ESSAIS DE VERIFICATION D'UN CIRCUIT DE CABLES SUPRACONDUCTEURS POUR UNE UTILISATION PRATIQUE

摘要

Un cable supraconducteur à haute température (HTS)est sensé transporter une énergie électrique trèsimportante en raison de sa densité de courant critiqueélevée. L'installation de cables HTS de faible diamètredans des conduites existantes est doublement rentable,en termes de co?t et en termes d'espace.Afin de vérifier la faisabilité d'un circuit de cable HTScomme moyen concret de transport d'énergie, desessais de vérification ont été menés sur un circuit decable HTS de 100 m 66 kV / 1 kA / 114 MVA auLaboratoire de recherche du Central Research Instituteof Electric Power Industry (CRIEPI) de Yokosuka.Ce cable HTS comporte trois ames placées dans uncryostat et est refroidi par azote liquide sous-refroidi(LN2). L'ame du cable est composée d'un conducteursupraconducteur, d'une isolation électrique en PPLP etd'un écran supraconducteur électromagnétique. Leconducteur et l'écran sont entourés de ruban au Bi-2223.Ce circuit de cable est composé d'un cable HTS de100 m, de deux bo?tes de séparation, de six extrémitéset de deux circuits de refroidissement. Le cable est pliéen son centre et forme un U.Divers examens (essai de charge tension-courantnominale, essai de fluctuation de charge et essai desurcharge, notamment) ont été planifiés sur un an enconsidération des variations climatiques.Après chaque essai, le cable est ramené à températureambiante afin d'évaluer l'influence du cycle derefroidissement entre la température de l'azote liquideet la température ambiante.Les résultats des essais sont les suivants :(1) Le courant critique mesuré du conducteur estd'environ 2,7 kA à 77,3 K, et correspond à la valeurattendue. Cela prouve que le cable n'a pas subi dedétérioration grave pendant la fabrication, la pose et lepremier processus de refroidissement.(2) Un courant nominal triphasé de 1 kA et une tensionnominale phase-terre monophasée de 40 kV ont étéappliqués avec succès sur le cable pendant plus de 700heures.(3) La mesure du courant de l'écran montre que laphase du courant de l'écran est l'inverse de celle ducourant du conducteur et son amplitude est identique àcelle du courant du conducteur.(4) La perte thermique du cable est évaluée par laméthode calorimétrique. La dissipation thermiquemoyenne est de 2,5 W/m et 4,5 W/m à 0 A et 1000 Arespectivement. La première valeur correspond à ladissipation dans les tuyaux d'isolation thermique. Sil'on soustrait la dissipation à 0 A de celle à 1000 A, laperte en CA à 1000 A est estimée à 2,0 W/m. Cettevaleur mesurée concorde avec la valeur calculée.(5) Après le premier essai de refroidissement, le cable aété ramené à température ambiante puis refroidi à latempérature de l'azote liquide (LN2) pour le secondessai de refroidissement. Le courant critique, le courantd'écran et la dissipation n'ont pas changé parcomparaison avec les valeurs du premier essai derefroidissement. Ces résultats ont permis de constaterque le cable a conservé ces propriétés initiales après lecycle de refroidissement.Le premier et le second essai de refroidissement ontprouvé que le cable a un bon comportement en termesde courant d'écran critique et de dissipation. Celamontre aussi que le cable n'a pas subi de détériorationgrave pendant la fabrication, la pose, le processus derefroidissement et le cycle de refroidissement.