Многониточные HTS-кабели для снижения переменных потерь: экспериментальная проверка концепции и моделирование

Снижение потерь при переменном токе (AC) в материалах с высокотемпературной сверхпроводимостью (HTS) имеет решающее значение для приложений в переменном режиме, поскольку это позволяет ослабить требования к криогенному охлаждению. Ряд исследований показал, что изготовление многониточных HTS-кабелей может уменьшать AC-потери. Однако в существующих кабелях были выявлены значительные потери на сцепление из-за наличия связанных слоев меди или припоев. В статье предложен новый метод разработки многониточных HTS-кабелей, сосредоточенный на подавлении потерь на сцепление путем повышения контактного сопротивления внутри HTS-кабелей. Для электрической изоляции узких HTS-жил в структуре кабеля используются термоусадочные трубки. Были изготовлены пробные кабели с HTS-ленточками шириной 4 мм и 2 мм. Измерялись как транспортные потери, так и суммарные AC-потери в вращающемся магнитном поле для количественной оценки уменьшения AC-потерь в многониточных HTS-кабелях. Результаты измерений использовались для валидации результатов моделирования и для прогнозирования уменьшения потерь в HTS-кабеле шириной 1 мм. Показано снижение потерь до примерно 90% в кабеле шириной 1 мм по сравнению с 4 мм кабелем. Следовательно, предлагаемые многониточные HTS-кабели перспективны для применения в задачах по снижению AC-потерь.