据国际上预测,在今后的5~10年内,超导技术将在电力工业中获得广泛的应用。在超导研究方面,美国、日本、德国处于领先地位。超导技术已被用于旋转电机、电力电缆、磁储能、电力变压器,以及在电网中作为限流器。
限流器利用了超导向正常态的转变特性,即从无阻态(超导态)向电阻态的转变。超导技术被公认的优势是它的零电阻特性,它可减少输电的损失,同时超导材料的电流密度大,已知超导材料的电流约为100A/mm2,至少是普通铝和铜导体的10倍。超导体另一被公认的特性是超导—正常态转换特性。这种转换在临界电流IC处进行,超导限流器就是利用了这一特性。
用于超导限流器的材料主要有以下三种:Bi223线材、YBCO薄膜和Bi2212实体材料。超导限流器有电阻型和电感型。在电阻型中,被保护电网的电流直接流过超导体,而在电感型中,超导体通过电感接入电路。
在欧洲大力发展超导限流器,如ABB公司制作的IMVA限流器属电感型,已于1996年投入一水电站运行,它是由Bi221超导材料制作的。并冷却在液态N2中。电阻型超导限流器(1.6MVA、Bi2212)也已接入电网运行。西门子公司利用YBCO薄膜已制出1MVA高温超导展示模型。现已用Bi2213材料制出额定电压8kV、额定电流800A、额定容量6.4MVA的超导限流器模型。