35kV/2.2kA高温超导输电电缆的损耗特性研究

焦婷 ,  李红雷 ,  徐晴川 ,  王雅钰 ,  任丽 ,  徐颖

低温物理学报 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (1) : 53 -64.

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低温物理学报 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (1) : 53 -64. DOI: 10.13380/j.ltpl.2026.01.004

35kV/2.2kA高温超导输电电缆的损耗特性研究

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Study on the Loss Characteristics of 35kV/2.2kA High-Temperature Superconducting Power Transmission Cable

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摘要

高温超导电缆需要在液氮温区内运行,对运行温度控制的要求较高,其运行温度会影响导体的通流性能.当出现故障导致温度超过超导带材的临界温度,会造成超导带材失超,温度进一步升高,严重时可能导致电缆烧毁.因此,为了分析超导电缆运行时的温度特性,有必要分析正常运行情况下的损耗特性.本文基于T-A方程,搭建了高温超导电缆缆芯有限元模型,研究其在不同负载率下的交流损耗,并计算了电流引线漏热、接头电阻损耗、杜瓦管漏热以及介电损耗.通过分析超导电缆在额定运行下的各种损耗,可以为后续的热特性分析提供参考数据,进而为超导电缆运行热特性分析奠定基础.

Abstract

High-temperature superconducting cables must operate within the liquid nitrogen temperature range, requiring stringent temperature control. The operating temperature affects the current-carrying performance of the conductors. If a fault causes the temperature to exceed the critical temperature of the superconducting tapes, it can lead to a quench, further temperature rise, and in severe cases, cable burnout. Therefore, to analyze the temperature characteristics of superconducting cables during operation, it is necessary to examine the loss characteristics under normal operating conditions. Based on the T-A equation, this study establishes a finite element model of the high-temperature superconducting cable core, investigates its alternating current losses under varying load rates, and calculates losses from current lead leakage, joint resistance, Dewar tube leakage, and dielectric losses. By analyzing the various losses of superconducting cables under rated operation, reference data can be provided for subsequent thermal characteristic analysis, thereby laying the foundation for analyzing the temperature during the operation of superconducting cables.

关键词

高温超导电缆 / 有限元 / 交流损耗

Key words

HTS power cable / Finite element method / AC loss

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焦婷,李红雷,徐晴川,王雅钰,任丽,徐颖. 35kV/2.2kA高温超导输电电缆的损耗特性研究[J]. 低温物理学报, 2026, 48(1): 53-64 DOI:10.13380/j.ltpl.2026.01.004

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