时间:2023-04-29 15:25:06来源:搜狐
今天带来三峡电线电缆「比三峡更大的水电站」,关于三峡电线电缆「比三峡更大的水电站」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
电力的发展为城市的发展提供了能源保障,但相应的作为输送电力的电缆,数量也越来越多,密如蜘蛛网般的电线电缆,让我们的城市美丽受到了影响,让原本狭小的城市空间更加狭小,也带来了各种安全隐患。据最新的科学研究和实践,似乎超导电缆可以解决这个问题。今天就和大家分享这神奇的超导电缆。
首先从几个概念说起:
电线和电缆的区别?电线的话一般来说还是针对我们普通用户端的,比如说我们家庭里面有很多,一般是承载的电流也比较小。电缆,一般指大电流传输过程中的,比如说城市之间的电力传输使用。另外在结构上是不同的,一个电缆里面包含很多电线缠绕在一起,有一个多股的导体。
传统电缆的不足传统用的这种电缆,都是基于这种铜、铝的导线,然后再加上它的绝缘部分形成一个整体结构。电流通过它们的时候会发热,发热的时候会带来能量的损耗。我们原来用的传统的电缆很粗的,有的直径大概能在30至40厘米。同时体积也很大。
传统电缆
什么是超导电缆?超导电缆就是用超导材料代替了原来的铜和铝,形成的电缆结构,超导电缆最核心的就是它的电阻非常小,他的电阻变小了之后不发热了,这个时候能量的损失就能降到最低,这个超导其实起到减少电阻,减少电流损耗和作用。我们现在的超导电缆里面的核心是超导材料,就是超导现象的应用。
超导电缆
什么是超导现象?1911年荷兰物理学家昂内斯,将水银冷却到约零下268.8℃,发现电阻瞬间下降到零。此后昂立思路时发现,在足够低温的状态下,许多金属和合金的电阻都可以变为零,这种电阻突然消失的现象被称为超导现象,然后这些可以产生超导现象的材料,被称为超导材料。
昂内斯
我国的超导电缆经历过什么样的发展阶段?1、1987年,中国科学家物理研究所的赵忠贤团队发现了超高温超导体。超导体的临界温度提高到了零下183℃,这比最初的零下268.8℃,高度将近100℃,这一重大发现为超导电缆大规模研制成为可能。
2、1998年中国科学院电工所研制出了我国第1条一米长的超导电缆,成为了我国自主研发超导电缆的开端。
3、2012年我国的超导电缆首次进入用户端。在河南投入实际运营,这条长度360米的超导电缆为一家冶炼铝厂输送电力。2013年一条更实用的新型高温超导电缆,在上海一家大型炼钢厂投入示范运行,为超导电缆未来的大规模应用奠定了基础。
4、2021年9月,一条400米长的超导电缆,开始为深圳的标志性建筑平安大厦供电,这标志着我国的超导电缆开始走入普通百姓的生活中。同年12月,国家电网引入一条1.2公里的超导电缆,为上海徐家汇地区4万多户家庭和核心商业街供电,这条目前世界上用户数量最多的超导电缆标志着我国的超导电缆技术,走在了世界最前列。
和国际类似的超导电缆应用比较德国超导电缆有1公里10千伏,供电的用户只有我们国家的1/3。电缆的结构也有所不同,和我们相比,他们的电压等级差了很多,它的电压等级比较低。这两个不同的电压,完全就可以想象到它一定是越高的,供电的用户也越多,那么难度也要求越高,就难度和可靠性和要求,要比我们差很多。
超导电缆优势是什么?1、使用超导电缆,可以用低压传输电力。可以低到用35千伏实现原来的200多千伏的效能,为了减少电力传输过程的损耗,传输的时候的电压都会设得非常高,比如说将三峡电站电力送到上海市会有80万伏的超高压,我们知道,我们日常用电是220伏,这是一个巨大的电压差,这么高的电压怎么到我们普通家庭?就通过各种等级的变压器,要一级一级的降压,最后才能降到家用的220伏。
2、减少成本和节约占地面积,逐级降压这个过程中,变压器的体积和占地面积都很大,造价成本也很高,如果用低压传送,那么它的变压的难度就降下来了。那变压器购置成本、占地成本,都会有一个非常大的减少的,无论从造价还是从占地节省空间来说,都是有很大的好处的。
3、最重要的是让电的安全性、稳定性更高。我家是农村的,记得我们小时候家里用的钨丝灯炮,经常可以看到灯泡闪烁的现象,这就是电压不稳定造成的。后来随着电网改造,就很少见到了。
但超导电缆有一个特点。他平时传输额定电流的时候,他是电阻为零的,这个时候是没有损耗的。如果突然间有雷击,会产生一个大电流,这个时候它变回正常的导体了,这时就会有电阻,产生的大的电流就被电阻的热能消耗掉了。
使用超导电缆的意义有多大?传统电缆传输过程中是避免不了电能损耗的,使用超导电缆,直流几乎没有损耗,交流接近1%左右。据统计,全国整体电能损耗大约为7%左右,假如我们全国都用上这个超导电缆,全国就可以节省3至4个三峡电站发出的电量,这是非常可观的。
超导电缆一旦被广泛应用,除了可以为电力系统带来诸多好处,还会产生更为深远的影响!
1、未来的我们的城市都往大型综合化方向去发展,那如果用传统的电缆,可能我们的空间会越来越拮据,有了这种超导电缆,节少了空间,变相扩大了我们的生活空间。
2、电能损失减少以后,电费有可能会下降,这个与我们普通老百姓利益切实相关,假如价格下降以后,我们就可以多使用电力能源,替代一部分我们现在生活必须用的燃气,或者石化能源。
三峡水电站
3、现在电视上经常报道,新能源汽车充电桩不足的问题,特别是老旧小区因电力设施有限,一般不给安装充电桩,如果超导电缆能够大规模的实行,那么充电桩就不再是问题了,就会去建造出更多的充电桩,就汽车而言,使用清洁能源的比例越来越高,加上我们家里清洁能源使用的增加,变相的把双碳指标完成了。
所以在这个维度上,其实它能够体现的这个价值要远远多于直观看到的材料成本,可能给大给带来更大的贡献
未来超导电缆技术还将有哪些突破?是现在限制超导电缆的大范围应用的主要原因就是超导材料临界温度过低,要求技术难度高,难以普及使用,所以未来的主要研究方向就是发现临界温度更高的超导材料,如果发现做成这种输电材料,就大大节省成本。
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