超导电缆 信赢 等 中国电力出版社 9787512335974 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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信赢 等 著

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• 中国电力出版社
• 9787512335974
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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512335974

商品编码：29708833968

包装：精装

出版时间：2013-09-01

基本信息

书名：超导电缆

定价：80.00元

作者：信赢 等

出版社：中国电力出版社

出版日期：2013-09-01

ISBN：9787512335974

字数：

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.681kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要介绍超导电缆原理、性能特点、技术发展历史和应用前景。全书共分为7章，分别为超导现象的发现和超导材料的技术应用、超导电缆概述、超导电缆本体技术及特性、超导电缆的端头与接头、超导电缆的循环冷却系统、超导电缆的运行以及超导电缆的应用前景展望。
本书有3个附录，分别就迄今为止世界上运行或试验的主要超导电缆项目，普吉超导电缆循环冷却控制系统监控量总结，超导电缆的主要结构参数、运行参数和适用性评价进行了介绍，供读者参考。

目录

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前言
术语
1 超导现象的发现和超导材料的技术应用
　1.1超导现象的发现
　1.2超导体的基本特性和超导材料的重要参数
　1.3超导材料的发展
　1.4超导技术在电力工业的应用
　参考文献
2 超导电缆概述
　2.1发展简史与现状
　2.2可制作超导电缆的超导材料
　2.3基本结构与分类
　2.4系统的构成
　2.5超导电缆输电优势
　参考文献
3 超导电缆本体技术及特性
　3.1超导电缆的导体结构及其设计
　3.2邻近效应对电流分布的影响
　3.3交流损耗
　3.4失超一恢复特性
　3.5超导电缆的绝热结构
　3.6超导电缆的电气绝缘和电磁屏蔽
　参考文献
4 超导电缆端头与接头
　4.1端头概述
　4.2本体与端头的电气连接及端头电流引线
　4.3常温绝缘超导电缆端头
　4.4冷绝缘超导电缆端头
　4.5超导电缆接头
　参考文献
5 超导电缆循环冷却系统
　5.1循环冷却系统概述
　5.2循环冷却系统设计流程及各部分主要考虑因素
　5.3循环冷却系统设计实例
　5.4循环冷却系统运行及维护
　5.5超导电缆示范项目循环冷却系统简介
　5.6适用于超导电缆循环冷却系统的制冷机
　参考文献
6 超导电缆运行
　6.1敷设、运行条件
　6.2运行监控系统
　6.3超导电缆示范项目运行数据分析
　6.4继电保护
　6.5 日常维护
　6.6影响运行损耗的主要因素
　参考文献
7 超导电缆应用前景
　7.1超导输电线路的经济性评估
　7.2影响超导电缆应用的主要因素
　7.3超导电缆直流输电
　7.4超导输电线路的应用对电网的影响
　7.5超导电缆近期应用前景
　7.6超导电缆远期应用前景
　7.7与超导输电相关的未来电网的设想
　参考文献
附录A　目前世界上运行或试验的主要超导电缆项目
附录B　普吉超导电缆循环冷却控制系统监控量总结
附录C　超导电缆的主要结构参数、运行参数和适用性评价
索引

