超导电缆的结构（图）
图1 热绝缘结构电缆基本结构示意图
图2 冷绝缘结构电缆基本结构示意图 500 kV 交联电缆样品展示（图）(03-11-5)
探究高温超导电缆的研发现状和发展趋势辛国骥 发表时间：2018-08-13T17:09:51.327Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：辛国骥 [导读] 摘要：在我国快速发展的过程中，高温超导技术的发展，高温超导电缆已经在输电系统中有了实际应用。 （国网大同供电公司检修公司山西大同 037008） 摘要：在我国快速发展的过程中，高温超导技术的发展，高温超导电缆已经在输电系统中有了实际应用。与传统电缆相比，高温超导电缆具有传输容量大、损耗低、体积小、重量轻、可靠性高、节约资源、环境友好等优势，有望在未来电网发展中发挥重要作用。本文介绍了高温超导电缆的结构及特点、基本设计原理、传输电流与导体层电流分布及交流损耗等技术问题，并对高温超导电缆在交流和直流输电系统中的应用以及目前世界各国对高温超导电缆的研究及成果做了介绍。 关键词：高温超导电缆；现状；发展 引言 随着我国经济的快速发展，用电量在不断增长，对电网传输容量需求也日益增长。高温超导材料在液氮温度的传输电流密度比铜导体高至少两个量级，且采用无污染和火灾隐患的液氮作为冷却介质，因此高温超导电缆在提升电网输电能力，在现有电力系统升级和新电力系统建设中都具有重要应用前景。目前，国际上对高温超导交流电缆的研究已取得了很大的进展，技术较成熟，相继建成多条超导电缆示范工程。高温超导直流电缆起步较晚，所以目前国内外的直流电缆工程不多，但由于新能源的大量引入，高温超导直流电缆得到了越来越多的重视，各国也纷纷开展了对高温超导直流电缆的研究。本文简要介绍近十几年来国内外有关高温超导电缆研究和开发的进展情况，并对其未来发展趋势和关键技术进行简单介绍。 1高温超导电缆的原理结构 高温超导电缆与传统的普通电缆相比有比较大的差异，其主要结构包括：内支撑芯、电缆导体、绝热层、电气绝缘层、电缆屏蔽层和保护层。1）内支撑芯：通常为罩有密致金属网的金属波纹管，或一束铜绞线。内支撑芯的功能是作为超导带材排绕的基准支撑物。2）电缆导体：由高温超导带材绕制而成，一般为多层。3）绝热层：通常由同轴双层金属波纹管套制，两层波纹管间抽成真空并嵌有多层防辐射金属箔。绝热层的主要功能是实现电缆超导导体与外部环境的绝热，保证超导导体在低温环境下能够安全运行。4）电气绝缘层：高温超导电缆按绝缘层类型的不同可以分成热绝缘和冷绝缘两种，热绝缘超导电缆的电气绝缘层的结构和材料与常规电缆的电气绝缘层相同，位于绝热层外部；冷绝缘超导电缆的电气绝缘层浸泡在液氮的低温环境下。5）电缆屏蔽层和保护层：电缆屏蔽层和保护层的功能是电磁屏蔽、短路保护及物理、化学、环境保护等。 2发展现状 目前国内开展的直流超导电缆工程相对较少，只在河南中孚电解铝厂建有一条示范工程。2009年起，中国科学院电工所与河南中孚电解铝厂股份有限公司合作研制直流超导电缆，该电缆380m长、单相、电压/电流为1.3kV/10kA。电缆一端连接变电站的整流器，另一端连接电解铝厂的母线。2015年开始进行中低压、大电流直流高温超导电缆关键技术的研究。提出了一种新型的自磁屏蔽型高温超导直流电缆结构，旨在消除各层超导带材临界电流的衰减，进而提高直流电缆的电流容量。第一种自屏蔽电缆结构如图24所示，在此种结构的直流电缆中，相邻层的电流方向相反，能有效降低各层带材的磁场。例如，由于第1层与第2层的电流方向相反，它们产生的磁场在第3层处将相互抵消，这样，第3层带材的临界电流将不会受到第1、2层的影响。应用此结构，电缆各层无磁场影响，临界电流几乎等于自场临界电流，超导线利用率高，临界电流几乎无退化，且可以获得任意大的运行电流结构，无电磁泄露。另外，为减少电缆端部带材与电流引线的各层连接数目，降低接触电阻，按照相同思路，同时提出了另外一种结构。两种自屏蔽型结构电缆将有效地提高电缆的载流容量，无电磁辐射、无信息泄露的自磁屏蔽型低压大电流高温超导直流电缆在高保密要求、高稳定性要求的互联网数据中心、军用舰船上等低压大电流输电场合有着重要的应用。 3发展趋势 经过近20年发展，国际上对高温超导交流电缆的研究已取得了很大的进展，技术相对较为成熟，相继建成多条示范工程，国际上几组典型实验运行的高温超导电缆参数情况如图所示），交流高温超导电缆和常规电缆输送容量和电压等级的比较如图所示。对于交流高温超导电缆，冷绝缘结构是其实用结构。但是，电压等级不宜超过340kV，原因之一是电压等级太高，绝缘占据空间大，不能充分体现超导电缆高载流密度特性；原因之二是介质损耗太高，冷却费用大幅度增加，运行不经济。未来交流高温超导电缆技术主要是在220kV及以下电压等级，其传输容量比常规345kV交联聚乙烯电缆还高。此外，虽然国内也有几组超导电缆试验运行，但是长度都在100m及以下，且未见开发具有中间连接装置的超导电缆研发报道。电缆终端、套管、中间连接装置等附件也是未来超导电缆实用化研发的重要部件。
