超导电缆 9787512335974 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

信赢 等 著

图书标签:

• 超导
• 电缆
• 电力系统
• 能源
• 物理
• 材料科学
• 工程技术
• 高科技
• 输电
• 电气工程

店铺： 琅琅图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512335974

商品编码：29596070166

包装：精装

出版时间：2013-09-01

图书基本信息
图书名称	超导电缆	作者	信赢 等
定价	80.00元	出版社	中国电力出版社
ISBN	9787512335974	出版日期	2013-09-01
字数		页码
版次	1	装帧	精装
开本	12k	商品重量	0.681Kg

内容简介

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。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

探索超导电缆的革命性潜力 随着科技的飞速发展，对能源传输效率和可靠性的需求日益增长。传统电缆在输送大量电能时，由于电阻的存在会产生可观的能量损耗，尤其是在长距离输电和高电流应用场景下。这种损耗不仅浪费宝贵的能源，还可能引发过热等安全问题，限制了电网的优化和扩展。因此，开发能够克服这些限制的新型传输技术变得尤为迫切。 超导材料的发现与应用 在这一背景下，超导材料的出现为解决能源传输的瓶颈提供了曙光。超导现象是指某些材料在达到特定临界温度以下时，电阻突然变为零的奇特物理特性。这意味着一旦电流通过超导材料，将不会有任何能量损耗，电力可以近乎完美地传输。这一革命性的发现，极大地激发了科学家们对其应用潜力的研究热情，而超导电缆便是其中最受瞩目和最具前景的应用之一。 超导电缆的原理与优势 超导电缆的核心在于其采用了具有超导特性的材料作为导体。这些材料，例如高温超导体（如钇钡铜氧、铋锶钙铜氧等）或低温超导体（如铌钛、铌三锡等），在冷却至其临界温度以下时，能够呈现出零电阻特性。与传统的铜或铝导线相比，超导电缆在传输电流时几乎没有能量损耗。这意味着： 极高的传输效率： 能量损耗的消除意味着输电过程中可以最大限度地保留电能，从而显著提高整体能源利用率。这对于国家电网、工业生产以及大型数据中心等高耗能领域具有重大的经济和环境意义。 大容量输电能力： 由于电阻为零，超导电缆能够承受比传统电缆高得多的电流密度，而不会产生过热问题。这使得超导电缆能够以更小的体积传输更大的功率，极大地缓解了城市电网中日益拥挤的地下空间压力，也为远距离、大功率输电提供了新的解决方案，例如将偏远地区的清洁能源输送到城市负荷中心。 更小的尺寸和重量： 相同输电能力的超导电缆，其体积和重量通常比传统电缆小得多。这不仅降低了安装和维护的难度，也为在空间受限的环境下（如城市地下管网、舰船、地铁等）铺设提供了便利。 更高的可靠性和稳定性： 零电阻特性消除了由于电阻引起的电压降，使得电网的电压稳定性更高，从而降低了对敏感电子设备的损害风险。同时，由于发热量极低，超导电缆的运行更加稳定可靠，减少了因过热引起的故障可能性。 减少环境影响： 提高能源利用效率，减少输电损耗，直接转化为对化石燃料消耗的减少，从而降低温室气体排放，为环境保护做出贡献。 超导电缆的构成与技术挑战 尽管超导电缆拥有巨大的优势，但其实现和广泛应用仍面临着诸多技术挑战。