超導電纜 9787512335974 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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信贏 等 著

圖書標籤:

• 超導
• 電纜
• 電力係統
• 能源
• 物理
• 材料科學
• 工程技術
• 高科技
• 輸電
• 電氣工程

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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

圖書基本信息
圖書名稱	超導電纜	作者	信贏 等
定價	80.00元	齣版社	中國電力齣版社
ISBN	9787512335974	齣版日期	2013-09-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	精裝
開本	12k	商品重量	0.681Kg

內容簡介

本書主要介紹超導電纜原理、性能特點、技術發展曆史和應用前景。全書共分為7章，分彆為超導現象的發現和超導材料的技術應用、超導電纜概述、超導電纜本體技術及特性、超導電纜的端頭與接頭、超導電纜的循環冷卻係統、超導電纜的運行以及超導電纜的應用前景展望。 本書有3個附錄，分彆就迄今為止世界上運行或試驗的主要超導電纜項目，普吉超導電纜循環冷卻控製係統監控量總結，超導電纜的主要結構參數、運行參數和適用性評價進行瞭介紹，供讀者參考。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

探索超導電纜的革命性潛力 隨著科技的飛速發展，對能源傳輸效率和可靠性的需求日益增長。傳統電纜在輸送大量電能時，由於電阻的存在會産生可觀的能量損耗，尤其是在長距離輸電和高電流應用場景下。這種損耗不僅浪費寶貴的能源，還可能引發過熱等安全問題，限製瞭電網的優化和擴展。因此，開發能夠剋服這些限製的新型傳輸技術變得尤為迫切。 超導材料的發現與應用 在這一背景下，超導材料的齣現為解決能源傳輸的瓶頸提供瞭曙光。超導現象是指某些材料在達到特定臨界溫度以下時，電阻突然變為零的奇特物理特性。這意味著一旦電流通過超導材料，將不會有任何能量損耗，電力可以近乎完美地傳輸。這一革命性的發現，極大地激發瞭科學傢們對其應用潛力的研究熱情，而超導電纜便是其中最受矚目和最具前景的應用之一。 超導電纜的原理與優勢 超導電纜的核心在於其采用瞭具有超導特性的材料作為導體。這些材料，例如高溫超導體（如釔鋇銅氧、鉍鍶鈣銅氧等）或低溫超導體（如鈮鈦、鈮三锡等），在冷卻至其臨界溫度以下時，能夠呈現齣零電阻特性。與傳統的銅或鋁導綫相比，超導電纜在傳輸電流時幾乎沒有能量損耗。這意味著： 極高的傳輸效率： 能量損耗的消除意味著輸電過程中可以最大限度地保留電能，從而顯著提高整體能源利用率。這對於國傢電網、工業生産以及大型數據中心等高耗能領域具有重大的經濟和環境意義。 大容量輸電能力： 由於電阻為零，超導電纜能夠承受比傳統電纜高得多的電流密度，而不會産生過熱問題。這使得超導電纜能夠以更小的體積傳輸更大的功率，極大地緩解瞭城市電網中日益擁擠的地下空間壓力，也為遠距離、大功率輸電提供瞭新的解決方案，例如將偏遠地區的清潔能源輸送到城市負荷中心。 更小的尺寸和重量： 相同輸電能力的超導電纜，其體積和重量通常比傳統電纜小得多。這不僅降低瞭安裝和維護的難度，也為在空間受限的環境下（如城市地下管網、艦船、地鐵等）鋪設提供瞭便利。 更高的可靠性和穩定性： 零電阻特性消除瞭由於電阻引起的電壓降，使得電網的電壓穩定性更高，從而降低瞭對敏感電子設備的損害風險。同時，由於發熱量極低，超導電纜的運行更加穩定可靠，減少瞭因過熱引起的故障可能性。 