作者介绍

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文摘

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序言

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高压输电技术革新：超导电缆的潜能与挑战 引言 随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益增强，传统输电技术面临着严峻的挑战。电网损耗、输电容量瓶颈、以及建设成本等问题，迫切需要创新的输电解决方案。在众多新兴技术中，超导电缆以其卓越的导电性能、零能耗损耗的潜力，以及巨大的输电容量，正逐渐成为下一代电力传输的关键技术。本书将深入探讨超导电缆在设计、制造、应用和发展趋势等方面的核心内容，为读者呈现一个全面而深入的视角。 第一章：超导现象及其基本原理 本章将从基础理论出发，为读者构建对超导现象的深刻理解。 超导的发现与发展史： 回顾卡默林·昂内斯发现超导性的历史性时刻，以及后续的低温超导、高温超导等重要发展阶段。 零电阻与迈斯纳效应： 详细阐述超导体的两大基本特性——在临界温度以下电阻趋于零，以及抗磁性（迈斯纳效应）的原理和物理机制。 临界参数： 深入分析超导体的三个临界参数：临界温度（Tc）、临界磁场（Hc）和临界电流密度（Jc），以及它们之间的相互关系。 超导材料分类： 介绍目前主流的超导材料，包括金属超导体（如铌钛、铌三锡）和高温超导体（如铜氧化物陶瓷），并分析它们在性能和应用上的差异。 超导机制的理论解释： 简要介绍BCS理论对低温超导的解释，以及对高温超导仍在探索中的各种理论模型。 第二章：超导电缆的关键技术与组成 本章将聚焦于超导电缆的实际工程应用，剖析其核心技术和构成要素。 超导线材的制备技术： 低温超导线材： 详细介绍铌钛（NbTi）、铌三锡（Nb3Sn）等合金线材的拉丝、退火等工艺流程，以及其结构特点和性能优化。 高温超导线材（HTS）： 重点介绍目前应用最广泛的钇钡铜氧（YBCO）等铜氧化物陶瓷线材的“涂层导体”（Coated Conductors）技术，包括基带制备、外延生长（如IBAD、LABAD）、原子层沉积（ALD）等关键步骤，以及其多层结构和高性能化。 连接技术： 探讨超导线材之间的可靠连接是实现长距离输电的关键，介绍不同连接方式（如焊接、压接、超导搭接）的原理、优缺点及技术挑战。 绝缘系统： 低温绝缘： 分析液氮（LN2）或液氦（LHe）作为冷却剂时，绝缘材料的选择和设计。 高温绝缘： 探讨高温超导电缆中，需要在室温和超导层之间实现高绝缘强度和低介电损耗的材料，如环氧树脂、聚丙烯腈等。 绝缘结构设计： 讲解层间绝缘、端部绝缘等在承受高电压时的设计考量，以及如何防止局部放电和绝缘击穿。 冷却系统： 冷却剂的选择与循环： 详细介绍液氮（LN2）和液氦（LHe）作为冷却剂的特性、优缺点，以及相应的制冷机和循环泵的设计。 热管理技术： 分析超导电缆的热量来源（焦耳热、介电损耗、感应损耗等）和散热策略，以及如何保证超导层长期稳定在临界温度以下。 真空绝热管（VIT）： 阐述真空绝热管在维持低温环境、减少外部热量侵入中的关键作用，包括多层绝热、真空度要求等。 屏蔽系统： 电磁屏蔽： 讲解超导电缆在输电过程中可能产生的强大电磁场，以及为保护周围环境和设备，需要采取的电磁屏蔽措施，包括导电屏蔽层和磁屏蔽层。 接地与防雷： 讨论超导电缆的接地方式和防雷设计，确保电力系统的安全稳定运行。 结构设计与载流能力： 不同类型超导电缆的结构： 介绍单芯、三芯等不同结构的超导电缆设计，以及它们在输电容量、运行稳定性方面的差异。 载流能力计算与优化： 探讨如何根据超导材料的临界参数、电缆尺寸和运行条件，计算和优化电缆的载流能力。 第三章：超导电缆的应用领域与优势 本章将展望超导电缆在电力系统中的广阔应用前景，并阐述其核心优势。 输电与配电： 城市地下输电： 论述超导电缆在高负荷密度城市区域的优势，其高容量密度能够显著减少地下管廊占用空间。 长距离输电： 分析超导电缆在减少传输损耗方面的巨大潜力，对于远距离、大容量输电尤其具有吸引力。 配电网升级： 探讨超导电缆在提高配电网容量、改善电能质量、以及接入分布式能源方面的作用。 高功率应用： 工业供电： 适用于钢铁、化工、冶金等高耗能工业，提供稳定、高效的电力供应。 轨道交通： 在大功率电力机车、磁悬浮列车等领域，超导电缆有望实现更高效的能量传输。 数据中心： 为海量数据传输提供高效率、低损耗的供电方案。 电网互联与新能源接入： 跨区域电网互联： 提高电网互联的稳定性与效率，促进区域能源优化配置。 大规模风电、光伏接入： 高效传输来自偏远地区的大规模可再生能源。 超导电缆的优势总结： 零能耗损耗： 显著降低传输损耗，提高能源利用效率。 高输电容量： 在相同尺寸下，输电容量远超传统电缆，减少占地面积。 高功率密度： 适用于高功率需求的场景。 环境友好： 减少电磁辐射，降低对环境的影响。 改善电能质量： 降低电压降和功率因数补偿需求。 第四章：超导电缆面临的挑战与发展前景 尽管超导电缆前景光明，但其大规模商业化仍需克服诸多挑战。 技术挑战： 超导线材的成本与稳定性： 目前高温超导线材的制造成本依然较高，且长期运行的稳定性和可靠性仍需进一步验证。 连接技术： 开发低成本、高可靠性的超导连接技术是实现长距离输电的关键。 