射频同轴电缆的技术参数 一、工程常用同轴电缆类型及性能： 1）SYV75-3、5、7、9…，75欧姆,聚乙烯绝缘实心同轴电缆。近些年有人把它称为“视频电缆”； 2）SYWV75-3、5、7、9…75欧姆,物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆。有人把它称为“射频电缆”； 3）基本性能： l SYV物理结构是100%聚乙烯绝缘；SYWV 是发泡率占70-80%的物理发泡聚乙烯绝缘电缆； l 由于介电损耗原因，SYV实心电缆衰减明显要大于SYWV物理发泡电缆；在常用工程电缆中，目前物理发泡电缆仍然是传输性能最好价格最低的电缆，在视频、射频、微波各个波段都是这样的。厂家给出的测试数据也说明了这一点； l 同轴电缆都可以在直流、射频、微波波段应用。按照“射频”/“视频”来区分电缆，不仅依据不足，还容易产生误导：似乎视频传输必须或只能选择实心电缆（选择衰减大的，价格高的？）；从工程应用角度看，还是按“实芯”和“发泡”电缆来区分类型更实用一些； l 高编（128）与低编（64）电缆特性的区别：eie实验室实验研究表明，在200KHz以下频段，高编电缆屏蔽层的“低电阻”起主要作用，所以低频传输衰减小于低编电缆。但在200-300KHz以上的视频、射频、微波波段，由于“高频趋肤效应”起主要作用，高编电缆已失去“低电阻”优势，所以高频衰减两种电缆基本是相同的。 二、了解同轴电缆的视频传输特性——“衰减频率特性” 同轴电缆厂家，一般只给出几十到几百兆赫的几个射频点的衰减数据，都还没有提供视频频段的详细数据和特性；eie实验室对典型的SYWV75-5、7/64编电缆进行了研究测试，结果如下图一： 同轴传输特性基本特点： 1. 电缆越细，衰减越大：如75-7电缆1000米的衰减，与75-5电缆600多米衰减大致相当，或者说1000米的75-7电缆传输效果与75-5电缆600多米电缆传输效果大致相当； 2. 电缆越长，衰减越大：如75-5电缆750米，6M频率衰减的“分贝数”，为1000米衰减“分贝数”的75%，即15db；2000米（1000+1000）衰减为20+20=40db,其他各频率点的计算方法一样。依照上面1000米电缆测试数据，计算不同长度电缆衰减时，请记住“分贝数是加碱关系”或“衰减分贝数可以按照长度变化的百分比关系计算”，就可以灵活运用了； 3. 频率失真特性：低频衰减少，高频衰减大。高/低边频衰减量之差，可叫做“边频差值”，这是一个十分重要参数。电缆越长，“边频差值”越大；充分认识和掌握同轴电缆的这种“频率失真特性”，这在工程上具有十分重要的意义；这是影响图像质量最关键的特性，也是工程中最容易被忽视的问题； 三、工程应用设计要点 网上技术论坛里经常有人问：75-5电缆能传多远？回答有300米，500米，600米，还有说1000多米也可以的。为什么会有这么多答案呢？原因是没有一个统一的标准。既然工程中同轴电缆是用来传输视频信号的，而视频传输最后又体现为图像，所以谈同轴电缆和同轴视频传输技术应用，就离不开图像质量，离不开决定图像质量的“视频传输质量”和标准。 1. 视频传输标准的参数很多，这里仅举一个十分重要的“频率特性”例子来理解。视频图像信号是由0-6M不同频率分量组成的。低频成分主要影响亮度和对比度，高频分量主要影响色度、清晰度和分辨率。显然，对视频传输的基本要求，不是只恢复摄像机原信号亮度、对比度就行了，而且还必须恢复摄像机原信号中各种频率份量的相对比例关系。“恢复”不可能
第27卷第5期低 温 物 理 学 报Vol.27,No.5 2005年11月CHIN ESE J OURNAL OF LOW TEMPERA TU RE P H YSICS Nov.,2005 超导电缆与传统电缆生命周期费用的比较3 席海霞 任安林 信 赢 北京云电英纳超导电缆有限公司,北京 100176 超导电缆作为高温超导技术电力应用的一个主要发展方向,由于其低损耗、大容量、无 污染等优点受到越来越多的关注.本文提供了一组比较超导电缆和传统电缆生命周期费用 的计算模型,根据该组模型可以对制冷机价格、超导电缆费用、制冷机效率、电缆负荷状态等 因素如何影响超导电缆生命周期费用进行分析,为高温超导的产业化发展提供方向.文章最 后给出一组超导电缆与传统电缆的比较实例, 关键词:生命周期费用,超导电缆,传统电缆 PACC:7400,7490 1引 言 超导电缆作为高温超导技术电力应用的一个主要发展方向,由于其低损耗、大容量、无污染等优点受到越来越多的关注.但是,由于目前超导电缆的造价还很高,超导电缆输电线路的初投资规模巨大,加上超导电缆的工业化生产能力还不高,所以超导电缆的大规模应用还需十年或更长的时间. 本文引用了一组比较超导电缆与传统电缆生命周期费用的数学模型,并通过具体实例对影响超导电缆大规模应用的因素进行了分析. 2超导电缆简介 超导材料的零电阻特性使其成为电流传输的理想导体.使用超导材料作为导体的电力传输电缆被称为超导电缆.低温超导电缆以液氦作为冷却剂,由于液氦价格昂贵,使得低温超导电缆失去了工业应用的可行性.使用高温超导材料制作超导电缆,可以在液氮的冷却下无电阻地传输电能,由于液氮的价格低廉,使高温超导电缆的大规模应用成为可能. 超导电缆主要包括电缆本体、电缆终端和低温制冷系统.其中,电缆本体为电力传输主体,主要依靠超导线材进行电力传输,高温超导线材的运行温区为液氮温区(-196℃).终端 3国家863计划(项目编号:2004AA306110),北京市科委2001重大科技项目(项目编号:H020*********),2004云南省合作项目(项目编号:2003BADCA05A041)资助的项目. 作者email:xi_haixia@https://www.doczj.com/doc/6c16733750.html,. 收稿日期:2005203231