一条完整的超导电缆系统通常包含以下几个关键部分： 1. 超导导体： 这是超导电缆的核心。目前主流的研究集中在高温超导体，因为它们能在液氮（约77 K，-196 °C）或更接近室温的温度下实现超导，相比于需要昂贵且复杂的液氦冷却系统的低温超导体，具有更高的实际应用潜力。超导导体的制造工艺复杂，需要精确控制材料成分、晶体结构和形貌，以保证其在工作温度下具有优异的超导性能。 2. 低温系统（冷却系统）： 为了维持超导材料的超导状态，必须将其冷却至临界温度以下。这是超导电缆技术中最具挑战性和成本最高的环节之一。 制冷机： 负责产生和循环冷却介质（如液氮或液氦）。需要高效、可靠且低能耗的制冷技术。 绝缘层（真空绝热管）： 包裹在超导导体外部，形成一个真空层，以最大限度地减少外部热量向低温区域的传导。这层真空绝热结构的设计需要极高的工程精度，以保证长时间稳定运行。 冷却介质循环系统： 负责将冷却介质从制冷机输送到超导导体，并将其带走，形成一个闭环的冷却循环。管路的设计、泵的效率、以及防止冷却介质泄露等都是需要仔细考虑的问题。 3. 绝缘层： 在超导导体之间以及超导导体与接地屏蔽层之间，需要高性能的电绝缘材料来防止漏电和短路。由于超导电缆工作在较低的温度下，绝缘材料的选择和性能会受到温度变化的影响，需要特殊的低温绝缘设计。 4. 保护套和外壳： 保护套用于防止外部机械损伤、潮湿和化学腐蚀，并提供对环境的防护。外壳则进一步加固整体结构，并可能集成冷却管路等。 应用领域与发展前景 超导电缆的应用前景广阔，涵盖了能源、交通、科研等多个关键领域： 智能电网升级： 在城市区域，超导电缆可以用于输送大功率、减少损耗，缓解现有电网的拥挤状况，并提高供电的可靠性。尤其是在人口密集、电力需求高的中心城区，其优势更为明显。 大规模清洁能源接入： 将风能、太阳能等可再生能源产生的电力从偏远地区输送到城市负荷中心，超导电缆可以克服长距离输电的损耗问题，提高清洁能源的利用效率。 工业领域： 例如在大型冶炼厂、化工厂等需要高功率电力供应的场所，超导电缆可以提供稳定、高效的电力输送。 交通领域： 磁悬浮列车是超导技术的经典应用之一。未来，更高效的超导电缆有望应用于电动汽车的无线充电、甚至是为高速轨道交通提供动力。 科研和医疗： 在粒子加速器、核聚变装置以及大型医疗成像设备（如核磁共振成像，MRI）中，超导磁体和相关的超导电力传输技术已经广泛应用，并不断推动着科学研究和医疗诊断的进步。 舰船和航空航天： 节省空间、减轻重量、提高能源效率的特点，使得超导电缆在对体积和重量要求极高的舰船动力系统和航空航天领域具有独特的价值。 面临的挑战与未来展望 尽管超导电缆的潜力巨大，但其商业化和大规模推广仍面临一些挑战，主要包括： 成本： 目前超导材料的生产成本和低温系统的维护成本仍然较高，限制了其在所有领域的广泛应用。降低材料成本、提高制冷系统的效率和可靠性是关键。 技术成熟度： 尽管研究取得了显著进展，但超导电缆的可靠性、长期稳定性以及标准规范的建立仍需进一步完善。 工程实施： 将超导电缆系统集成到现有电网中，需要解决接口匹配、故障保护、以及安装维护等一系列工程问题。 然而，随着科学技术的不断进步，超导材料的性能不断提升，制造工艺日益优化，低温技术也更加成熟和经济。各国政府和科研机构对超导技术的投入持续增加，相关的研究项目和示范工程也在不断推进。可以预见，在不久的将来，超导电缆将成为一种重要的电力传输方式，深刻地改变我们的能源格局，引领一场新的能源革命。它不仅仅是一根导线，更是连接未来高效、清洁、可靠能源网络的重要基石。

