一、超导电缆简介
超导体有高温超导体与低温超导体之分，人们将铜基氧化物类超导体叫做高温超导体，把在这以前发现的超导体称为低温超导体。（要说明的是，即使是高温超导体，所需要的工作温度的也需要低于摄氏零下190°）高温超导电缆按传输的电力形式，可分为交流和直流两种；按其结构特点来划分，根据电气绝缘材料运行温度的不同，分为热绝缘或室温绝缘超导电缆（WD）和冷绝缘超导电缆（CD）。
热绝缘超导电缆的电气绝缘层与常规电力电缆的绝缘层类似，工作在常温下。
热绝缘超导电缆的基本结构，从内到外，依次为：
(1)管状支撑物（一般为波纹管，内通液氮）
(2)超导导体层（为超导带材分层绕制）
(3)热绝缘层（为真空隔热套件）、
(4)常规电气绝缘层（工作在常温下）
(5)电缆屏蔽层和护层（与常规电力电缆类似）
冷绝缘超导电缆的电气绝缘层工作在液氮的低温环境下，对绝缘材料的要求更高（图2）。当然，也可依照常规电力电缆的分类，分为单相电缆和多相电缆。
冷绝缘超导电缆的基本结构，从内到外，依次为：
(1)管状支撑物（内通液氮）；
(2)超导导体层（为电缆载流导体）；
(3)电气绝缘层（工作在液氮低温环境下）；
(4)超导屏蔽层（为超导带材绕制）；
(5)液氮回流层（与管状支撑物内的液氮构成回流循环）；
(6)热绝缘层（为真空隔热套件）；
(7)常规电缆屏蔽层和护层。
终端是高温超导电缆结构中的重要组成部分，是HTS电缆和外部其他电器设备之间相互连接的端口，也是电缆冷却介质和制冷设备的连接端口，担负着温度和电势的过渡。终端的结构是和电缆的结构相配套的，冷绝缘结构的电缆，由于多了一层超导屏蔽层和液氮回流层，结构较复杂，但基本结构如图3所示。
电缆本体的超导导体层和常规金属在液氮环境下连接（SC～NC接头），再由常规金属（电流头）从液氮温度引出过渡到常温，电流头的尺寸经过专门设计，以求温度过渡均匀和整体导热最小。终端的热绝缘结构将尽量降低热漏；电气绝缘保证了电流头的绝缘强度和液氮从地电位（制冷系统）到高电位（电缆终端）的过渡。
二、超导电缆现状
我国第一组超导电缆是由北京云电英纳超导电缆有限公司牵头研发，西部电力部门与东部发达地区大学、科研院所、企业联合，采用国产新材料、新技术共同研制和实现应用的国家重大科技项目。自2004年4月19日在云南省昆明市普吉变电站投入运行以来，经受了多种气象条件的考验，截至2004年12月30日，在试运行和挂网运行中已正常供电44555000千瓦时。这标志着继美国、丹麦之后，我国成为世界上第三个将超导电缆投入电网运行的国家，而且挂网运行以来容量为121兆瓦，而美国南线超导电缆容量为26兆瓦，丹麦超导电缆容量为104兆瓦。不久日前，在甘肃长通电缆科技股份有限公司又传出喜讯，由中国科学院电工研究所与甘肃长通电缆科技股份有限公司、中国科学院理化技术研究所联合研究开发的国家十五"863"重大项目----75米、10.5千伏/1.5千安三相交流高温超导电缆顺利完成系统集成，通过了系统检测和调试，即将投入并网试验运行。这些都标志着我国高温超导电缆技术从成果到产业化取得了新的重大突破，而且已经走在了世界的前沿。
三、超导电缆较常规电缆的优越性
一是损耗低、节省能源：超导电缆采用在液氮汽化温度下（约－196℃）无电阻传输大电流，导体损耗不足常规电缆的十分之一，加上制冷的能量损耗，其运行总损耗也仅为常规电缆的50％至60％。