电缆和附件的基本知识 一、电力电缆结构特性： 1)油浸纸绝缘统包型电缆 三芯油浸纸绝缘电力电缆结构图 1—扇形导体；2—导体屏蔽；3—油浸纸绝缘；4—填充物； 5—统包油浸纸绝缘；6—绝缘屏蔽；7—铅（或铝）护套； 8—垫层；9—钢丝铠装；10—聚氯乙烯外护套 2)油浸纸绝缘分相铅包（铝包）型电缆 分相铅套电力电缆结构图 1—导体；2—导体屏蔽；3—油纸绝缘层；4—绝缘屏蔽； 5—铅护套；6—内垫层及填料；7—铠装层；8—外被层；
3)XLPE绝缘电缆 110kVXLPE绝缘电缆结构图 1)导体 传输负荷电流 2)导体屏蔽层 作用： a、屏蔽层具有均匀电场和降底线芯表面场强的作用； b、线芯与绝缘之间的过渡，绝缘间的粘结 c、与线芯一起形成内电极 3)绝缘层 作用： 绝缘是将高压电极与地电极可靠隔离的关键结构。 4)绝缘屏蔽层： 作用：保证…….能与绝缘紧密接触，克服了绝缘与金属无法紧密接触而产生气隙的弱点，而把气隙屏蔽在工作场强之外，在附件制作中也普遍采用这一技术。 5)阻水层（缓冲层）
纵向阻水、隔热、防挤压 6) 金属屏蔽层： 作用： a 、 形成工作电场的低压电极，当局部有毛刺时也会形成电场强度很大的情况，因此也要力图使导体表面尽量做到光滑完整无毛刺； b 、 提供电容电流及故障电流的通路，因此也有一定的截面要求。 C 、机械保护、径向防水（管状） 7) 护层： 作用：是保护绝缘和整个电缆正常可靠工作的重要保证，针对各种环境使用条件设计有相应的护层结构，主要是机械保护（纵向、经向的外力作用）防水、防火、防腐蚀、防生物等，可以根据需要进行各种组合。 8) 石墨层 形成一均匀的导电层，使护套接地均匀 二、电场的基本概念 1、库仑定律 在真空中，两个点电荷之间的相互作用力的方向沿着两个点电荷的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸，作用力的大小与两电荷电量 q 1和q 2的乘积成正比，与两电荷之间的距离的平方成反比。 F 12 = F 21 = K q 1q 2 γ 12 2 K 是一个恒量，单位是牛顿·米2/库仑2 2、介电常数
超导电缆的发展情况 什么是超导电缆 超导电缆是利用超导在其临界温度下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的。其传输容量远远超过充油电缆，亦大于低温电缆，可达10000MVA以上，是正在大力研究发展中的一种新型电缆。由于超导体的临界温度一般在20K以下，故超导电缆一般在4.2K的液氦中运行。超导电缆的结构有刚性和可挠性两种形式，缆芯分单芯和三芯。设计时须充分考虑其组成材料的膨胀系数，以免电缆因热胀冷缩产生过大内应力而受损。超导电缆是解决大容量、低损耗输电的一个重要途径，由于它的潜在优势如此诱人，所以各国科技工作者为此正在进行大量的研制工作。 发展过程中遇到的问题 超导体发展过程中，材料是生产一切物资的根本, 新材料则是其他产业振兴与发展的前提。因此, 解决能源问题势必要大力发展新材料事业。在众多的新材料中, 高温超导材料是不可小觑的一种力量。它以节能、环保、可替代多种材料而一枝独秀。可喜的是, 中国是继美国、丹麦之后, 世界上第三个将超导电缆投入电网运行的国家。目前, 我国电力、通信、国防、医疗等方面的发展关键技术问题众多, 急需利用超导技术解决。同时我国工业发展对电能需求量日益增长。而电力资源和负荷分布不均, 因此长距离、低损耗的输电技术十分迫切。据韩教授统计, 假如能建立起一个全国性的电力网,由于无电阻,电力网中就无损耗,那么将节省10%左右因输送而造成的电力损耗。另外, 电力工业发展的需求越来越大, 市场发展对供电质量和可靠性的要求越来越高, 常规电力技术已越来越不能满足需要, 因此发展超导材料势在必行。 超导材料有着广阔的应用前景, 但要用超导材料来改进现有的科技工程又决非易事。科学家和工程师们所遇到的困难是如何使超导材料实用化, 即提高临界转变温度、临界电流密度和改良其加工性能, 制造出理想的超导材料。目前面临的主要问题如下: 1提高临界电流密度，目前, 高温超导材料的最突出的问题是在外加磁场下, 临界电流密度偏低。超导薄膜,一般是在弱磁场中工作, J c 值(~l06A /era )基本可满足电子器件的要求。但体材和线(带) 材的J c 值还远未达到实用化所要求的水平, 特别是在有外加磁场时, J c 急剧下降。科学家对影响J c 的原因和解决办法进行了大量研究。许多科学家都认为,影响J c 的主要原因是:(1)晶界间的弱连结; (2) 晶粒中的磁力线运动 . 2弱连结，造成弱连结的原因及弱连结的性质尚不十分清楚。一般认为是由于生成的晶体结构不佳、在晶界处存在位错、晶界处化学成份的改变及结晶的细微裂纹等原因使通道上的电流受阻。解决的方法
同轴电缆的一个回路是同轴对,它是对地不对称的.在金属圆管(称为外导体)配置另一圆形导体(称为导体),用绝缘介质使两者相互绝缘并保持轴心重合,这样所构成的线对称同轴对。同轴电缆可用于开通多路栽波通信或传输电视节目,也可用同轴电缆传输高数码的数据信息(如UL2919屏幕线) 1.一次传输参数: 同轴电缆的一次传输参数主要随电流的频率及电缆结构尺寸D/d变化而变化. (1).有效电阻,随频率的增大而增大.而与外导体直径比没直接的关系. (2).电感随频率的增大而减小,随外导体直径比增大而增大. (3).电容与频率无关,随直径比的增大而减小. (4).电导与频率基本上成正比,随直径的增大而减小. 具体计算公式如下: 1.1.有效电阻: 同轴电缆的有效电阻包括导体的有效电阻及外导体的有效电阻,当外导体都是铜导体时,总的有效电阻为: 1.2有效电感: 同轴回路的电感由.外导体的电感和外导体之间的外电感组成,当外导体都是铜时,回路的电感为: 1.3同轴电缆电容﹕ 同于同轴电缆无外部电场,所以同轴对的工作电容就等于同轴对外导体间的部分电容,电容计算可按圆柱形电容器的电容公式来计算:
Dw-外导体结构的修正系数(理想外导体Dw=0,非理想外导体Dw=编织外导体中的单线直径) K1-导体结构的修正系数, D1-同轴线外导体径(mm) 1.4绝缘电导: 同轴对的绝缘导体G由两部分组成: 一是由绝缘介质极化作用引起的交流电导G~,另一个部分是由于绝缘不完善而引起的直流电导G0: G=G0+G~ 2.二次传输参数: 二次传输参数是用以表征传输线的特性参数,它包括特性阻抗ZC,衰减常数α,及相移常数. 2.1.同轴电缆特性阻抗﹕ 2.1.1.对于斜包,铝箔纵包可近似看作是理想外导体,计算如下:
电力电缆的结构及种类简介 一、电力电缆的基本结构 不论是何种种类的电力电缆，其最基本的组成有三部分，即导体、绝缘层和护层。对于中压及以上电压等级的电力电缆，导体在输送电能时，具有高电位。为了改善电场的分布情况，减小导体表面和绝缘层外表面处的电场畸变，避免尖端放电，电缆还要有内外屏蔽层。总得来说，电力电缆的基本结构必须有导体（也可称线芯）、绝缘层、屏蔽层和护层四部分组成，这四部分在组成和结构上得差异，就形成了不同类型、不同用途的电力电缆，多芯电缆绝缘线芯之间，还需要添加填芯和填料，以利于将电缆绞制成圆形，便于生产制造和施工敷设。 1.导体（或称导电线芯）： 其作用是传导电流。有实芯和绞合之分。材料有铜、铝、银、铜包钢、铝包钢等，主要用的是铜与铝。铜的导电性能比铝要好得多。 2.耐火层： 只有耐火型电缆有此结构。其作用是在火灾中电缆能经受一定时间，给人们逃生时多一些用电的时间。 3.绝缘层： 包覆在导体外，其作用是隔绝导体，承受相应的电压，防止电流泄漏。 绝缘材料有多种多样，有的要求介电系数要小，以减少损耗，有的要求有阻燃性能或能耐高温，有的要求电缆在燃烧时不会或少产生浓烟或有害气体，有的要求能耐油、耐腐蚀，有的则要求柔软等。 4.屏蔽层： 在绝缘层外，外护层内，作用是限制电场和电磁干扰。 对于不同类型的电缆，屏蔽材料也不一样，主要有：铜丝编织、铜丝缠绕、铝丝（铝合金丝）编织、铜带、铝箔、铝（钢）塑带、钢带等绕包或纵包等。 5.填充层： 填充的作用主要是让电缆圆整、结构稳定，有些电缆的填充物还起到阻水、耐火等作用。主要的材料有聚丙烯绳、玻璃纤维绳、石棉绳、橡皮等，种类很多，但有一个主要的性能要求是非吸湿性材料，当然还不能导电。 6.内护层：
国产同轴电缆的型号和含义 视频信号传输一般采用直接调制技术、以基带频率（约8MHz 带宽）的形式，最常用的传输介质是同轴电缆。同轴电缆是专门设计用来传输视频信号的，其频率损失、图像失真、图像衰减的幅度都比较小，能很好的完成传送视频信号的任务。 视频信号传输线有同轴电缆(不平衡电缆)、平衡对称电缆(电话电缆)、光缆。平衡对称电缆和光缆一般用于长距离传输，对于宾馆酒店等建筑一般采用同轴电缆传输视频基带信号的传输方式。当采用75－5同轴电缆时，一般传输距离在300m 时，应考虑使用电缆补偿器。如采用75－9同轴电缆时，摄像机和监视器间的距离在500m 以内可不加电缆补偿器。 国产通信电缆的型号采用拼音字母和阿拉伯数字组成，他的排列次序和含义如下： 选用同轴电缆时，要选用频率特性好、电缆衰减小、传输稳定、防水性能好的电缆。 国内生产的同轴电缆可分为实芯和藕芯两种。芯线一般用铜线，外导体有铝管和铜网加铝箔。绝缘外套分为单护套和双护套两种。国产同轴电缆型号统一标准的格式如下： 特性阻抗 例如：SYV-75-3-1型电缆表示同轴射频电缆，用聚乙烯绝缘，用聚氯乙烯做护套，特性阻抗为75Ω，芯线绝缘外经为3mm ，结构序号为1。
常用同轴电缆型号的规格和主要参数 电缆型号绝缘形式芯线外经 mm 绝缘外经 mm 电缆外经 mm 特性阻抗 Ω 衰减常数（dB/100m) 30(MHz) 200(MHz) 800(MHz) SYKV-75-5 藕芯式 1.10 4.7 7.3 75±3 4.1 11 22 SYKV-75-12 藕芯式 2.60 11.5 15.0 75±2.5 1.6 4.5 10 SSYKV-75-9 藕芯式 1.90 9.0 13.0 75±3 2.1 5.1 11 SIOV-75-5 藕芯式 1.13 5.0 7.4 75±3 3.5 8.5 17 SIZV-75-5 竹节式 1.20 5.0 7.3 75±3 4.5 11 22 SYDV-75-9 竹节式 2.20 9.0 11.4 75±3 1.7 4.5 9.2 SYDV-75-12 竹节式 3.00 11.5 14.4 75±2 1.2 3.4 7.1 SDVC-75-7 藕芯式 1.60 7.3 10.0 75±2.5 2.6 7.1 15.2 SDVC-75-12 藕芯式 2.60 11.5 14.4 75±2.5 1.7 4.5 10
