超導電纜及其工程應用

前言
第1章  超導電纜概述 1
   1.1  超導技術 1
　　1.1.1  超導現(xiàn)象及其基本特征 1
　　1.1.2  超導材料分類 3
　　1.1.3  超導材料及理論的發(fā)展概況 5
　　1.1.4  實用化超導材料 7
   1.2  電力電纜基礎 10
　　1.2.1  電力電纜概述 10
　　1.2.2  電力電纜主要性能參數(shù) 11
　　1.2.3  電力電纜敷設方式 13
   1.3  超導電纜 15
　　1.3.1  超導電纜發(fā)展概述 15
　　1.3.2  超導電纜分類 16
　　1.3.3  超導電纜主要構成 17
　　1.3.4  超導電纜電氣參數(shù) 19
　　1.3.5  超導電纜的安裝 20
   1.4  超導電纜運行系統(tǒng) 21
　　1.4.1  電纜系統(tǒng) 21
　　1.4.2  冷卻循環(huán)系統(tǒng) 21
　　1.4.3  監(jiān)控系統(tǒng) 22
   1.5  超導電纜示范工程 22
   參考文獻 29
第2章  超導電纜絕緣 33
   2.1  電力電纜絕緣的種類 33
　　2.1.1  油浸紙絕緣 34
　　2.1.2  塑料絕緣 36
　　2.1.3  橡皮絕緣 38
　　2.1.4  氣體絕緣 39
　　2.1.5  低溫介質絕緣 40
   2.2  低溫介質絕緣特性 40
　　2.2.1  液氮 41
　　2.2.2  木纖維電纜紙 41
　　2.2.3  聚丙烯復合纖維紙 41
　　2.2.4  聚酰亞胺 44
　　2.2.5  聚芳酰胺纖維紙 44
　　2.2.6  聚丙烯薄膜 44
   2.3  超導電纜絕緣制造 44
   參考文獻 49
第3章  超導電纜柔性絕熱管 51
   3.1  絕熱管絕熱技術 51
　　3.1.1  冷卻介質 51
　　3.1.2  絕熱套的熱力學基礎 53
   3.2  低溫絕熱技術 54
   3.3  超導絕熱套的結構設計及制造 59
　　3.3.1  波紋管的基本知識 60
　　3.3.2  金屬波紋管的結構及類型 61
　　3.3.3  絕熱套的制造工藝 62
　　3.3.4  波紋管的性能檢驗 65
   3.4  絕熱套真空技術及真空壽命 66
　　3.4.1  絕熱套真空技術 66
　　3.4.2  絕熱套的真空壽命 68
   參考文獻 69
第4章  超導電纜附件 71
   4.1  超導終端 71
　　4.1.1  超導終端的結構設計 72
　　4.1.2  示范工程中的超導終端 88
   4.2  中間接頭 95
　　4.2.1  中間接頭的結構設計 95
　　4.2.2  示范工程中的中間接頭 98
   參考文獻 100
第5章  超導電纜制冷系統(tǒng) 104
   5.1  制冷系統(tǒng)簡介 104
　　5.1.1  制冷系統(tǒng)設計原則 106
　　5.1.2  制冷系統(tǒng)類型 108
   5.2  制冷機 113
　　5.2.1  G-M制冷機 114
　　5.2.2  斯特林循環(huán)制冷機 116
　　5.2.3  脈管制冷機 120
　　5.2.4  布雷頓循環(huán)制冷機 122
　　5.2.5  不同制冷機性能對比 126
   5.3  液氮泵 129
　　5.3.1  液氮泵選型原則 129
　　5.3.2  液氮泵類型 141
   5.4  冷箱與過冷換熱器 145
   5.5  泵箱 148
   5.6  輔助系統(tǒng) 149
　　5.6.1  液氮儲槽 149
　　5.6.2  冷卻水供應系統(tǒng) 150
　　5.6.3  真空絕熱管路 150
　　5.6.4  閥門及測量儀表 151
　　5.6.5  驅動氣源 152
   參考文獻 152
第6章  超導電纜監(jiān)控系統(tǒng) 154
   6.1  監(jiān)控系統(tǒng)功能定義 154
　　6.1.1  超導電纜監(jiān)控系統(tǒng)定義的演變 154
　　6.1.2  監(jiān)控系統(tǒng)基本原理 158
　　6.1.3  監(jiān)控系統(tǒng)功能框架 158
　　6.1.4  監(jiān)控系統(tǒng)完備程度 159
   6.2  監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā) 160
　　6.2.1  實驗室超導電纜監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā) 160
　　6.2.2  工程用超導電纜監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā) 174
   6.3  控制程序與軟件系統(tǒng) 188
　　6.3.1  軟件系統(tǒng)建模與架構 188
　　6.3.2  系統(tǒng)運行模式 190
　　6.3.3  行為管控 191
　　6.3.4  數(shù)據(jù)共享運行維護系統(tǒng)開發(fā) 192
　　6.3.5  遠程組網(wǎng) 193
　　6.3.6  人工智能應用 194
   參考文獻 195
第7章  超導電纜系統(tǒng)設計 200
   7.1  電纜結構設計 200
　　7.1.1  襯芯設計 200
　　7.1.2  超導電纜導體與屏蔽設計 202
　　7.1.3  超導電纜絕緣設計 203
　　7.1.4  超導電纜絕熱套設計 204
   7.2  超導電纜附件設計 205
   7.3  低溫系統(tǒng)設計 206
   7.4  監(jiān)控系統(tǒng)設計 207
   參考文獻 208
第8章  超導電纜系統(tǒng)運行維護 210
   8.1  運維基本概念 210
   8.2  備用系統(tǒng)可靠性分析 212
   8.3  超導電纜系統(tǒng)維護策略 214
   8.4  超導電纜系統(tǒng)運維管理 219
　　8.4.1  運維制度 219
　　8.4.2  超導電纜本體巡視檢查要求及內容 221
　　8.4.3  泵房環(huán)境維護 224
　　8.4.4  缺陷管理 225
　　8.4.5  帶電檢測 225
   8.5  超導電纜應急預案 226
　　8.5.1  超導電纜故障演化機理 226
　　8.5.2  超導電纜系統(tǒng)故障應急預案 227
　　8.5.3  制冷系統(tǒng)和真空管道的嚴重故障處置 229
　　8.5.4  一般故障應急預案驗證 230
　　8.5.5  小結 231
   參考文獻 231