Transverse Thermal Conductivity of REBCO Coated Conductors
REBCO涂层导体（CC）有可能大大拓宽超导的应用领域。基于REBCO的设备的失超保护是这种扩展的主要障碍之一。热导率数据是淬火模拟研究的必要组成部分。特别地，CC的横向热导率（$κ_T$）在超导磁体中失超的情况下起关键作用。在目前的工作中，我们报告$κ_T$的热稳定的REBCO CC由不同的制造商生产。我们在单个CC上而不是在焊接带堆叠上测量了$κ_T$，这排除了测量中的杂散影响。我们已经发现，在Cu电镀的CC中的带边缘处的稳定剂的存在增加了总体$κ_T$。在不存在这种效应的情况下，总热阻由基板主导。
2014-12-03 cond-mat.supr-con
AC loss in ReBCO pancake coils and stacks of them: modelling and measurement
ReBCO涂层导体的许多应用都包含扁平线圈的堆叠。为了降低它们的高交流损耗，有必要了解损耗机制。在这篇文章中，我们测量和模拟的交流损耗和临界电流，I_c，在堆叠的煎饼线圈（“煎饼”）。我们建造了多达4个煎饼的堆栈，并通过电子手段测量它们。我们还从I_c测量得到了J_c与各向异性场的关系。该J_c是模拟的唯一输入，以及线圈尺寸。在用测量结果验证了我们的计算之后，我们模拟了许多煎饼的堆叠，多达32个。我们发现，一叠（四个）煎饼的交流损耗非常高，比单个磁带大两个数量级。一个双层煎饼的行为就像一个单一的两倍宽度，但一堆更多的煎饼是非常不同的。最后，我们发现2股罗贝尔电缆减少了一堆煎饼中的交流损耗，但不是在一个煎饼中。总之，煎饼堆的交流损耗太高了。然而，我们的模拟是有用的预测交流损耗和优化线圈设计，减少交流损耗。
2011-12-19 cond-mat.supr-con
A Note on the Calculation of Averages in Superconducting Cable-in-Conduit Conductors
根据电流传输长度与特征自场长度的关系，提出了两种计算超导电缆在导管导体中的平均电场的方法。
2013-09-23 cond-mat.supr-con
Calibration of a superconducting transformer by measuring critical current of a NbTi Rutherford cable
大型高场超导磁体通常需要高电流超导电缆。为了开发这些电缆，能够提供具有大采样面积的高磁场以及数十kA的电流的设备是必不可少的。超导Transformer是一种向超导电缆提供大电流的节能且低成本的方式。此前，我们合作开发了一款超导Transformer，并成功测试其在零磁场下的最大输出电流为45 kA。在这项工作中，这种超导Transformer安装在12 T分裂螺线管磁铁在国家高磁场实验室（NHMFL）。我们校准它通过使用该设备来测量临界电流的NbTi卢瑟福电缆作为磁场的函数高达10 T，并与文献中的结果进行比较。此外，对从NbTi电缆中提取的股线进行临界电流测试。提取股线的临界电流的缩放和比较与电缆的临界电流。详细讨论了用这种超导Transformer测量临界电流的准确性。这项工作的结论是这种超导Transformer的调试，结合12 T分裂磁铁将提供独特的电缆测试能力，为未来的电缆开发的NHMFL和它的用户。
2023-02-14 cond-mat.supr-con
REBCO delamination characterization by 90 degree peel test
本文针对REBCO带材在厚度方向易剥离的问题，开发了90度剥离测试方法用于40T全超导磁体项目的质量保证，发现剥离强度受铜层厚度和RRR影响，但该方法仍可有效评估同规格带材的剥离强度。
2024-10-13 cond-mat.supr-con
Angular dependenceof the magnetisation AC loss: coated conductors, Roebel cables and double pancake coils
当导体受到相当大的磁场作用时，如在旋转机器、Transformers和高场磁体中，ReBCO涂层导体的交流损耗很大。罗贝尔电缆可以减少这些情况下的交流损耗。然而，需要计算机模拟来解释实验，理解损耗机制，通过优化罗贝尔电缆来减少交流损耗，并设计低温系统。在这篇文章中，我们模拟和讨论的交流损耗由于施加的磁场使电缆的任意角度，并考虑到一个现实的各向异性场依赖的临界电流密度。我们研究了超导体部分的交流损耗的限制非常高的耦合电流和完全非耦合股。非耦合情况下的模拟也描述了一个双饼线圈没有运输电流。对于模拟，我们使用两种不同的数值方法互补的优势。这作为相互检查的正确性的模拟结果，这同意对方。与预期相反，我们发现交流损耗不仅取决于所施加的磁场的垂直分量。我们还发现，与未换位的电缆相比，与股线表面成7度以下的取向的施加场的AC损耗降低了一个数量级以上。因此，我们建议将罗贝尔电缆用于具有磁场重要并联组件的绕组，例如Transformers和高场磁体。