減少環境影響： 提高能源利用效率，減少輸電損耗，直接轉化為對化石燃料消耗的減少，從而降低溫室氣體排放，為環境保護做齣貢獻。 超導電纜的構成與技術挑戰 盡管超導電纜擁有巨大的優勢，但其實現和廣泛應用仍麵臨著諸多技術挑戰。一條完整的超導電纜係統通常包含以下幾個關鍵部分： 1. 超導導體： 這是超導電纜的核心。目前主流的研究集中在高溫超導體，因為它們能在液氮（約77 K，-196 °C）或更接近室溫的溫度下實現超導，相比於需要昂貴且復雜的液氦冷卻係統的低溫超導體，具有更高的實際應用潛力。超導導體的製造工藝復雜，需要精確控製材料成分、晶體結構和形貌，以保證其在工作溫度下具有優異的超導性能。 2. 低溫係統（冷卻係統）： 為瞭維持超導材料的超導狀態，必須將其冷卻至臨界溫度以下。這是超導電纜技術中最具挑戰性和成本最高的環節之一。 製冷機： 負責産生和循環冷卻介質（如液氮或液氦）。需要高效、可靠且低能耗的製冷技術。 絕緣層（真空絕熱管）： 包裹在超導導體外部，形成一個真空層，以最大限度地減少外部熱量嚮低溫區域的傳導。這層真空絕熱結構的設計需要極高的工程精度，以保證長時間穩定運行。 冷卻介質循環係統： 負責將冷卻介質從製冷機輸送到超導導體，並將其帶走，形成一個閉環的冷卻循環。管路的設計、泵的效率、以及防止冷卻介質泄露等都是需要仔細考慮的問題。 3. 絕緣層： 在超導導體之間以及超導導體與接地屏蔽層之間，需要高性能的電絕緣材料來防止漏電和短路。由於超導電纜工作在較低的溫度下，絕緣材料的選擇和性能會受到溫度變化的影響，需要特殊的低溫絕緣設計。 4. 保護套和外殼： 保護套用於防止外部機械損傷、潮濕和化學腐蝕，並提供對環境的防護。外殼則進一步加固整體結構，並可能集成冷卻管路等。 應用領域與發展前景 超導電纜的應用前景廣闊，涵蓋瞭能源、交通、科研等多個關鍵領域： 智能電網升級： 在城市區域，超導電纜可以用於輸送大功率、減少損耗，緩解現有電網的擁擠狀況，並提高供電的可靠性。尤其是在人口密集、電力需求高的中心城區，其優勢更為明顯。 大規模清潔能源接入： 將風能、太陽能等可再生能源産生的電力從偏遠地區輸送到城市負荷中心，超導電纜可以剋服長距離輸電的損耗問題，提高清潔能源的利用效率。 工業領域： 例如在大型冶煉廠、化工廠等需要高功率電力供應的場所，超導電纜可以提供穩定、高效的電力輸送。 交通領域： 磁懸浮列車是超導技術的經典應用之一。未來，更高效的超導電纜有望應用於電動汽車的無綫充電、甚至是為高速軌道交通提供動力。 科研和醫療： 在粒子加速器、核聚變裝置以及大型醫療成像設備（如核磁共振成像，MRI）中，超導磁體和相關的超導電力傳輸技術已經廣泛應用，並不斷推動著科學研究和醫療診斷的進步。 艦船和航空航天： 節省空間、減輕重量、提高能源效率的特點，使得超導電纜在對體積和重量要求極高的艦船動力係統和航空航天領域具有獨特的價值。 麵臨的挑戰與未來展望 盡管超導電纜的潛力巨大，但其商業化和大規模推廣仍麵臨一些挑戰，主要包括： 成本： 目前超導材料的生産成本和低溫係統的維護成本仍然較高，限製瞭其在所有領域的廣泛應用。降低材料成本、提高製冷係統的效率和可靠性是關鍵。 技術成熟度： 盡管研究取得瞭顯著進展，但超導電纜的可靠性、長期穩定性以及標準規範的建立仍需進一步完善。 工程實施： 將超導電纜係統集成到現有電網中，需要解決接口匹配、故障保護、以及安裝維護等一係列工程問題。 然而，隨著科學技術的不斷進步，超導材料的性能不斷提升，製造工藝日益優化，低溫技術也更加成熟和經濟。各國政府和科研機構對超導技術的投入持續增加，相關的研究項目和示範工程也在不斷推進。可以預見，在不久的將來，超導電纜將成為一種重要的電力傳輸方式，深刻地改變我們的能源格局，引領一場新的能源革命。它不僅僅是一根導綫，更是連接未來高效、清潔、可靠能源網絡的重要基石。

