝缘。导体是由镀有一层厚约 15以m 铌的宽 10mm、厚 1mm 铜条组成的。因为外导体中的电流基本上与 相电流相等，而方向相反，所以缆芯外部几乎没有磁场。这样不仅基本上

消除了每相管道的涡流损耗，而且三相之间也不会有大的电动力存在。 每个缆芯放在一个单独的波纹钢管内。三个钢管以三角形排列由一个管 架夹紧，然后用支撑固定在一个装有滚轮的台架中。辐射热屏蔽借液氮 冷却到 73K 的温度。整个装置外面有一个保护钢管。液氦由两个缆芯管

道进入，由另一个缆芯管道返回。

三芯软导体交流超导电缆 1—相导体(镀铌铜带) 2—浸渍绝缘

(聚乙烯带 - 液氦) 3— 电屏蔽(镀铌铜带)

4—热绝缘分隔片 5—抽真空管接头 6—热

绝缘7—钢外壳 8—悬吊钢丝绳 9— 内壳

(不变钢) 10—热屏蔽(铝—不变钢)

三芯 400kV、

5000MV·A 超导电缆

1—外钢管 2—滑轮 3—超级热绝缘

4— 台架 5—热屏蔽 6—液氮管

7—支撑杆 8— 固定三芯的管架

9—液氦管(波形钢管) 10—氦管

间隔板 11—缆芯 12—拉引绳

13、14—液氦来回途径 15—真空

这种设计由于导体是可挠的，缆芯及其波纹管的制造长度可达 300m。 在现场装配好夹紧三芯的管架、热辐射屏蔽、液氮管道和台架后，借台架 的滑轮整体拉入保护钢管内，因此每 300m 只有一个接头。