6. Криогенные и сверхпроводящие кабели.
Криогенные ( криорезистивные ) кабели работают при температуре токопроводящей жилы в пределах 20 ( температура жид-кого водорода ) - 77К ( температура жидкого азота ). При таких температурах ( в особенности при 20К ) электрическое сопротивле-ние меди и алюминия резко снижается. Особенно сильное снижение электрического сопротивления наблюдается у металлов повы-шенной чистоты. В качестве примера укажем, что при 20К у алюминия высокой чистоты (Аl >= 99,99%) электрическое сопротивле-ние снижается почти в 500 раз по сравнению с сопротивлением при 20°С.
Примерная конструкция гибкого токопровода криорезистивного кабеля приведена на рис. 1, а на рис.2 - конструкция кабеля трубчатого типа. Гибкие кабели можно изготовлять значительной длины, т.к. отдельные фазы можно затягивать в трубу большими отрезками. Трубчатые жилы во второй конструкции должны стыковаться секциями длиной 12-18 м и здесь неизбежна установка большого количества сильфонов. Суперизоляция, которая состоит из тонких металлизированных пластмассовых лент, должна рабо-тать устойчиво в условиях очень высокого вакуума ( остаточное давление 1-10 мПа ).
Чтобы успешно отводить тепло из кабеля, криогенная жидкость должна циркулировать вдоль кабеля, при этом нужно избегать ки-пения жидкости ( например, для жидкого азота при 100К ), т.к. в этом случае возможно снижение качества изоляции, а сам поток жидкости может стать неравномерным. Для непрерывного охлаждения криогенная жидкость должна непрерывно проходить через рефрижераторные установки и охлажденная вновь поступать в кабель.
В криорезистивных кабелях постоянного тока тепло будет возникать вследствие нагрева токопроводящих жил, трения крио-генной жидкости во время движения о стенки кабеля и проникновения тепла в кабель извне. В кабелях переменного тока добавля-ются потери, возникающие в изоляции от вихревых токов и эффекта близости, что значительно затрудняет применение этих кабелей для передачи электроэнергии на более или менее значительные расстояния. Дело в том, что в Этом случае очень сильно возрастут расходы на установку и эксплуатацию рефрижераторных устройств. На постоянном токе эти кабели могут экономично передавать мощность примерно 1000 МВт и более на значительное расстояние.