什么叫做高温超导电缆 发布日期：[2008-3-26] 高温超导电缆按传输的电力形式，可分为交流和直流两种；按其结构特点来划分，根据电气绝缘材料运行温度的不同，分为热绝缘或室温绝缘超导电缆（WD）和冷绝缘超导电缆（CD）。热绝缘超导电缆的电气绝缘层与常规电力电缆的绝缘层类似，工作在常温下；冷绝缘超导电缆的电气绝缘层工作在液氮的低温环境下，对绝缘材料的要求更高。当然，也可依照常规电力电缆的分类，分为单相电缆和多相电缆。 热绝缘超导电缆的基本结构，从内到外，依次为：管状支撑物（一般为波纹管，内通液氮）；超导导体层（为超导带材分层绕制）；热绝缘层（为真空隔热套件）；常规电气绝缘层（工作在常温下）；电缆屏蔽层和护层（与常规电力电缆类似）。 冷绝缘超导电缆的基本结构，从内到外，依次为：管状支撑物（内通液氮）；超导导体层（为电缆载流导体）；电气绝缘层（工作在液氮低温环境下）；超导屏蔽层（为超导带材绕制）；液氮回流层（与管状支撑物内的液氮构成液氮回流循环）；热绝缘层（为真空隔热套件）；常规电缆屏蔽层和护层。 终端(Termination)是高温超导电缆结构中的重要组成部分，是HTS电缆和外部其他电器设备之间相互连接的端口，也是电缆冷却介质和制冷设备的连接端口，担负着温度和电势的过渡。终端的结构是和电缆的结构相配套的，冷绝缘结构的电缆，由于多了一层超导屏蔽层和液氮回流层，结构较复杂。 电缆本体的超导导体层和常规金属在液氮环境下连接（SC-NC接头），再由常规金属（电流头）从液氮温度引出过渡到常温，电流头的尺寸经过专门设计，以求温度过渡均匀和整体导热最小。终端的热绝缘结构将尽量降低热漏；电气绝缘保证了电流头的绝缘强度和液氮从地电位（制冷系统）到高电位（电缆终端）的过渡。 德国著名学府和研究院近期发表的一篇文章<1>，共70页，全面从详介绍了当前超导材料的科研和应用现状。加拿大皇后大学发表了一篇文章<2>，系统的总结了元素和简单化合物的超导行为。现试将其部分主要内容，结合一些相关资料，简要归纳如下，供参考A/，引言。 超导现象，自从1911年被发现后，始终是引起人们强烈兴趣的主题。没有电阻的电流意味著在节能，高效和环保等多方面难以想象的巨大经济利益。同时他又不是一个简单的完全导体，还具有在1933年发现的超导体排斥磁场的麦斯纳(M e is s n e r)效应。这是完全导体所无法解释的现象。因此应该把它看作是一种物质的全新热力学状态。<1,2> 随着制冷技术和高压实验技术的发展，特别是1968年时，实验装置所允许的最高压力为25G Pa,而今已达260G Pa.(1G Pa=10197.16k g/c m2~10000k g/c m2).于是越来越多的元素和化合物，都已观察到超导现象。超导已不再是稀有罕见的奇迹，而是相对普偏现象。 1960年后，从有机物中寻找超导体的工作已经开始。1980年第一个有机超导体，te t ra m e t hy l-tet r as e le n a f u lva l e n e-p h o s p h o r u s h exa f lo r id e <(T M T S F)2P F6>出现<13>，Tc 4.2 K.随后又有Tc值提高到10 K的报导.于是研究论文大量涌现。F u l le re n e虽属单体，但结构庞大，近似于有机物。其C60的Tc竟高达33，明显超过了1986年前的最高记录23 K<1>.近期有机超导体的研究，也有很大发展<14>。2001年M g B2超导性能的发现，引起了人们极大的注意。一方面是由于它的Tc值达到了40K,另一方面是因为他的结构简单，制造成本低。在2001年时，已能成吨生产。在此基础之上<1,16>，目前正在寻找进一步提高Tc值的新化合物。B/,应用寻找工业应用永远是推动研究的推动力。从应用角度看，初期的超导材料很容易被外界磁场所抑制。实际应用困难较多。被称为I型超导材料。能在强磁场下保留其超导特性的材料，被称为I I型超导材料，或称硬超导材料。这些材料不像I型超导材料那样临界温度转变很突然，而是有一个过度区。在此区内，Tc值随外加磁场的加大而下降，故有两个临界磁场值，H c1和H c2.<17>。I I型超导由于H c2值较大，其应用领域十分广阔。如N b T i,N b3S n已形成了数十亿欧元的市场分额，作成超导线圈，制成电磁铁，用于M R I或高能物理所用粒子加速器。这些都是常规线圈无法达成的。虽然I I型超导应用潜力很大，但深度冷冻则需要相应的资金，装备和能量。特别是大型设备所需投入很大。在成本上的竞争力还嫌不足。因此许多大型电力系统的设备或部件，尽管作了很多精心设计，都还停留在试运行或示范阶段<17-20>.随着冷冻技术的发展和小型化<21>，许多微型超导电路结合了微型冷冻装置的开发，却已领先进入了市场，如S Q UI D在医疗器械，计算机芯片制造方面的应用等。高温超导滤波器正在向手机渗透
射频同轴电缆是用于传输射频和微波信号能量的。它是一种分布参数电路，其电长度是物理长度和传输速度的函数，这一点和低频电路有着本质的区别。 射频同轴电缆分为半刚，半柔和柔性电缆三种，不同的应用场合应选择不同类型的电缆。半刚和半柔电缆一般用于设备内部的互联；而在测试和测量领域，应采用柔性电缆。 半刚性电缆 顾名思义，这种电缆不容易被轻易弯曲成型，其外导体是采用铝管或者铜管制成，其射频泄漏非常小（小于－１２０ｄＢ），在系统中造成的信号串扰可以忽略不计。这种电缆的无源互调特性也是非常理想的。如果要弯曲到某种形状，需要专用的成型机或者手工的模具来完成。如此麻烦的加工工艺换来的是非常稳定的性能，半刚性电缆采用固态的聚四氟乙烯材料作为填充介质，这种材料具有非常稳定的温度特性，尤其在高温条件下，具有非常良好的相位稳定性。 半刚性电缆的成本高于半柔性电缆，大量应用于各种射频和微波系统中。 半柔性电缆 半柔性电缆是半刚性电缆的替代品，这种电缆的性能指标接近于半刚性电缆，而且可以手工成型。但是其稳定性比半刚性电缆略差些，由于其可以很容易的成型，同样的也容易变形，尤其在长期使用的情况下。 