冷却系统的效率与维护： 大型制冷设备需要持续的能源消耗和维护，如何提高其效率并降低运行成本是一个重要课题。 电缆的机械强度与柔韧性： 满足复杂地形和安装要求，需要在保证超导性能的同时，提升电缆的机械性能。 绝缘系统的耐候性与寿命： 户外环境下，绝缘材料的长期老化和性能衰减需要关注。 经济性挑战： 初期投资成本高： 相较于传统电缆，超导电缆的初始投资成本更高。 市场推广与标准化： 需要建立完善的市场机制和行业标准，才能推动其大规模应用。 发展趋势与未来展望： 新材料的研发： 探索更高临界温度、更高临界电流密度、更低成本的超导材料。 集成化与模块化设计： 发展更加紧凑、易于安装的超导电缆系统。 智能电网的应用： 将超导电缆与智能电网技术相结合，实现更精细化的电网管理和控制。 商业化示范项目： 通过更多成功的示范项目，积累经验，降低风险，吸引投资。 全球合作与技术交流： 加强国际间的技术合作与交流，共同推动超导电缆技术的发展。 结论 超导电缆技术代表着电力传输领域的一项颠覆性创新。其零电阻、零损耗的特性，以及超高的输电容量，为解决当前电网面临的诸多难题提供了可能。尽管在技术、经济和工程应用层面仍面临挑战，但随着科研投入的不断增加和技术的持续进步，超导电缆有望在未来电网中扮演越来越重要的角色，引领电力传输迈向一个更加高效、清洁、可持续的时代。本书旨在为相关领域的科研人员、工程师、政策制定者以及对未来能源技术感兴趣的读者，提供一个全面、深入且富有启发性的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，我原本以为对电力系统的理解已经算是不错的了，但读完它之后，才发现自己知识的深度和广度还远远不够。作者对各个环节的阐述都非常深入，尤其是在谈到一些前沿技术和未来发展趋势时，那种洞察力和前瞻性简直令人佩服。读起来一点也不觉得枯燥，即使是涉及到一些非常硬核的专业知识，作者也能用生动形象的比喻和贴切的案例来加以说明，让像我这样并非科班出身的读者也能抓住重点，并且产生强烈的求知欲。我特别喜欢它在结构上的编排，逻辑性非常强，一步步引导读者从基础概念深入到复杂的系统集成，读完后感觉自己的知识体系一下子被打通了，对于整个电力行业乃至更宏大的能源格局都有了一个全新的认识。这本书无疑是行业内的宝藏，值得反复研读，每次重读都会有新的感悟和收获，绝对是那种可以放在书架上随时翻阅的重要参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量着实让人眼前一亮，拿到手时就能感受到那种沉甸甸的质感，纸张的韧度和光洁度都非常适合长时间阅读，眼睛不容易疲劳。更重要的是，书中插图和图表的质量达到了一个极高的水准，很多复杂的原理和系统架构图，如果单凭文字描述是很难想象的，但这里的配图清晰、精确，标注详尽，直接将抽象的概念具象化了，这对理解那些抽象的物理过程和工程设计至关重要。我记得有几张关于电磁场分布的仿真图，色彩过渡自然，细节层次丰富，简直就像艺术品一样，但其信息量又是极其密集的。对于理工科书籍来说，图文的配合度往往决定了其阅读体验的上限，而这本教材在这方面做得近乎完美，让人在学习新知识的同时，也能享受到一种视觉上的愉悦感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用价值简直是物超所值。我注意到其中很多章节内容是直接可以应用到实际项目中的案例分析和参数选取指南上的。例如，在探讨高压输电损耗优化那一块，作者给出的几种模型对比和实际运行数据反馈，让我立刻联想到了我们公司目前正在进行的一个改造项目。书中的方法论和计算流程非常清晰，即便是初级工程师也能快速上手并进行初步的设计和验证。它没有停留在纯理论的象牙塔里，而是牢牢扎根于工程实践的最前沿，这种脚踏实地的态度非常值得称赞。那些技术规范和标准引用的准确性也让人放心，确保了我们所学知识的有效性和可靠性，实实在在是工程人员手中不可或缺的“工具箱”指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最大惊喜在于它对跨学科知识的巧妙融合。它不仅仅局限于电气工程本身，还大量引入了材料科学、低温物理学乃至先进控制理论的知识点来进行支撑和阐述。这种多维度的视角极大地拓宽了我的思路。比如，在讲解新型绝缘材料的特性时，作者没有简单罗列数据，而是深入到微观结构层面去解释宏观性能的来源，这让我对“材料决定性能”有了更深刻的理解。这种广博的知识视野，正是现代复杂工程系统所必需的。它促使我跳出传统的专业壁垒，去思考如何用非本专业的理论工具来解决电力领域遇到的瓶颈问题，这本书无疑是激发创新思维的一剂良药。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我最初是抱着略微怀疑的态度开始阅读的，毕竟市面上关于工程技术的书籍汗牛充 বুকে，真正能称得上“经典”的寥寥无几。然而，这本书完全超出了我的预期。它的叙述风格非常严谨、一丝不苟，没有丝毫浮夸的成分，每一个结论的提出都有扎实的理论基础或充分的实验数据支撑，这在学术著作中尤为可贵。阅读过程中，我经常会停下来思考作者是如何将如此庞杂的学科知识点组织得如此井井有条的。它不仅是一个知识的载体，更像是一套完整的思维训练手册，教导读者如何进行系统的、批判性的工程分析。对于希望在专业领域深耕的同仁来说，这本书提供的不仅仅是“是什么”，更多的是“为什么会是这样”的底层逻辑，这种深度对于提升个人的专业素养具有不可替代的价值。