2011-09-13 cond-mat.supr-con
Observation of REBCO delamination in the resistive insulation nested coils
National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
研究发现REBCO导体在磁体测试中发生脱粘，揭示了其在垂直方向上的机械弱性，为未来磁体设计提供重要参考。
2025-12-18 cond-mat.supr-con
Superconducting Cable Modelling into Electro-Magnetic Transient Simulation Tool
本文针对SCARLET项目中的1GW MVDC超导电缆，提出将其建模为电路集成到电磁暂态仿真工具，并设计结合直流断路器与电阻型超导故障限流器的保护策略，以支持海上风电并网研究。
2024-12-17 cond-mat.supr-con
Quench Protection in Insulated REBCO Conductors: Design Optimization and Fast Detection via REBCO SQD
CEA Paris-Saclay, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
研究通过优化铜稳定器和REBCO SQD设计，提高绝缘REBCO导体在淬火事件中的保护性能，实现快速检测。
2026-03-16 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
The self fied effect on the power-law index of superconducting cables
结果表明，在无股线间电流再分布的情况下，自场效应总是增大伏安特性的幂律指数，减小临界电流线的温度导数和磁场导数。我们表明，起飞极限的一股绝缘股线制成的电缆是等于一个自由股线由于之间的补偿效应的幂律指数的增加和减少的磁场导数的临界电流。
2013-05-15 cond-mat.supr-con
Critical state solution of a cable made of curved thin superconducting tapes
本文提出了一种基于临界状态的计算弯曲超导薄带电缆中电流、场分布和交流损耗的方法。该方法还包括考虑临界电流密度的空间变化的可能性，这可能是制造过程的结果。例如，已知稀土基涂覆导体在带的边缘附近具有降低的传输特性：这影响电流和场穿透样品的方式，并因此影响AC损耗。我们表明，弯曲的磁带安排在一个圆柱形的前行为作为一个无限的水平堆叠的直磁带，我们比较在各种工作条件下的交流损耗，无论是没有和临界电流密度的横向依赖。该模型和随后的类似方法可用于涂覆导体的各种应用，包括电力电缆和圆芯导体（CORC）电缆。
2014-09-09 cond-mat.supr-con
Modeling and simulation of termination resistances in superconducting cables
我们解决的问题建模终端电阻，这在很大程度上是负责超导电缆中的电流分布不均。为此，我们提出了三个DC模型。在第一模型中，提出了考虑连续E-J关系的0 D电路式方法。第二个模型使用麦克斯韦方程的2D H-公式，对电场项有新的贡献，该项考虑了端接电阻引起的电压降。第三个模型，基于麦克斯韦方程组的3D H-公式，使用一种新的技术来模拟终端电阻和超导电缆在一个紧凑的框架内，计算使用两个非连接域的贡献。讨论了每种模型的优缺点。特定的应用程序，其中一个给定的模型是最好的拟合也被认为是。对于由4根高温超导带材组成的叠带电缆，模型的预测与实验结果吻合较好。总的来说，这项工作提出了一个调色板的三种不同的数值工具，用于计算电缆中的电流分布组成的多个磁带，终端电阻也考虑在内。一种模型的选择取决于特定的应用和所需的精度
2017-05-29 cond-mat.supr-con
Temperature- and Field Dependent Characterization of a Twisted Stacked-Tape Cable