柔性（编织）电缆 柔性电缆是一种“测试级”的电缆。相对于半刚性和半柔性的电缆，柔性电缆的成本十分昂贵，这是因为柔性电缆在设计时要顾及的因素更多。柔性电缆要易于多次弯曲而且还能保持性能，这是作为测试电缆的最基本要求。柔软和良好的电指标是一对矛盾，也是导致造价昂贵的主要原因。 柔性射频电缆组件的选择要同时考虑各种因素，而这些因素之间有些的相互矛盾的，如单股内导体的同轴电缆比多股的具有更低的插入损耗和弯曲时的幅度稳定性，但是相位稳定性能就不如后者。所以一条电缆组件的选择，除了频率范围，驻波比，插入损耗等因素外，还应考虑电缆的机械特性，使用环境和应用要求，另外，成本也是一个永远不变的因素。 在本节中，详细讨论了射频同轴电缆的各种指标和性能，了解电缆的性能对于选择一条最佳的射频电缆组件是十分有益的。 特性阻抗 射频同轴电缆由内导体，介质，外导体和护套组成。 “特性阻抗”是射频电缆，接头和射频电缆组件中最常提到的指标。最大功率传输，最小信号反射都取决于电缆的特性阻抗和系统中其它部件的匹配。如果阻抗完全匹配，则电缆的损耗只有传输线的衰减，而不存在反射损耗。电缆的特性阻抗（Ｚｏ）与其内外导体的尺寸之比有关，同时也和填充介质的介电常数有关。由于射频能量传输的“趋肤效应”，与阻抗相关的重要尺寸是电缆内导体的外径（ｄ）和外导体的内径（Ｄ）： Ｚｏ（?）＝１３８√ε×ｌｏｇＤｄ 常见的射频同轴电缆绝大部分是５０?特性阻抗的，这是为什么呢？ 通常认为导体的截面积越大损耗就越低，但事实并非完全如此。同轴电缆的每单位长度的损耗是ｌｏｇＤｄ的函数，也就是说和电缆的特性阻抗有关。经过计算可以发现，当同轴电缆的特性阻抗为７７?时，单位长度的损耗最低。 对于同轴电缆的最大承受功率，通常认为内外导体的间距越大，则同轴电缆可承受电压越高，即承受功率越大，但实际上也不完全准确。同轴电缆的最大承受功率同样与其特性阻抗有关。可以计算出当同轴电缆的特性阻抗为３０?时，其承受的功率最大。 为了兼顾最小的损耗和最大的功率容量，应该在７７?和３０?之间找一个适当的数值。二者的算术平均值为５３．５?，而几何平均值为４８．０６?；选取５０?的特性阻抗可以做到二者兼顾。此外，５０?阻抗的连接器也更加容易设计和加工。 绝大部分应用于通信领域的射频电缆的特性阻抗是５０?；在广播电视中则用到７５?的电缆。 大部分的测试仪器都是５０?的阻抗，如果要测量７５?阻抗的器件，可以通过一个５０～７５?的阻
低压电力电缆 技术规 甲方签字盖章：乙方签字盖章：年月日年月日
目录 1电缆结构示意图及尺寸 2 电缆技术参数表 3 持续（ 100％负荷率）运行载流量计算书 4短时过负荷曲线 5导体和金属套热稳定计算书 6电缆绝缘厚度计算书 7牵引头及封帽结构图 8电缆安装使用维护说明书 9 原材料一览表 10生产实验设备一览表 11主要生产设备清单 12主要实验设备清单 13 电缆制造工艺说明 1 电缆结构示意图及尺寸 （1）结构示意图
（2） JKLGYJ1× 50mm2结构尺寸 序号结构标称厚度 mm 标称外径 mm 1 导电线芯—26.6(-0.1,+0.1) 2 导体包带0.14 27.2 3 导体屏蔽 (挤制 ) 1.0 29.0 4 绝缘17.0 63.0(-0.5,+1.5) 5 外屏蔽 1.0 65.0 6 半导电阻水带 (近似值 ) 2.0 71.0 7 皱纹铝护套 2.0 84.5(-2.0,+2.0) 8 防蚀层0.25 85.0 9 外护套 4.5 94.0 10 外半导电层0.5 95.0(-3.0,+3.0) 2电缆技术参数表（卖方应填写的工程和数据） JKLGYJ1× 50mm2 序号工程单位卖方保证 1制造工艺概要
1.1 交联方式（ VCV、CCV、MDCV 或其它）VCV 1.2 、外半导电层与绝缘层挤出方式三层共挤1.3 有无应力消除装置有 1.4 PE 原料纯度（杂质含量径向最大尺寸）1kg 中杂质微粒大于 100 μm数为0 1.5 可制造最高电压等级kV 1.26 1.6 可制造最大绝缘厚度mm 50 1.7 可制造最大导体截面积mm2 50 2技术参数 2.1 额定电压（ Uo/U ）kV 0.64/1.26 2.2 最高工作电压（ Um）kV 126 2.3 基准冲击耐压水平（ BIL ）kV 2 2.4 电缆芯数和导体标称截面积芯数× mm2 l ×50 2.5 导体 a.材料铜 b.根数及其组合形状60 根、圆形紧压 c.紧压系数≮0.90 d.标称外径mm 26.6 2.6 半导电带 a.材料半导电尼龙带 b.厚度mm 0.14（标称） 2.7 挤出导电屏蔽 a.材料超光滑交联型半导电屏蔽料 b.厚度mm 1.0 2.8 绝缘 a.材料超净交联聚乙烯绝缘料 b.标称厚度mm 17.0 c.最小厚度mm 16.15 2.9 额定下导体屏蔽处的最大场强kV/mm 5.69 2.10 挤出绝缘屏蔽 a.材料超光滑交联型半导电屏蔽料 b.厚度mm 1.0 2.11 衬垫和纵向阻水构造绝缘屏蔽外绕包 4 层半导电阻水缓冲带 2.12 金属屏蔽由金属套代替 a.材料/ b.形式mm / 2.13 金属套或综合防水层