评分☆☆☆☆☆

语言的魅力在这本书里得到了充分的体现，它巧妙地平衡了学术的严谨性与科普的易懂性。作者在介绍一些前沿课题，例如高温超导带材的轧制工艺时，大量使用了生动的比喻，成功地将高精度的冶金过程转化为读者可以想象的画面。例如，他将临界电流密度（Jc）的提升比喻成“在高速公路上为电子搭建更多、更宽的专用通道”，这个比喻既准确又富有画面感，让人一下子就理解了位错钉扎对电流传输的决定性作用。更难得的是，作者的幽默感偶尔也会闪现，比如在回顾某些实验失败的经历时，那种自嘲式的描述，瞬间拉近了作者与读者的距离，使得整本书读起来非常“有人情味”，全然没有那种拒人于千里之外的学术高冷感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实操指南部分，展现出了作者深厚的工程实践经验，这部分内容简直是为实验室工程师量身定做的“避坑手册”。我特别关注了关于液氦杜瓦瓶的维护章节，书中详尽地描述了不同抽真空循环的参数设定、温度漂移的监测方法以及冷屏惰性气体纯度的实时分析步骤。很多标准操作流程（SOP）中往往含糊其辞的地方，作者在这里都给出了非常具体的数值范围和操作技巧，比如如何判断磁体绕组绝缘是否失效的兆欧表读数阈值，以及在充液过程中如何精确控制降温速率以避免应力开裂。这种“干货”的密度高得惊人，完全没有那种为了凑页数而堆砌的冗余信息。读完这部分，我立刻对手头一个运行中的低温系统进行了几个关键参数的微调，效果立竿见影，确实验证了书中所述的工程智慧。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一次深入的思维漫步。作者的叙事节奏把握得极其精准，他深知何时该放慢脚步，详细铺陈实验细节，何时又该疾驰而过，概括宏大的技术发展脉络。我发现自己常常因为一个看似不经意的脚注而停下来，反复琢磨作者引用的那些早期研究文献，那种追溯源头的快感是其他同类书籍无法给予的。书中对“零电阻”这一概念的探讨尤其深刻，作者不仅罗列了宏观表现，更深入剖析了电荷载流子在晶格缺陷中的行为，并巧妙地引入了历史上的几次重大理论争论，使得阅读体验充满了知识的张力。读完后，我感觉自己像是参与了一场跨越数十年的科学对话，而不是被动地接受既定事实。这种引导思考、鼓励质疑的写作风格，对于希望在领域内深耕的读者来说，无疑是醍醐灌顶。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图简直是视觉盛宴，每一张图都仿佛将我拉进了那个神秘的电磁世界。作者在讲解复杂的物理概念时，并没有采用那种枯燥的教科书式语言，而是用一系列精心设计的示意图，将抽象的理论具象化。比如，当他解释临界温度和临界磁场的关系时，那张三维相图的绘制精妙绝伦，色彩的运用恰到好处地突出了不同区域的物理状态，让人一眼就能把握住核心要点。我尤其欣赏的是那些关于材料微观结构的剖面图，高分辨率的电子显微镜照片配上作者的细致标注，让我这个非专业人士也能对铌钛合金或者YBCO单晶的晶格排列有一个直观的认识。可以说，这本书的图文并茂达到了一个教科书级别以上的水准，它不仅仅是知识的载体，更像是一本工艺美术作品集，让人在学习的同时也能享受到审美上的愉悦。如果将来我需要向同行展示超导现象的原理，我一定会毫不犹豫地引用书中的这些精美图例。

评分☆☆☆☆☆

从宏观的视角来看待这本书的结构布局，我必须称赞其内在逻辑的严密性。它并非简单地按照时间线或物理性质进行线性叙述，而是构建了一个多维度的知识网络。全书的每一章似乎都能与其他章节产生呼应和参照，形成了一个循环强化的学习路径。比如，第三章对不同类型超导体基本特性的阐述，与第十章关于磁屏蔽技术应用的讨论形成了完美的理论与实践的闭环。作者在章节末尾设置的“拓展思考题”极具启发性，它们往往不是简单的知识点复述，而是要求读者综合运用本章及前几章的知识去分析一个开放性的工程难题。这种层层递进、相互支撑的编排方式，极大地提高了知识的留存率，让读者在合上书本后，仍能感觉到自己对整个超导领域有了全景式的、立体的把握。