绞合叠带电缆（Twisted Stacked-Tape Cable，TSTC）是高温超导体电缆的主要概念之一，具有可扩展性、易于制造和高电流密度等优点，使其成为大规模磁体导体的可能候选材料。为了模拟这种磁体的边界条件以及扭曲堆叠带电缆的温度依赖性，使用卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的技术物理研究所（ITEP）的“FBI”（力场电流）超导体测试设备表征由40.4mm宽的SuperPower REBCO带组成的1.16m长的样品。在第一步中，在测量载流能力的同时循环背景磁场，以确定洛伦兹力对TSTC样品性能的影响。在第一个磁场循环中，测试了TSTC样品的临界电流高达12 T。在12 T的最大背景磁场下，高达65.6 kN/m的显著洛伦兹力导致载流能力不可逆下降11.8%。降解饱和（在4.2 K和12 T背景场下的临界电缆电流为5.46 kA），并且在随后的场循环中不会增加。在第二步中，利用“FBI”测试设备的可变温度插入物在不同背景场（4-12 T）和表面温度（4.2-37.8 K）下表征样品。在第三步骤中，在77 K自电场下确定沿样品长度的性能。在现场测量期间，在磁体的高场区域内的样品的中心部分获得了15%的降解。
2015-02-24 cond-mat.supr-con
Temperature- and field-dependent characterization of a conductor on round core cable
圆芯导体（CORC）电缆是一种主要的高温超导体电缆概念，其结合了可扩展性、柔性、机械强度、易于制造和高电流密度;使其成为大型高场磁体的可能候选导体。为了模拟这种磁体的边界条件以及CORC电缆的温度依赖性，使用“FBI”（力场电流）超导体测试设备表征了由15.4 mm宽的SuperPower REBCO带组成的1.16 m长的样品。在五个步骤的调查中，CORC电缆的性能，确定在不同的横向机械负载，磁背景场和温度，以及它的快速电流变化的响应。在第一步中，在液氮浴中测量样品的77 K自场电流。在第二步中，在自场条件下测量了温度依赖性，并与外推的单带数据进行了比较。在第三步中，在测量载流能力的同时重复循环背景磁场，以确定横向洛伦兹力对CORC电缆样品性能的影响。在第四步中，测量了样品在不同场（2-12 T）和温度（4.2-51.5 K）下的载流能力。通过有限元方法模拟，表面温度被转换成平均样品温度和获得的字段和温度依赖性进行比较外推的单磁带数据。在第五步中，用快速数据采集系统观察CORC电缆样品对快速电流变化（8.3kA/s）的响应。在这些测试期间，样品性能保持不变。样品的测量载流能力与制造商公布的假设场和温度依赖性的单个磁带的载流能力相关。
2015-04-27 cond-mat.supr-con
The eta-beta model model: an alternative to the power-law model for numerical simulations of REBCO tapes
当基于REBCO带材的超导器件工作在临界电流值（即I> Ic）附近或以上时，幂律模型并不总是准确的。在我们以前的工作中，我们提出了超临界电流模型，基于快速脉冲电流测量和有限元分析相结合。超临界电流模型以查找表的形式提供，并进行了实验验证。我们发现，超临界电流模型可以更好地再现实验测量比幂律模型，幂律模型预测更快的淬火比超临界电流模型。在这篇文章中，我们提出了η-β模型，一个数学表达式来模拟分析的过临界电流模型，基于测量进行77 K和90 K之间的自场条件。所提出的模型进行了验证，通过比较直流故障测量与数值模拟的结果，使用的eta-beta模型来表示REBCO磁带的超导层的电阻率。
2021-06-23 cond-mat.supr-con physics.app-ph physics.comp-ph
Coupling loss at the end connections of REBCO stacks: 2D modelling and measurement
在高功率密度超导电机中，超导带材通常堆叠并在端子处连接在一起以提高电流容量。当一个平行的正弦磁场被施加在这个部分耦合的叠层上时，耦合电流被感应并导致额外的耦合损耗。通常需要三维建模来计算耦合损耗，但这需要花费大量的计算资源和时间。为了提高计算速度，本文提出了一种基于最小电磁熵产生（MEMEP）的二维数值模拟方法。MEMEP模型具有较高的计算精度，并能考虑实际的带间电阻，采用大量的网格单元计算耦合损耗，与实测结果吻合较好，系统地研究了耦合损耗的幅值依赖性、频率依赖性、电阻依赖性和长度依赖性。结果揭示了耦合损耗的特性，这对多带导体的器件，如电机的定、转子绕组，有很大的帮助。
2020-01-09 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Flux-transfer losses in helically wound superconducting power cables
最小化交流损耗是高温超导体（HTS）交流电力电缆经济运行的关键。这种电缆的相导体的有利构造具有彼此相邻放置并围绕柔性圆柱形线圈架螺旋缠绕的HTS带状导线的两个反向缠绕层。然而，如果磁性材料（诸如带的磁性基底）位于两层之间，或者如果绕组节距角不相反并且在幅度上彼此基本相等，则电流在两层之间不均匀地分布。然后，如果在交流周期中的某个点，两层中的任何一层的电流超过其临界电流，则由于两层之间的通量转移而产生大的交流损耗。详细审查的形式主义，它的应用顺磁性基板的情况下，包括计算这个通量传递损失。