超导输电的现状与发展 电气1312 汤利文 9号 摘要：超导是一项尖端的技术，有所突破之后，对于人们来说会有非同一般的意义。而电的运输更是与我们的生活息息相关，有了超导技术的运用，输电将会变得极致高效。超导输电技术已逐步从实验走向生活，卓越的性能已被认可，具有良好的前景。 关键词：高温超导电缆；原理；节能；发展 引言：随着经济和社会的发展，人们对电能的需求量日益增长，使得电力系统各部分电气紧密连接，电力系统向更大规模方向发展，对电能品质和供电可靠性提出更高要求，对电气设备的环保要求和节能要求更严格。由于中国电力资源和负荷分布不均，使得长距离输电成为必然。而电能在传输中的损耗成为急需解决的突出问题。据统计，传统电线或电缆受铜、铝等基本导电材料电导率限制，2007 年中国在输变电过程中的损耗大约为7.5%(其中线路损耗约占70%左右)。为减少电能输变电过程中的损失，也需采用新型输电方式来实现资源节约型电能输送。作为智能电网基础技术之一，高温超导电缆采用具有很高传输电流密度的高温超导材料作为导体，其诸多优点已在电力工业中引起了越来越多的关注。使用了超导输电之后，那么就可以完全没有电能损失了，这样甚至可以取消目前普遍的高压传输。使用
了超导输电之后，那节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。 原理： 在很低的温度下，物体的所有的电子速率降低，价电子运转在固定的平面上，达到临界温度，价和电子运转速率越来越低。核心习惯于常温下的核外电子快速运转，价和电子运转缓慢，造成了原子暂时缺失价电子的现象。核心就挪用相邻核心的价电子，相邻核心又挪用，所有的核心都向某一方向近邻挪用，于是就形成外层电子公用。这种核外层电子公用的状态就是物质的超导态，核外层电子处于公用的状态的物体就是超导体。通俗的讲，超导电缆的电阻非常小，而电缆在传输电能过程中主要的损耗就是电阻造成的。精确的讲，超导电缆还有特殊的结构，因为在交流系统中的阻抗不仅仅是电阻，总的来说，超导电缆有极小的导体电阻和系统阻抗，以大大降低电能传输过程中的损耗。 高温超导电缆： 英语全称High-Temperature Superconducting Power Cable，它由电缆芯、低温容器、终端和冷却系统四个部分组成。其中电缆芯是高温超导电缆的核心部分，包括骨架层、导体层、绝缘层和屏蔽层等主要部件。
射频同轴电缆行业分析报告
目录 一、所属行业及行业管理体制 (4) 1、所属行业情况 (4) （1）电线电缆行业近年整体呈现快速增长趋势 (5) （2）电线电缆各分支产业发展速度不均衡 (6) （3）企业数量多、规模小，电线电缆行业产业集中度低，但正逐步提高 (6) （4）主要竞争手段由目前的价格竞争正逐步向品牌竞争和技术竞争转变 (6) （5）特种电缆逐渐成为行业内发展的重点领域 (7) 2、行业监管体制 (7) 二、射频同轴电缆的定义、用途、结构及分类 (9) 1、射频同轴电缆的定义及用途 (9) 2、射频同轴电缆的基本结构及分类 (9) （1）射频同轴电缆的基本结构 (9) （2）射频同轴电缆的分类 (11) 三、行业发展概况 (13) 四、行业的主要法律法规及产业政策 (14) 五、行业竞争情况 (16) 1、行业竞争格局 (16) （1）全球竞争格局 (16) （2）国内竞争格局 (16) 2、市场容量、发展前景及市场供求状况 (17) （1）行业市场容量及未来几年的增长趋势 (17) （2）市场前景分析 (18) （3）市场供求情况 (22) 3、行业内的主要企业及其市场份额 (22) （1）行业内主要企业 (22) （2）行业内主要企业的市场份额 (24)
4、行业利润水平的变动趋势及变动原因 (24) 5、进入本行业的主要壁垒 (25) （1）技术壁垒 (25) （2）资金壁垒 (26) （3）客户关系壁垒 (26) 六、影响行业发展的有利因素和不利因素 (27) 1、有利因素 (27) （1）国内宏观经济复苏 (27) （2）国家产业政策支持 (27) （3）全球通信设备制造业采购中心向中国转移 (28) （4）发达国家需求稳定，发展中国家和地区需求快速增长 (28) 2、不利因素 (29) （1）行业自主创新意识和能力不强，知识产权保护不力导致行业竞争无序 (29) （2）原材料价格波动加大行业经营风险 (29) 七、行业技术水平及发展趋势 (29) 1、行业技术水平 (29) 2、行业技术发展趋势 (30) （1）降低衰减和驻波比 (30) （2）提高电缆的特殊性能 (31) （3）研发高端绝缘介质 (31) （4）提高电缆的环保特性 (31) 3、行业的周期性、区域性 (32) （1）行业的周期性 (32) （2）行业的区域性 (32) 八、上下游行业发展状况及其对本行业的影响 (33) 1、上游行业 (33) 2、下游行业 (34)
同轴电缆的信号传输特性分析关键词:同轴电缆传输损耗屏蔽衰减 深圳市西艾特电子技术有限公司总工程师 heml 一、概述 在当今的信息社会,通过同轴电缆传输信号得到了广泛的应用。因此,它有待于人们对它进行更加深入和全面的了解。 自从美国贝尔实验室 1929年发明同轴电缆以来,已经过了数十年历史。在这期间, 同轴电缆通过了多次改进。第一代电缆采用实芯材料作为填充介质, 由于它对高频衰减大, 现在通常主要把它用于传输视频信号。后来人们把聚乙烯采用化学方法发泡作为填充介质。其发泡度可达 30%, 高频传输特性有所提高。我们把这称为第二代电缆。 80年代,第三代纵孔藕芯电缆出现,它的高频衰减达到目前新型电缆的水平。但化学发泡电缆和纵孔藕芯电缆的防潮特性都不好。 90年代初, 市场推出了物理发泡电缆和竹节电缆。我们称为第四代电缆。竹节电缆虽然能防潮和高频损耗低, 但介质具有不均匀性, 在高频有反射点。后来无人使用。物理发泡电缆的发泡度可达 80%。介质主要成分是氮气, 气泡之间是相互隔离的。因此,它具有防潮和低损耗的特点,是目前综合特性最好的同轴电缆。
