[发明专利]超导电缆

说明书

本发明涉及一种将包含磁性体金属基板(Ni‑W基)的超导线材用作超导导体层以及超导屏蔽层的超导电缆，所述超导电缆能够使传输交流电力时所发生的交流损失(AC loss)最小化。

技术领域

本发明涉及一种超导电缆。更详细而言，本发明涉及一种将包含磁性体金属基板(Ni-W基)的超导线材用作超导导体层以及超导屏蔽层的超导电缆，所述超导电缆能够使传输交流电力时所发生的交流损失(AC loss)最小化。

背景技术

在一定的温度下，超导线材的电阻接近于零，因此在低电压下也具有较强的输电能力。

具备这样的超导线材的超导电缆采用通过氮等制冷剂进行冷却的方法以及/或者形成真空层的隔热方法来形成并保持极低温环境。

这样的超导电缆一般可以具备超导导体层和超导屏蔽层，所述超导导体层由用于输电的超导线材构成，所述超导屏蔽层用于屏蔽由超导导体层诱导的电磁等。所述超导屏蔽层也与超导导体层一样由昂贵的超导线材构成。

即，可通过超导屏蔽层屏蔽由在超导导体层传输的电力所诱导的电磁波。

至今开发的BSCCO系的第一代超导线材可通过比较简便的机械加工方法制造，但是因BSCCO(Bi-2223、Bi-2212)超导线材的晶体取向特性，在将77K温度下的临界电流密度(Jc)提高至10万A/cm²以上方面存在局限性，并且在成本构成中作为线材护套物质的Ag价格昂贵，因此难以提高性价比，所以近来第一代超导线材的制造以及使用量已有减少。

相反，第二代超导线材是在金属基板上蒸镀多层氧化物膜的形式，因而称为涂层导体(Coated Conductor，以下称CC)。

YBCO或REBCO系的第二代超导线材在磁场中的临界电流特性高，临界电流密度为第一代的BSCCO线材的数十倍以上，明显高于后者，因而自1990年代初起作为能够替代第一代高温超导线材的新一代超导线材备受关注，正在积极开发各种制造工艺。

第二代超导线材一般可以由蒸镀于金属基板上的多层氧化物薄膜以及保护层构成。

由于超电流(supercurrent)在晶界受到限制，第二代线材为了使大量的超电流流动，重要的是在工艺过程中使多个超导线材晶粒沿着两轴排列，以提高晶体取向性。第二代超导线材主要蒸镀YBCO或REBCO(RE＝Sm、Gd、Nd、Dy、Ho)物质，第二代超导线材的超导特性在很大程度上依赖于所生成的超导线材的超导层的组成和密度、晶体的取向性等。

根据缓冲层的蒸镀法，第二代超导线材的金属基板使用不同的材料，代表性地使用哈斯特合金(hastelloy，SUS等的合金)或者通过压延和再结晶热处理使金属晶体预先沿着两轴方向取向的Ni-W合金基板(RABiTS，Rolling Assisted Bi-axially TexturedSubstrate)。

当第二代超导线材的金属基板采用由磁性体构成的Ni-W合金基板等时，超导电缆在传输交流电力时有可能发生交流损失(AC loss)问题。

采用超导线材的超导电缆可以具备超导导体层和超导屏蔽层，所述超导导体层一般由用于输电的超导线材构成，所述超导屏蔽层用于屏蔽由超导导体层诱导的电磁等。

近来，为了提高超导电缆的输电能力，分别由多层超导线材构成超导导体层和超导屏蔽层的情况较多。

当由多层超导线材构成超导导体层和超导屏蔽层时，根据构成各层的超导线材的超导导体层以及金属基板的方向或者取向，有可能发生使交流损失问题加剧的情况。