2013-05-29 cond-mat.supr-con
Fast and accurate electromagnetic modeling of non-insulated and metal-insulated REBCO magnets
提出基于MEMEP的二维快速精确电磁模型，用于NI和MI REBCO线圈，并通过A-V方法及32 T全超导磁体验证其电流、SCIF与交流损耗分析能力。
2025-02-16 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Superconducting Transformer for Superconducting Cable Testing up to 45 kA
能够测试几十kA电流的超导电缆的设备对于大型超导磁体的开发至关重要。超导Transformer（SCT）是一种合适的选择，作为测试超导电缆的大直流电流源。在这项工作中，我们将提出我们的实验结果的SCT高达45 kA的输出电流。在4.2K下表征了该SCT的性能。研究了它在不同电流水平下的失超行为。
2023-02-14 cond-mat.supr-con physics.ins-det
A transformative superconducting magnet technology for fields well above 30 T using isotropic round wire multifilament Bi2Sr2CaCu2O8-x conductor
本文报道了用高温铜酸盐超导体Bi_2Sr_2CaCu_2 O_（8-x）（Bi-2212）制成的复丝圆线导体可以产生近34 T的磁场，远高于Nb_3Sn的24 T上限。这种Bi-2212导体的一个显着属性是，它不表现出宏观纹理，并且包含许多大角度晶界，但在20 T和4.2 K下仍获得非常高的超导临界电流密度Jc，为2500 A/mm 2。该Bi-2212导体不具有REBa 2Cu 3 O 7-x（REBCO）的高Jc涂覆导体所需的极端织构，也避免了其高纵横比、大的超导各向异性和对单丝导体的缺陷的固有敏感性。Bi-2212线可以缠绕或缆线成几乎任何类型的超导磁体，并且对于超过Nb 3Sn技术的当前1GHz质子共振极限的非常高的场NMR磁体将是特别有价值的。这一证明表明，晶界限制高Jc实际上可以克服表明了重新关注非理想几何形状中的晶界性质的巨大价值，特别是将这种Bi-2212导体的经验转化为多丝圆线REBCO或Fe基超导体的制造。
2013-05-06 cond-mat.supr-con
Isochronous Data Link Across a Superconducting Nb Flex Cable with 5 femtojoules per Bit
互连特性使超导数字电路能够构建大型、高性能、高功率效率的数字系统。我们报告一个板对板通信数据链，这是一个关键的技术组成部分，尚未得到解决。RQL电路的超导谐振时钟/电源网络实现了芯片上和芯片间的同步通信。数据链路被扩展到板对板通信，使用等幅通信，其中板之间存在公共频率，但相对相位未知。我们的链路在接收器处使用过采样和可配置延迟来同步到本地时钟相位。一个单比特的isoprene数据链路已被证明通过传输线在芯片上，并在一个多芯片模块（MCM）通过一个超导磁带之间的驱动器和接收器与可变相位偏移。测量结果表明，该器件功能正常，3.6 GHz时的时钟裕度为3 dB，4.2 K时为5 fJ/bit。
2021-10-28 cond-mat.supr-con
A self-consistent model for estimating the critical current of superconducting devices
如今，人们对使用超导导线或超导带材来设计和制造诸如电缆、线圈、旋转机械、Transformers和故障限流器等设备的兴趣日益增长。它们的高电流容量使它们成为制造可用于上述大规模电力应用的紧凑和轻型电缆和线圈的候选者。然而，这些电缆和线圈的性能受到其临界电流的限制，临界电流由几个因素决定，包括导体的材料特性和设备本身的几何布局。在这项工作中，我们提出了一个自洽模型估计超导器件的临界电流。当工作条件是由电流产生的自场与总背景场相当时，这是非常重要的。该模型的基础上的渐近极限时，时间接近无穷大的法拉第方程的磁矢势方面写的。它使用连续的E-J关系，并考虑了临界电流密度对磁通量密度的角度依赖性。所提出的模型是用来估计超导设备，如电缆，线圈，线圈的换位电缆具有非常高的精度制成的临界电流。该模型计算速度快，是设计优化的理想模型。
2014-12-22 cond-mat.supr-con
Open Source Codes for Computing the Critical Current of Superconducting Devices
