2013年08月09日10:09
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位于東京都國分寺市的日本鐵道綜合技術研究所(鐵道綜研)于7月24日,公開進行了全球首例利用超導電纜的電氣列車行駛試驗。
超導指的是將特定金屬及化合物冷卻至超低溫狀態(tài)時電阻變?yōu)榱愕默F象。超導電纜將利用該技術制造的線材收納于隔熱管等中制成。
通過在管內流動液體氮等制冷劑維持超導狀態(tài),與使用普通銅線等的電纜相比,可大幅減少輸電時的電力損失。自1986年開發(fā)出可在較高溫度下達到超導狀態(tài)的“高溫超導體”以來,全球各國一直在推進研發(fā)的超導輸電終于即將成為現實。
在鐵道綜研內的實驗線路上公開實施的使用超導電纜的輸電試驗
申請了多項超導相關專利
鐵道綜研開發(fā)的超導電纜用于直流輸電,將高溫超導線材封入粗約10厘米的管中。零下196度的液體氮在其內部循環(huán)進行冷卻,使電阻降為零。
在進行超導輸電的情況下,為了使液體氮循環(huán)起來,一般會平行設置2條往返電纜,或者將管道制成環(huán)狀。不過,鐵道綜研從長距離用途及設置自由度考慮,進行了改進,采用多層結構管,使液體氮能夠在1根管中來回流動。
并且,還設想在鐵路上使用液體氮冷卻及循環(huán)系統,開發(fā)出了充分考慮到安全性的自主技術。鐵道綜研目前正在申請多項專利。
鐵道綜研研究開發(fā)推進室負責部長兼超導應用研究室室長富田優(yōu)博士說:“超導電纜不僅可削減輸電損失,在有效利用再生能量方面也非常有效。”
在停止電氣列車時,將馬達用作發(fā)電機,把動能作為電力予以回收,這就是再生能量。
能量再生系統已完成實用化,可以將其產生的能量通過電線供應給其他電氣列車。但現有系統輸電線電阻較大,電力只能供應給附近的電氣列車。
不過,如果采用超導電纜,就原理而言,無論電氣列車位于何處,都能相互融通電力。整體電力削減效果有望達到5%左右。而且,通過實現向車輛供電的高效化及平均化,還有望削減及集中現在需每幾公里設置一處的變電站。
此次使用31米電纜進行了行駛試驗,將對獲取的數據進行驗證,并計劃秋季以后使用310米電纜實施更具實踐性的實證實驗。富田博士充滿信心地表示:“我們還設想鋪設于實際的鐵路網上,在實用化方面將取得突破性進展。”預計完成實用化還需要5年左右的時間。
鐵道綜研率領超導技術開發(fā)團隊的富田博士。顯示器上實時顯示用于冷卻的液體氮的溫度等。 |
用于連接超導電纜和接觸網的單元。 |