评分☆☆☆☆☆

語言的魅力在這本書裏得到瞭充分的體現，它巧妙地平衡瞭學術的嚴謹性與科普的易懂性。作者在介紹一些前沿課題，例如高溫超導帶材的軋製工藝時，大量使用瞭生動的比喻，成功地將高精度的冶金過程轉化為讀者可以想象的畫麵。例如，他將臨界電流密度（Jc）的提升比喻成“在高速公路上為電子搭建更多、更寬的專用通道”，這個比喻既準確又富有畫麵感，讓人一下子就理解瞭位錯釘紮對電流傳輸的決定性作用。更難得的是，作者的幽默感偶爾也會閃現，比如在迴顧某些實驗失敗的經曆時，那種自嘲式的描述，瞬間拉近瞭作者與讀者的距離，使得整本書讀起來非常“有人情味”，全然沒有那種拒人於韆裏之外的學術高冷感。

评分☆☆☆☆☆

這本書的實操指南部分，展現齣瞭作者深厚的工程實踐經驗，這部分內容簡直是為實驗室工程師量身定做的“避坑手冊”。我特彆關注瞭關於液氦杜瓦瓶的維護章節，書中詳盡地描述瞭不同抽真空循環的參數設定、溫度漂移的監測方法以及冷屏惰性氣體純度的實時分析步驟。很多標準操作流程（SOP）中往往含糊其辭的地方，作者在這裏都給齣瞭非常具體的數值範圍和操作技巧，比如如何判斷磁體繞組絕緣是否失效的兆歐錶讀數閾值，以及在充液過程中如何精確控製降溫速率以避免應力開裂。這種“乾貨”的密度高得驚人，完全沒有那種為瞭湊頁數而堆砌的冗餘信息。讀完這部分，我立刻對手頭一個運行中的低溫係統進行瞭幾個關鍵參數的微調，效果立竿見影，確實驗證瞭書中所述的工程智慧。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，與其說是學習，不如說是一次深入的思維漫步。作者的敘事節奏把握得極其精準，他深知何時該放慢腳步，詳細鋪陳實驗細節，何時又該疾馳而過，概括宏大的技術發展脈絡。我發現自己常常因為一個看似不經意的腳注而停下來，反復琢磨作者引用的那些早期研究文獻，那種追溯源頭的快感是其他同類書籍無法給予的。書中對“零電阻”這一概念的探討尤其深刻，作者不僅羅列瞭宏觀錶現，更深入剖析瞭電荷載流子在晶格缺陷中的行為，並巧妙地引入瞭曆史上的幾次重大理論爭論，使得閱讀體驗充滿瞭知識的張力。讀完後，我感覺自己像是參與瞭一場跨越數十年的科學對話，而不是被動地接受既定事實。這種引導思考、鼓勵質疑的寫作風格，對於希望在領域內深耕的讀者來說，無疑是醍醐灌頂。

评分☆☆☆☆☆

從宏觀的視角來看待這本書的結構布局，我必須稱贊其內在邏輯的嚴密性。它並非簡單地按照時間綫或物理性質進行綫性敘述，而是構建瞭一個多維度的知識網絡。全書的每一章似乎都能與其他章節産生呼應和參照，形成瞭一個循環強化的學習路徑。比如，第三章對不同類型超導體基本特性的闡述，與第十章關於磁屏蔽技術應用的討論形成瞭完美的理論與實踐的閉環。作者在章節末尾設置的“拓展思考題”極具啓發性，它們往往不是簡單的知識點復述，而是要求讀者綜閤運用本章及前幾章的知識去分析一個開放性的工程難題。這種層層遞進、相互支撐的編排方式，極大地提高瞭知識的留存率，讓讀者在閤上書本後，仍能感覺到自己對整個超導領域有瞭全景式的、立體的把握。

评分☆☆☆☆☆

這本書的插圖簡直是視覺盛宴，每一張圖都仿佛將我拉進瞭那個神秘的電磁世界。作者在講解復雜的物理概念時，並沒有采用那種枯燥的教科書式語言，而是用一係列精心設計的示意圖，將抽象的理論具象化。比如，當他解釋臨界溫度和臨界磁場的關係時，那張三維相圖的繪製精妙絕倫，色彩的運用恰到好處地突齣瞭不同區域的物理狀態，讓人一眼就能把握住核心要點。我尤其欣賞的是那些關於材料微觀結構的剖麵圖，高分辨率的電子顯微鏡照片配上作者的細緻標注，讓我這個非專業人士也能對鈮鈦閤金或者YBCO單晶的晶格排列有一個直觀的認識。可以說，這本書的圖文並茂達到瞭一個教科書級彆以上的水準，它不僅僅是知識的載體，更像是一本工藝美術作品集，讓人在學習的同時也能享受到審美上的愉悅。如果將來我需要嚮同行展示超導現象的原理，我一定會毫不猶豫地引用書中的這些精美圖例。