为了传输足够高的电流，高温超导体（HTS）带材被组装成不同形式的电缆结构。在这样的电缆中，带被紧密地包装并且具有强的电磁相互作用。特别是，所产生的自场是相当可观的，并且可以在减少电缆可以有效承载的最大电流方面做出重要贡献。为了能够预测所述电缆结构的临界电流，最近已经提出了静态数值模型。在这方面的贡献，我们详细介绍了在不同的编程环境，包括有限元为基础的和一般的数值分析程序，无论是商业的开源等模型的实现。的准确性和计算速度的不同实现的模型进行了比较的情况下，罗贝尔电缆。该模型也被用来评估选择一个非常准确的描述的角度Jc（B）的超导体的依赖作为输入的材料的属性的重要性。数字代码是开放源码的，免费提供给感兴趣的用户。
2015-09-14 cond-mat.supr-con
35.4 T field generated using a layer-wound superconducting coil made of (RE)Ba2Cu3O7-x (RE = Rare Earth) coated conductor
为了探索层绕（RE）Ba 2Cu 3 O 7-x（REBCO，RE = Rare Earth）线圈在> 30 T的高磁场环境中的极限，构建了一系列小插入线圈并在背景场中表征。其中一个线圈使用单个~100 m长的REBCO带反复达到35.4 T，该REBCO带用环氧树脂湿缠绕并嵌套在31 T背景磁体中。弹簧圈安全淬火数次，未发生降解。这种线圈的成功得益于在导体周围引入了一层薄聚酯薄膜。这种方法在线圈组中引入了一个薄弱的周向平面，防止导体分层，导体分层导致之前由该小组和其他小组制造的几个环氧树脂浸渍线圈退化。
2011-11-21 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Delamination in Large REBCO Coils
National High Magnetic Field Laboratory（美国国家高磁场实验室）
本文报告了大型REBCO线圈中因电磁应力导致的分层现象，通过测试和显微镜观察确认了气泡状分层，并讨论了其对未来磁体设计的影响及缓解方法。
2026-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Non-Linear Dynamics Induced by Strong Radio-Frequency Fields in ReBCO High Temperature Superconductors
SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；CERN（欧洲核子研究中心）；ICMAB-CSIC（巴塞罗那物质研究所-西班牙高等科学研究委员会）
本研究通过半球形TE模腔测试了两种REBCO涂层在微波频段强射频场下的超导转变动力学，首次观察到微秒时间尺度上的完全时间分辨转变动态。
2026-06-02 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Superconducting Cables Characterization with an electrical method
高温超导体带材的交流损耗是大功率应用的重要设计参数。电气方法通常用于SC磁带上的损耗测量，当结果与计算估计值进行比较时，通常使用简单的理论模型，如Norris Brandt。简单的模型通常不考虑电磁动态效应，但它们的存在可能会破坏测量数据。在本文中，一个传统的铜杆样品进行了初步研究，以评估皮肤电流的样品损失的电方法获得的措施的影响。测量程序已被施加到SC YBCO磁带（Superpower SCS4050AP），获得电路配置相关的结果。由于SC损耗显然必须与测量电路无关，因此由集肤电流引起的系统误差肯定起作用。皮肤电流引起的误差总是存在的，为了应用电学方法进行损耗估计，唯一的可能性是使其最小化。最后将提出要采用的测量电路的最佳选择，以最大限度地减少皮肤电流的不希望的贡献。
2018-09-19 cond-mat.supr-con
Improved Flexible Coaxial Ribbon Cable for High-Density Superconducting Arrays
本文报告了高密度超导阵列用Nb47Ti FLAX柔性同轴带状电缆的设计与制造改进，通过3D仿真优化阻抗和连接过渡，在保持极低热负载的同时显著提升了微波传输性能并降低了串扰。
2023-06-29 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Massive Mitigation of Transport AC Losses in Superconducting Hybrid CORC-TSTC Cables
University of Leicester（莱斯特大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), CSIC-Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所（INMA），西班牙科学研究中心-萨拉戈萨大学）
