电 力 系 统 用 第 二 代 高 温 超 导 带 材 产 业 化 1911 年荷兰物理学家K.Onnes 发现汞在4.2K 的低温下电阻突然将为零，这一现象被称为超导现象[1]。超导电性的发现是20 世纪物理学最重大的发现之一，寻求高临界温度的超导材料、探索超导的奥秘和开发超导的设计应用是物理学家的孜孜追求的梦想。迄今为止，源于超导研究的诺贝尔物理学奖共有 5 次，10 人获奖，详见下表。超导体具有明显异于常规导体的三大基本特性，即零电阻特性、完全抗磁性和约瑟夫逊效应。由于这些特性，超导材料在强电、强磁以及弱电领域有这广泛的应用。例如，利用超导体的完全抗磁性西安交通大学成功发明了世界上第一辆载人高温超导磁悬浮实验车。而世界第一条磁悬浮商业线2003 年已经在上海浦东正式投入运营。全球超导材料的市场需求已达每年 30 多亿美元。根据第五届 国 际 超导工 业峰 会 预 测 ，高温超导应用技 术 将在今后 5－10 年时 间 达到 实用化 水 平 ，2020 年全球超导产 业的产 值 将达到 1 5 0 0 － 2 0 0 0 亿美元。 超导领域的诺贝尔物理学奖 在数字时代的21 世纪，人类在享受现代文明的同时面临着日益严重的能源危机。当前，电力供应日趋紧张，然而大量电能却被浪费在传统电缆上。据统计，我国电网的电能损耗约占总发电量的9%，其中90%左右是由电缆损耗的，相当于2－3 个三峡电站的发电量。如果使用高温超导线材，不仅这些损耗完全可以避免，而且可以节约大量的金属材料。 超导材料根据其临界温度的高低可分为低温超导材料和高温超导材料。目前商业化的低温超导带材主要用于核磁共振成像仪、加速器磁体等方面。由于低温超导材料的临界温度在绝对温度十几 K以下，需要在液氦中工作，而液氦及其制冷费用昂贵，所以其应用受到很大的限制。 表一 国际超导电力技术发展现状 美国超导公司的带材缠绕在同等载流能力的铜绞线上 高温超导带材由于其临界温度在绝对77K 以上，可以在廉价的液氮环境中使用，大大降低了运营成本，因此其应用前景十分可观。例如高温超导材料远远超过常规导体的大电流承载能力（比铜高100 倍，见上图），使人们对其在强电、强磁领域中的应用报有极大的希望。 高温超导带材的应用：输电电缆、电动机、限流器等 第一，输电线缆。传统电缆由于受电阻影响，电流密度只有 300－400A/cm2，而高温超导电缆的电流密度可超过10000 A/cm2，其传输容量比传统电缆要高...
