使用1万升液氮，东电在日本首次开展超导电缆并网送电试验

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　【日经BP社报道】 “在日本国内首次将高温超导电缆并入了电网。”

　　东京电力、住友电气工业和前川制作所于2012年10月29日启动了将高温超导电缆并入电网送电的实证试验。该试验是日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的“高温超导电缆验证项目”的一部分，将在一年的时间内连续使用超导电缆进行实际送电作业。

验证试验启动仪式

　　超导电缆采用住友电气工业开发的铋（Bi）类材料超导线“DIBSCCO”，将三根高温超导线收放在一根隔热管中。这种构造的电缆被叫做“三芯一体型超导电缆”（图1）。该电缆的隔热管为不锈钢的双重构造，两层不锈钢之间在室温状态下形成10-3 Torr左右的真空以实现隔热。有超导线的内侧部分流过69K（-204℃）的液体氮进行冷却。现已确认，实际工作时，每根电缆将输送约66kV、约400A的电力。另外，虽然电流值会随负荷而变化，不过额定电流为1750A。

　　为进行此次的实证试验，对东京电力旭变电站（横滨市）内的三台变压设备中的一台进行了改造，在将发电站送来的154kV电力变压至66kV之后的送电部分接入了240m的超导电缆（图2）。

图1：利用住友电气工业的高温超导电缆送电 此次试验使用住友电气工业开发的用双层不锈钢隔热管包住3根输电线的“三芯一体型高温超导电缆”进行送电（a）。每根电缆将输送电压约66kV、电流约400A的电力（b）。（（a）由NEDO拍摄）

图2：铺设了240m超导电缆 在旭变电站内铺设了240m超导电缆，并建设了用来冷却超导电缆的冷却系统机房。

　　由于是实证试验，因此将超导电缆一部分以5m的曲率半径弯曲，一部分铺设在地下，还在中途设置了中间连接部分（接头），由此来对包括电线铺设、运转、维护检修在内的综合可靠性展开验证。此外，还将确认切换超导电缆与普通铜线的终端连接部分的可靠性及耐用性。

　　冷却系统由前川制作所负责制造，设置了6台1kW制冷机、2台循环泵和1个液体氮储备罐。由于制冷机的寿命只有8000小时左右，因此需要对6台制冷机进行维护检修以保证冷冻能力。循环泵方面也为防备出现故障而设置了2台，平时是提高其中一台的负荷率来使用。此次的验证试验需要3.5kW左右的冷冻能力，要使约1万升液氮以40L/分的速度循环。

争取使在城区的建设成本减半

　　超导电缆的优点是能以很细的线传输很大的电流，原因是其能量损失比原来使用的铜线小，且单位面积流过的电流是铜线的20倍。现在，前川制作所正在试制能源消耗效率（COP）为0.1的制冷机，如果采用该制冷机，可将超导送电的损耗降至约50W/m，只有以前使用的铜线的一半注1）。

注1）超导电缆的损耗方面，交流损耗为2W/m，因热侵入而引起的损耗为3W/m，合计为5W/m左右。由于用来冷却超导电缆的制冷机有损耗，使用COP为0.1的制冷机时，整体损耗约为50W/m。

　　东京电力希望在2020年之前解决技术难题，将超导电缆用于实用。首先设想在10k～20km左右的距离短城区送电中使用。

　　城区一直采用在直径2100mm的电缆隧道内铺设275kV电缆（铜线3根1组×3线路）的施工方法，除隧道施工外，还需要铺设水冷管以防止隧道内变热等，建设成本非常高（图3）。

图3：可以使用不需要隧道施工的管道 城区等的送电原来要建设直径2100mm的电缆隧道，采用9根75kV的电缆。而如果采用超导电缆，使用530mm见方的管道即可送电。（图由《日经电子》根据NEDO的资料制作）

　　如果在这一部分采用超导电缆，只需3根直径150mm的电缆，便可通过530mm见方左右的送电管道输送很大的电力。建设成本方面，到2020年，采用超导电缆会更加便宜，“只需要包含隧道施工在内的传统建设费用的一半左右”（东京电力）。（记者：狩集 浩志，《日经电子》）

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液氮，这个危险性比较大吧

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exiao 发表于 2012-11-14 15:45
液氮，这个危险性比较大吧

不危险啊，化学性质稳定，用保温桶就可以装。

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在一个大气压下，要零下193度氮才能变成液态的

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如果有保温和调压的设备就没事吧，来个故事消遣下：

本来我(指原作者mike)可以跟所有人一样顺利完成研究课题然后毕业的，但是两个月前的一件小事，却于我有意义，将我从既定的人生轨道拖开，使我至今忘记不得。当然你也许听说过那个所谓的谣言，主角就是在下，现在我可以亲口告诉你传说中的未删节版本。

在开学第二周，物理系组织了新生欢迎会。作为一项传统，我们用液氮来做冰激凌——当然它不是食用成分，而是作为冷凝剂。当一滴液氮落到桌子上时，它展示了奇异的舞蹈动作。于是新生们奇怪了：怎么会这样？

于是我解释道：氮气在接触到桌面时表面部分已经蒸发，形成一个气垫阻止它继续下落；并且起到隔热效果，减少了进一步的蒸发，因此它不会马上沸腾甚至不接触桌面，看起来就像在跳舞。

我又说了，同样原则可能适用于不小心用液氮洗手活当饮料喝下去的情况，原则上说喝下液氮应该不会造成伤害的。以我在低温实验室的多年经验，这在物理学上应该是可行的。

但是没有人相信我，“你会被整个儿冻成冰雕，就像《终结者2》里一样”。靠，敢蔑视师兄的权威，于是我倒了一杯液氮一饮而尽，爽！一股青烟从我鼻子冒出来，大家都呆了。

2秒后我崩溃了，瘫倒在地板上，动弹不得，感到极度的痛苦。救护车和警车一起赶到，把被终结的我送到医院。一路上没人能解释我是怎么了。

第二天我被病房里机器的滴滴响声中醒来，这时我终于承认喝下液氮是不对的，虽然这与我的信仰不符。

随后我了解到关于液氮的几件事。你能把液氮倒进嘴里然后表演喷烟，但是你不能把它吞下去。因为闭合的会厌阻止气体的逃逸，于是它们被迫进入你的体内；而且食道会压缩里面的任何东西，因此即便有稀薄的气垫保护，液氮还是与食道发生了亲密接触。

原来如此。6年前我曾经玩过这个把戏，但是没有吞下去过，昨晚上我一定是在某个环节搞错了。

结果我从会厌到胃底都被严重损坏。快速扩散的气体压迫胸腔，然后肺部都破裂了。在一整夜的手术后，医生们切掉一部分胃，用一台机器上运行我的整个消化系统，直到第二天我的肺功能开始恢复。

后来他们对我的恢复能力感到惊奇(靠！怎么说我也是大师兄)。几天后我能自己呼吸，一周后我能坐起来，两周后能走动和进食，八周后基本上都愈合了，除了一些不太好看的伤痕。

有个好消息就是，我是首个摄取低温材料的医学案例。强烈推荐你看最新的英格兰医学学报，将有三篇有关的文章。

因为这次冒险我多了一个外号叫硝基迈克(Nitro-Mike)，以及给物理系增加了一个经典玩笑，偶尔学校的文章上还会提到我。"嘿，那不是迈克最喜欢喝的饮料吗？"

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路过看看                                    

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这万一可以在夏天当空调

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未来的成本