研究通过3D电磁模型探讨了混合CORC-TSTC电缆中电流注入策略对传输AC损耗的影响，发现独立供电能显著降低损耗，最高可达90%。
2026-05-07 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Understanding and minimizing ac losses in CORC cables of YBCO superconducting tapes
该研究利用 T-A 与 H-formulation 两类有限元模型分析两层 CORC 超导电缆的交流损耗来源及设计运行参数影响，并提出降损与更精确计算方法。
2023-06-07 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Analysis of magnetization induced error field in superconducting magnets
超导磁体中超导体的磁化引起的磁场误差会严重影响核磁共振磁体的磁场均匀性。这对于高Tc超导磁体尤其如此。本文用磁偶极子场模型分析了超导导线或超导带材磁化引起的误差场。它使用实验测量的超导导线的磁化，并避免了需要假设屏蔽电流和它的分布在以前的方法。用该模型计算的REBCO线圈的磁场误差与用屏蔽电流模型计算的结果完全一致。计算了几种情况下沿线圈轴线的场误差分布。结果与文献中的实验定性一致。该模型对于由多芯线或带缠绕的磁体特别有用，其中细丝尺寸变化并且细丝桥接可能发生，因此屏蔽电流分布是未知的。该模型也可作为大型实际磁体磁场误差数值计算的基础。
2019-11-05 cond-mat.supr-con
A newly developed 10kA-level HTS conductor: innovative tenon-mortise-based modularized conductor (TMMC) based on China ancient architecture
本文提出基于中国传统榫卯结构的模块化高温超导导体TMMC，通过REBCO堆叠完全错位配置提升临界电流各向同性并降低交流损耗，160带材原型在77 K自场下达到13.69 kA。
2023-12-17 cond-mat.supr-con
Modelling the mechanics of 32 T REBCO superconductor magnet using numerical simulation
本文开发MATLAB二维轴对称有限元工具，结合MEMEP模型模拟32 T REBCO磁体屏蔽电流与应力，揭示剪切应力关键作用并验证刚性外包箍可显著降应力。
2025-02-16 cond-mat.supr-con physics.app-ph
The Garber Current Pattern: An Additional Contribution to AC Losses in Helical HTS Cables?
本文通过全三维 H 公式仿真研究单层三带螺旋高温超导电缆中的 Garber 电流模式，揭示薄壳近似失效，并分析了电流、螺旋角和频率对交流损耗的影响，发现存在最优螺旋角且电流分布与频率强相关。
2024-02-24 cond-mat.supr-con
New Experimental Method for Investigating AC-losses in Concentric HTS Power Cables
高温超导电缆设计的交流损耗方面的优化是至关重要的经济可行性的相应概念。然而，交流损耗的实验测定并不简单，因为对于短电缆样品，超导带材之间的电流分布主要由各个带材的接触电阻决定。由此产生的不均匀的电流分布肯定会证伪结果。为了解决这个实验问题，我们提出了一个新的实验技术。该装置是一个2米长的三相同心电缆模型，其中，在每个相位内，超导带（多达30个）串联连接。铜编织反向导体组装在旋转对称笼型布置中，使得它们在电缆处的自身场抵消。如果正确考虑这种设置的实验特性，如相之间的强感应耦合和电压接触引线的适当定位，则可以独立地控制电流，并且可以明确地测量电缆的电气特性。在本文中的初步结果。这项工作是德国政府资助的电缆项目AMPACITY（1 km / 20 kV/ 2 kA）的一部分
2017-05-29 cond-mat.supr-con
Growth of (Cu,C)Ba$_{2}$Ca$_{2}$Cu$_3$O$_{9\pmδ}$ thin films on flexible Hastelloy tapes
该研究在柔性Hastelloy带材上成功制备了(Cu,C)Ba$_{2}$Ca$_{2}$Cu$_3$O$_{9\pm\delta}$超导薄膜，起始转变温度达112 K，零电阻温度约96-98 K，各向异性较小，为液氮温区高功率应用提供了新候选材料。
2025-02-25 cond-mat.supr-con
