Linea superconduttiva in funzione in Cina

[mario_maggi]

Ciao e buon anno!
Complimenti ai cinesi: https://transformers-magazine.com/tm-news/shanghai-commissions-a-superconducting-cable/
Bye
Mario

[MarcoD]

Interessante: 1,2 km ; 220 kV ; 2200 A.

Mie considerazioni personali da criticare:
Se fosse una connessione tradizionale in rame,
supponendo una densità di corrente di 6 A /mm2
la sezione sarebbe 2200/6 = 367 mm2,
corrispondenti a un profilato quadrato di circa 20 mm di lato.
(Ho trascurato gli eventuali effetti della dissipazione del calore e dell'effetto pelle).

Le barre sarebbero poi 3 per la trifase?


Con un superconduttore, di quanto si riduce la sezione ?
E di quanto aumenta la sezione per l'isolamento elettrico e termico ?

[Etemenanki]

Mi vengono un paio di dubbi (da buon demone ... )

Non mi risultano, attualmente, materiali superconduttori a temperatura ambiente (potrei sbagliarmi, ma il materiale che diventa superconduttore alla temperatura piu alta che conosco, lo diventa comunque a 15 gradi, e solo sotto altissima pressione, mentre a pressione ambiente mi pare di ricordare che il "record" sia -135 gradi).

Per cui posso supporre che tale linea sia mantenuta ben oltre il sottozero (con relativo uso di energia per farlo, non so quanto vantaggioso sarebbe il sistema alla fine, ma quello e' secondario) ... ora, i materiali che sono superconduttori a basse temperature, sono anche, in genere, conduttori parecchio peggiori del rame a temperature superiori ... mi viene da immaginarmi che fine farebbe quel km e passa di cavo se sotto un carico anche minore di 2200A a 220kV, il sistema di raffreddamento subisse un guasto

[fpalone]

Il cavo superconduttivo di cui al link di mario_maggi, pur collegando due sottostazioni a 220 kV, lavora alla tensione nominale di 35 kV. Ci saranno quindi dei trasformatori 220 kV /35 kV: verosimilmente si tratta di due cabine primaria.
Non è il primo cavo superconduttivo in media tensione, ma 35 kV credo sia il più alto livello di tensione che io abbia mai visto applicato ad un cavo a superconduttori.

Come dice giustamente Etemenanki si tratta di superconduttori ad "alta temperatura", il che vuol dire necessità di utilizzare azoto liquido (se si usano i più costosi superconduttori YCBO che hanno una temperatura di transizione di 93 K) o addirittura elio (se si usano ad esempio i superconduttori MgB2, come fa Ansaldo, con una temperatura di transizione di 39 K).

Il problema si sposta quindi dal portare tanta corrente al trovare una combinazione di geometria del cavo e materiale isolante in grado di "sopportare" elevate tensioni e garantire isolamento termico.

Relativamente al confronto con le perdite di un cavo convenzionale, salendo in tensione il cavo superconduttore diventa meno invitante, perché le perdite del primo tendono a diminuire.
Per problemi termici, le densità di corrente in cavi di alta tensione sono molto basse: per un cavo a 220 kV da 2500 mm2 in rame si ha una densità di corrente di massimo 0.65 A/mm2!
Anche nelle linee aeree in alluminio, in alta tensione in genere si assume una "densità economica" di corrente tra gli 0.5 e 1 A/ mm2.

Per ora le prime applicazioni sono quindi il trasporto su breve distanza di alte correnti a tensioni non elevate, con lo scopo di dimostratori tecnologici e di sostegno alla ricerca applicata: in questo i cinesi ormai non sono secondi a nessuno.

[nutiand]

Sulle linee (vecchi ricordi)a 400 kV la sezione dei cavi alluminio è 565 mm2 ; sono 3 per fase quindi 1700 mm2 per fase.
Va considerato fra alluminio e rame ce ne corre però il vantaggio e,tutto sul peso/costo.