图一 二、电缆结构与信号传输特性 同轴电缆的结构如上图,在中心内导体外包围一定厚度的绝缘介质,在介质外是管状外导体, 外导体表面再用绝缘塑料保护。它是一种非对称传输线, 电流的去向和回向导体轴是相互重合的。 在信号通过电缆时,所建立的电磁场是封闭的,在导体的横切面周围没有电磁场。因此, 内部信号对外界基本没有影响。电缆内部电场建立在中心导体和外导体之间,方向呈放射状。而磁场则是以中心导体为圆心,呈多个同心圆。这些场的方向和强弱随信号的方向和大小变化。 1、同轴电缆对传输信号的损耗
一、概述 1、基带同轴电缆 同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输，即下一节要讲的宽带同轴电缆。这种区别是由历史原因造成的，而不是由于技术原因或生产厂家。 同轴电缆的这种结构，使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输率要降低或使用中间放大器。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。 2、宽带同轴电缆 使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业，指比4kHz宽的频带。然而在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆
网。 由于宽带网使用标准的有线电视技术，可使用的频带高达300MHz （常常到450MHz）；由于使用模拟信号，需要在接口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。 宽带系统又分为多个信道，电视广播通常占用6MHz信道。每个信道可用于模拟电视、CD质量声音(1.4Mb/s)或3Mb/s的数字比特流。电视和数据可在一条电缆上混合传输。 宽带系统和基带系统的一个主要区别是：宽带系统由于覆盖的区域广，因此，需要模拟放大器周期性地加强信号。这些放大器仅能单向传输信号，因此，如果计算机间有放大器，则报文分组就不能在计算机间逆向传输。为了解决这个问题，人们已经开发了两种类型的宽带系统：双缆系统和单缆系统。 1)双缆系统 双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。为了传输数据，计算机通过电缆1将数据传输到电缆数根部的设备，即顶端器(head-end)，随后顶端器通过电缆2将信号沿电缆数往下传输。所有的计算机都通
同轴电缆结构与材料 2006-11-22 11:15 选择某一用途的同轴电缆的主要技术依据是其电气性能、机械性能和环境特性等。 电缆最重要的电气性能是衰减低、阻抗均匀、回波损耗高，对于漏泄电缆还有很关键的一点是其最佳的耦合损耗。电缆的主要作用是传输信号，因此，应使电缆结构和材料保证在电缆整个使用期限内都有很好的传输特性，这一点非常重要. 1、内导体 铜是内导体的主要材料，可以是以下形式：退火铜线、退火铜管、铜包铝线。通常，小电缆内导体是铜线或铜包铝线，而大电缆用铜管，以减少电缆重量和成本。对大电缆外导体进行轧纹，这样可获得足够好的弯曲性能。 内导体对信号传输影响很大，因为衰减主要是内导体电阻损耗引起的。其电导率，尤其是表面电导率，应尽可能高，一般要求是58MS/m（+20℃），因为在高频下，电流仅在导体表面的一个薄层内传输，这种现象称为趋肤效应，电流层的有效厚度称为趋肤深度。表1表示铜管和铜包铝线作为内导体时在特定频率下的趋肤深度值。 内导体用的铜材质量要求很高，要求铜材应无杂质，表面干净、平整、光滑。内导体直径应稳定且公差很小。直径的任一变化都会降低阻抗均匀性和回波损耗，因此应精确控制制造工艺。 2、外导体 外导体有两个基本的作用：第一是回路导体的作用，第二起屏蔽作用。漏泄电缆的外导体还决定了其漏泄性能。同轴馈线电缆和超柔电缆的外导体是由轧纹铜管焊接而成的，这些电缆的外导体完全封闭，不允许电缆有任何辐射。 外导体通常由铜带纵向包覆而成。在外导体层上，开有纵向或横向的槽口或小孔。 外导体开槽在轧纹型电缆中比较常见。通过沿轴向方向对轧纹波峰进行等距离切削开槽形成。削去的部分所占比例很小，且槽孔间距远远小于传输的电磁波长。 显然，将非漏泄型电缆按以下方法加工可制成漏泄电缆：以120度夹角对非漏泄型电缆中常见的普通皱纹型电缆的外导体波峰进行切削，获得一组合适的槽孔结构。漏泄电缆的外形、宽度及槽孔结构决定了其性能指标。 外导体用的铜材也应质量很好，导电率高，无杂质。外导体尺寸应严格控制在公差范围内，以保证均匀的特征阻抗和高的回波损耗。 3、绝缘介质 射频同轴电缆介质远不只是起绝缘作用，最终的传输性能主要是在绝缘之后才确定的，因此介质材料的选择和其结构非常重要。所有重要的性能，如衰减、阻抗和回波损耗，都与绝缘关系很大。对绝缘最重要的要求有： 相对介电常数低，介质损耗角因子小，以保证衰减小 结构一致，以保证阻抗均匀，回波损耗大 机械性能稳定以保证寿命长 防水防潮 物理高发泡绝缘可以达到以上所有要求。用先进的挤塑和注气工艺及特殊的材料，发泡度可以达到80％以上，这样的电气性能与空气绝缘电缆比较接近。注气方法中，氮气直接注入挤塑机内的介质材料中，该工艺也称为物理发泡方法。与此相对的化学发泡方法，其发泡度只能达到50％左右，介质损耗较大。注气法得到的发泡结构一致，意味着其阻抗均匀，回波损耗大。