Numerical modelling of MgB2 conductors for high power AC transmission
由MgB 2超导体制成的电缆目前被探索为在AC体系中传输高电力的可行解决方案。为了与直流解决方案竞争，电缆需要具有可接受的交流损耗水平。在这篇文章中，我们讨论了设计一个足够低的交流损耗水平的电缆相关的主要方面。为此，我们进行有限元法（FEM）模拟，以确定电流和场分布，并计算这种电缆配置的交流损耗。对于2-5 kA（峰值）的电流容量，电力电缆由相对少量的MgB 2股组装而成。这种电缆的性能很大程度上取决于电流和场分布，而电流和场分布又受到超导部件的数量和布置以及支撑材料的磁特性的影响。数值模拟可以帮助测试不同的电缆配置，并为优化电缆设计提供重要见解。数值模型包括超导体的临界电流密度Jc（B）的场依赖性以及磁性材料的非线性特性。
2017-05-29 cond-mat.supr-con
A Note on the Stability of Cable-in-Conduit Conductors with Current Dependent Power-Law Index
本文给出了具有幂律电流-电压特性和电流相关幂律指数的超导电缆稳定性判据$n=n(I_c)$。在简单讨论了幂律伏安特性后，讨论了不同的稳定性模型，特别强调了与旧稳定性模型的差异。作为一个典型的稳定性案例，详细分析了扩展低温稳定性。该模型的特点是由一个光滑的超导正常过渡和幂律型发热。氦气温度的变化，典型的电缆导管导体，包括在计算中。最后，研究了技术超导体的电压-电流特性的两种常用近似，即幂律近似和指数函数近似之间的联系和相互关系。结果表明，当幂律指数是温度和磁场的函数时，指数形式与幂律形式是不相容的。提出了另一种指数形式。
2013-04-17 cond-mat.supr-con
Self-consistent Modeling of the $I_c$ of HTS Devices: How Accurate do Models Really Need to Be?
用于计算由HTS带制成的装置的有效临界电流的数值模型需要了解Jc（B，θ）依赖性，即临界电流密度Jc依赖于磁通量密度B及其相对于带的取向θ的方式。在本文中，我们提出了一个数值模型的基础上的临界状态与角场依赖的Jc提取的Jc（B，θ）的关系，从实验数据。该模型考虑了磁带产生的自场，这在实验中施加的场较低时给出了重要的贡献。同样的模型也可以用来计算由电磁相互作用带组成的器件的有效临界电流。这里考虑三个例子：两个不同的额定电流的罗贝尔电缆组成的REBCO涂层导体和电力电缆的原型组成的Bi-2223磁带。用数值模型计算的临界电流与实测值吻合较好。模拟还显示，在Jc（B，θ）中的几个参数集给出了同样好的表示的实验表征的磁带和电缆的测量的Ic值受到实验条件的影响，如由于制造和组装过程和非均匀性的磁带性能的Ic退化。这两个方面使得确定非常精确的Jc（B，θ）表达式可能是不必要的，只要该表达式能够再现角度依赖性的主要特征。该模型易于使用，可以直接在有限元程序中实现，能够解决静态电磁问题，是非常有吸引力的研究人员和设备制造商谁想要表征超导带材和计算超导器件的有效临界电流。
2014-11-04 cond-mat.supr-con
Stable, predictable and training-free operation of superconducting Bi-2212 Rutherford cable racetrack coils at the very high wire current density of more than 1000 A/mm2
高温超导体（HTS）可以实现比Nb-Ti和Nb 3Sn更强的高磁场磁体，但到目前为止，两个关键的限制因素是在长导体中实现高临界电流密度的困难，特别是在高电流电缆中，以及超导体进入正常状态的淬火危险。在这里，我们证明了稳定，可靠和训练淬火自由性能的Bi-2212赛道线圈缠绕17股卢瑟福电缆制成的电线与纳米喷雾Bi-2212粉末。这些复丝导线现在以单根长度超过1 km的形式交付，在30 T和4.2 K条件下的新记录整线临界电流密度高达950 A/mm 2。这些线圈携带高达8.6 kA，同时在4.2 K下产生3.5 T的峰值场，线电流密度为1020 A/mm 2。与Nb-Ti和Nb 3Sn磁体不可预测的训练性能完全不同，这些Bi-2212磁体在热失控和失超发生之前没有表现出训练失超，并且以稳定的方式进入磁通流状态。与Nb-Ti、Nb 3Sn和REBCO磁体的局部热失控发生在不可预测的位置处也完全不同，Bi-2212磁体的失超在大于一米的导体长度上始终发生在高场区域中。这些特性使得失超检测相当简单，能够实现安全保护，并且提出了由Bi-2212构造失超可预测超导磁体的新范例，Bi-2212与Nb-Ti和Nb 3Sn一样，是各向同性的、圆形的、多丝的、在km长度上均匀的并且适合于卢瑟福电缆使用，但是与它们不同的是，更能容忍能量干扰，这些干扰经常导致Nb基超导磁体过早失超和长训练周期。
