超导电缆及其工程应用

　　本书从电力电缆以及电力用户的视角，对超导电缆的结构、超导电缆系统的组成、超导电缆工程设计和运行等方面进行了介绍，旨在传递有关超导电缆的设计、安装和运行的基本知识，也反映了当前国内外高温超导电缆的研究和应用水平。 本书可作为从事超导电缆及其附件研究开发、制造以及超导电缆系统设计、敷设安装、运行维护等专业人员的参考用书，也可作为从事超导电力应用研究专业技术人员的参考书。

　　宗曦华博士自2001年开始从事超导电力技术研发，在应用基础、工程化产业化方面取得了国际领先的成果，是我国超导电力技术领域的学术带头人之一。发明了多项核心的高温超导电缆制备与应用技术，设计并建成我国首条超导电缆生产线，创建了我国首个超导电缆产业中试基地，成果转化组建了上海国际超导科技有限公司，实现了我国超导电缆产业化并跻身国际领先行列，补上了我国实用化超导强电应用技术的“短板”。作为主要完成人，先后发表高水平论文22篇，获授权发明专利15项。被遴选为国务院特殊津贴专家、上海市劳动模范、上海超导产业领军人才。

前言
第1章  超导电缆概述 1
   1.1  超导技术 1
　　1.1.1  超导现象及其基本特征 1
　　1.1.2  超导材料分类 3
　　1.1.3  超导材料及理论的发展概况 5
　　1.1.4  实用化超导材料 7
   1.2  电力电缆基础 10
　　1.2.1  电力电缆概述 10
　　1.2.2  电力电缆主要性能参数 11
　　1.2.3  电力电缆敷设方式 13
   1.3  超导电缆 15
　　1.3.1  超导电缆发展概述 15
　　1.3.2  超导电缆分类 16
　　1.3.3  超导电缆主要构成 17
　　1.3.4  超导电缆电气参数 19
　　1.3.5  超导电缆的安装 20
   1.4  超导电缆运行系统 21
　　1.4.1  电缆系统 21
　　1.4.2  冷却循环系统 21
　　1.4.3  监控系统 22
   1.5  超导电缆示范工程 22
   参考文献 29
第2章  超导电缆绝缘 33
   2.1  电力电缆绝缘的种类 33
　　2.1.1  油浸纸绝缘 34
　　2.1.2  塑料绝缘 36
　　2.1.3  橡皮绝缘 38
　　2.1.4  气体绝缘 39
　　2.1.5  低温介质绝缘 40
   2.2  低温介质绝缘特性 40
　　2.2.1  液氮 41
　　2.2.2  木纤维电缆纸 41
　　2.2.3  聚丙烯复合纤维纸 41
　　2.2.4  聚酰亚胺 44
　　2.2.5  聚芳酰胺纤维纸 44
　　2.2.6  聚丙烯薄膜 44
   2.3  超导电缆绝缘制造 44
   参考文献 49
第3章  超导电缆柔性绝热管 51
   3.1  绝热管绝热技术 51
　　3.1.1  冷却介质 51
　　3.1.2  绝热套的热力学基础 53
   3.2  低温绝热技术 54
   3.3  超导绝热套的结构设计及制造 59
　　3.3.1  波纹管的基本知识 60
　　3.3.2  金属波纹管的结构及类型 61
　　3.3.3  绝热套的制造工艺 62
　　3.3.4  波纹管的性能检验 65
   3.4  绝热套真空技术及真空寿命 66
　　3.4.1  绝热套真空技术 66
　　3.4.2  绝热套的真空寿命 68
   参考文献 69
第4章  超导电缆附件 71
   4.1  超导终端 71
　　4.1.1  超导终端的结构设计 72
　　4.1.2  示范工程中的超导终端 88
   4.2  中间接头 95
　　4.2.1  中间接头的结构设计 95
　　4.2.2  示范工程中的中间接头 98
   参考文献 100
第5章  超导电缆制冷系统 104
   5.1  制冷系统简介 104
　　5.1.1  制冷系统设计原则 106
　　5.1.2  制冷系统类型 108
   5.2  制冷机 113
　　5.2.1  G-M制冷机 114
　　5.2.2  斯特林循环制冷机 116
　　5.2.3  脉管制冷机 120
　　5.2.4  布雷顿循环制冷机 122
　　5.2.5  不同制冷机性能对比 126
   5.3  液氮泵 129
　　5.3.1  液氮泵选型原则 129
　　5.3.2  液氮泵类型 141
   5.4  冷箱与过冷换热器 145
   5.5  泵箱 148
   5.6  辅助系统 149
　　5.6.1  液氮储槽 149
　　5.6.2  冷却水供应系统 150
　　5.6.3  真空绝热管路 150
　　5.6.4  阀门及测量仪表 151
　　5.6.5  驱动气源 152
   参考文献 152
第6章  超导电缆监控系统 154
   6.1  监控系统功能定义 154
　　6.1.1  超导电缆监控系统定义的演变 154
　　6.1.2  监控系统基本原理 158
　　6.1.3  监控系统功能框架 158
　　6.1.4  监控系统完备程度 159
   6.2  监控系统开发 160
　　6.2.1  实验室超导电缆监控系统开发 160
　　6.2.2  工程用超导电缆监控系统开发 174
   6.3  控制程序与软件系统 188
　　6.3.1  软件系统建模与架构 188
　　6.3.2  系统运行模式 190
　　6.3.3  行为管控 191
　　6.3.4  数据共享运行维护系统开发 192
　　6.3.5  远程组网 193
　　6.3.6  人工智能应用 194
   参考文献 195
第7章  超导电缆系统设计 200
   7.1  电缆结构设计 200
　　7.1.1  衬芯设计 200
　　7.1.2  超导电缆导体与屏蔽设计 202
　　7.1.3  超导电缆绝缘设计 203
　　7.1.4  超导电缆绝热套设计 204
   7.2  超导电缆附件设计 205
   7.3  低温系统设计 206
   7.4  监控系统设计 207
   参考文献 208
第8章  超导电缆系统运行维护 210
   8.1  运维基本概念 210
   8.2  备用系统可靠性分析 212
   8.3  超导电缆系统维护策略 214
   8.4  超导电缆系统运维管理 219
　　8.4.1  运维制度 219
　　8.4.2  超导电缆本体巡视检查要求及内容 221
　　8.4.3  泵房环境维护 224
　　8.4.4  缺陷管理 225
　　8.4.5  带电检测 225
   8.5  超导电缆应急预案 226
　　8.5.1  超导电缆故障演化机理 226
　　8.5.2  超导电缆系统故障应急预案 227
　　8.5.3  制冷系统和真空管道的严重故障处置 229
　　8.5.4  一般故障应急预案验证 230
　　8.5.5  小结 231
   参考文献 231