二是容量大：同样截面的超导电缆的电流输送能力是常规电缆的3至5倍。
三是节约材料：具有同样传输能力的超导电缆与常规电缆相比，使用较少的金属和绝缘材料。
四是无污染：超导电缆没有造成环境污染的可能性，而充油常规电缆则存在着漏油污染环境的危险。
另外，超导电缆还具有低噪音的特性。
四、超导电缆制造及成本及与常规电缆的比较
目前，在我国制造等级为35～110kV,1～10kA的超导电缆的成本（不包括研发，部分材料进口）约为人民币1.5 ～2万元/千安·米，在形成批量生产并材料实现完全国产化后，可降低为0.8～1.0万元/千安·米，目前交联聚乙烯常规电缆的价格约为0.06～0.08万元/千安·米。
超导电缆的运行需要配套制冷系统，在运行时制冷系统需要消耗一部分电能，但所消耗的能量远小于由于使用超导电缆而节约的网路线损。另外，使用超导电缆可降低对超高压线路的依赖，能大大减少用在超高压线路附件上的昂贵的费用。下面是丹麦NKT公司给出的以4km长、450MVA传输容量、132kV电压等级为例的超导电缆与常规铝电缆的一些基本参数和成本的比较：
电缆形式 单位 HTS电缆 XLPE～AL电缆
导体截面积 mm2 50 2×2,000
电缆外径 mm 116 2×107
电缆重量 kg/m 8.5 2×12.4
等效电阻 mΩ/km 1.1 12
电缆系统(包括辅助设备和安装成本)估计成本 MUSD 9.68 9.37
五、超导电缆应用的经济效益和社会效益
我国装机总容量已突破2.5万亿kW,仅次于美国，但在总量和均量上电力资源存在严重的不平衡，给电力工业发展留有巨大的空间。我国西南地区水能资源丰富，可开发容量达 250 GW，占全国可开发容量 71.2％。全国规划12个大水电基地，7个在西南。但我国工业集中在华东、华北、东北地区，因此西电东送是我国输电的基本格局，输电距离达1000km以上，我国最大的金沙江水电基地若送电至华东、华中、华南，输电距离长达1500～2500km。
目前远程大容量电力输送一般采用架空铝裸线，大城市的输电一般采用地下电缆，导体为铜线或铝线。使用这些传统的电线或电缆，电能在输送过程中要损失5～10%，损秏主要来源于导线的电阻，而且与输送电流的平方成正比。为了减少电能在输送过程中的损失，在长距离输电时要尽量提高电压，而超高压线路对输电塔的绝缘瓷瓶和对空间使用有很苛刻的要求，尤其是对线路终端附件的材料和制作技术要求更高，而目前我国使用的超高压线路终端附件都需要进口，这些都大大地提高了超高压线路的建设成本。若采用高温超导电缆进行输电，电压不用升高，超高压输电的技术难题就不复存在。超导电缆的交流阻抗仅为常规电缆的十分之一，所以可以减少电网线损50%左右，带来很高的经济效益。另外，使用超导电缆还可以节约输电系统的占地面积和空间，节省大量宝贵的土地资源，并保护了生态环境。从长远来讲，超导电缆的应用还使长距离直流输电技术变得容易和经济。用于直流输电，超导电缆会使电网线损降低70%以上，显示出更好的经济效益。
1999年世界有关机构预测，2020年高温超导电缆将取代80％的城市传统地下电缆，世界市场超导电缆销售额将达300亿美元，而据亨通第五届战略研讨会资料所述，2004年国内电力电缆的市场容量也才不过2000多亿人民币，由此可见，超导电缆随着超导技术的发展将成为电缆行业的发展趋势，而且有着很大的市场前景。我们要等技术成熟普遍应用后跟上，还是要早点参与研究开发抢先占领市场呢！
