作者介绍：段若晨，上海交通大学工学博士，高级工程师，注册电气工程师，IEEE会员。多年从事电力研究，专注于超导技术在能源电气领域及新型电力系统中的应用，曾在国内外高水平期刊发表论文十余篇，申请专利数十项，主持并参与多项国家级科研项目。
提到超导，大家可能觉得既熟悉又陌生。那么什么是超导呢？超导是指某些物质在特定温度下（一般是低温），失去电阻特性的现象。1911年，荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现，将汞冷却到-268.98℃时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡茂林称之为超导态，这一发现使他获得了1913年诺贝尔奖。
超导的另一个特性是完全抗磁性，大家也许都会想到那个疾驰的超导磁悬浮小车。1933年德国物理学家迈斯纳（W.Meissner）和奥森菲尔德（R.Ochsebfekd）对锡单晶球超导体做磁场分布测量时发现，在小磁场中把金属冷却进入超导态时，体内的磁力线一下被排出，磁力线不能穿过它的体内，也就是说超导体处于超导态时，体内的磁场恒等于零，这种效应被称为“迈斯纳效应”。
受限于制冷技术的发展以及制冷成本，一百多年来，科学家们一直在寻找临界温度更高、实用性更好的超导体材料，如NbTi , Nb3Sn，MgB2等。但直到各类铜氧复合材料的发现，才真正进入高温超导时代（临界温度大于77K），实现了廉价液氮环境下的超导，如LSCO（镧锶铜氧）、BSCCO（铋锶钙铜氧）、YBCO（钇钡铜氧）、HCBCO（汞钙钡铜氧）等。
随着我国科学快速发展，超导技术在科学工程、生命健康、国防科技、能源电力、交通运输、资源探测等强、弱电领域均有大量应用。
在电力领域中，应用最广泛的当属超导电缆（👉一图读懂上海超导电缆科技亮点）。高温超导输电，是当前电力行业最具革命性意义的工程技术之一。所谓高温超导，是指在相对于绝对零度而言的接近零下200摄氏度的液氮环境下，利用超导材料的超导特性，使电力传输介质接近于零电阻，电能传输损耗接近于零，从而实现低电压等级的大容量输电，有效解决城市中心电网发展的诸多“卡脖子”难题（👉我国首条公里级高温超导电缆工程在沪开工!）。
2021年12月22日，由国家电网公司建设的世界首条35千伏公里级超导电缆在上海市徐汇中心区域投运（👉国内首条35千伏高温超导电缆试拉试验成功，将用于上海徐汇），工程项目历时五年，是迄今世界上输送容量最大、距离最长、接头数量最多的全商业化运行超导电缆输电工程，该示范工程开创了公里级超导电缆在全球城市核心区域的应用先例，解决了大城市电网窄通道大容量的输电难题，为城市电网的升级改造提供了新思路、新手段。
未来，我们还将继续拓展超导技术在各领域的应用，持续助力新型电力系统建设及国家双碳目标实现。
联系客服