2019-05-28 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Computational Modelling of Russia's First 2G-HTS Triaxial Cable
在开发用于高压交流系统的超导电缆时，需要更好地理解三相之间的相互作用。特别关注实际电力传输电缆的能量损耗，在本文中，我们利用所谓的H-公式的麦克斯韦方程组设计一个二维模型的超导三轴电缆。该模型的主要目的是理解和再现SuperOx和VNIIKP开发的第一个三轴原型电缆上报告的实验观察结果。计算建模和原型电缆由多达87条4 mm宽的SuperOx胶带组成，这些胶带跨三相排列。我们的计算结果进行比较VNIIKP与电接触法进行的实验测量，显示出高精度的电缆的外部相位，同时揭示了技术问题的实验测量在内部相位。因此，在咨询VNIIKP后，得出的结论是，为了实际实验测量内相的交流损耗，以及整个电缆的交流损耗，必须建立一个复杂的量热装置。我们的模型仍然能够提供一个独立的评估VNIIKP-SuperOx电缆的设计，通过调查在时域中的每个相位的磁剖面。从这个意义上说，我们确认，电流的不平衡安排和相间的距离肯定会导致没有磁泄漏，因此，电缆电感的充分平衡。
2022-01-21 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Hysteretic ac loss of polygonally arranged superconducting strips carrying ac transport current
本文以超导电缆为模型，对多条超导带材绕圆柱形线圈架排列的载流导体的磁滞交流损耗进行了理论研究。使用临界状态模型，我们解析地推导出总共$n$条的交流损耗$Q_n$。归一化损耗$Q_n/Q_1$由带的数量$n$和带宽度$2w$与圆柱形模型的直径$2R$的比率确定。当$n>> 1$和$w/R<< 1$时，$Q_n$的行为类似于无限阵列的共面带的行为。
2007-12-21 cond-mat.supr-con
Training and Upgrading Tokamak Power Plants with Remountable Superconducting Magnets
所有产生12 T以上磁场的高场超导体都是脆性的。尽管如此，它们可能会成为商业托卡马克的首选材料，因为托卡马克中的聚变功率密度与磁场的四次方成比例。在这里，我们建议使用强大的，韧性超导体在反应堆调试阶段，以避免脆性磁铁故障，同时正在建立操作安全裕度。在这里，我们使用PROCESS系统代码为发展战略提供信息，并提供详细的资本成本最小化的托卡马克发电厂设计。我们建议建立一个“示范”托卡马克与电功率输出为100 MWe，等离子体聚变增益Qplasma = 17，净增益Qnet = 1.3，电力成本（COE）的1148美元（2021美元）每兆瓦时（在75%的可用性）和高温超导运行TF磁铁产生5.4 T的轴上和12.5 T的峰值磁场。它使用Nb-Ti训练磁铁，成本约为97.5亿美元（2021年美国）。一个500 MWe的电站的COE为每MW 608美元，这表明大型托卡马克可能最终主导商业市场。我们考虑了一系列针对资本成本进行优化的设计（因为所考虑的反应堆是中试工厂），包括100 MWe和500 MWe工厂，每种磁体都有两种方法：培训和升级。通过培训磁铁，该工厂对REBCO TF磁铁进行了成本优化。对于100 MWe电厂，Nb-Ti训练磁体通常在环向场线圈上产生与REBCO磁体相比70%的峰值磁场，在中心螺线管上产生65%的峰值磁场，并且成本约为100 MW。机器总成本的10%。原则上，训练磁体…
2022-05-09 cond-mat.supr-con physics.plasm-ph
Direct Validation of Superconductivity through Contact-Free Detection of Persistent Supercurrents Using Room-Temperature Quantum Magnetometry
University of Houston（休斯顿大学）；Sam Houston State University（山荷州州立大学）
该研究开发了一种室温无接触探测持续超电流的技术，可直接验证超导性，适用于高压下的微观样品，为超导的高通量筛选提供了可扩展的非侵入性方法。
2026-09-04 cond-mat.supr-con
Deterministic Bidirectional Communication and Remote Entanglement Generation Between Superconducting Quantum Processors
我们提出并实验证明了一个简单而有效的方案，两个远程超导模块之间的光子通信。每个模块由一个随机存取量子信息处理器和一个单通量可调transmon组成。两个处理器芯片通过一米长的同轴电缆连接，该电缆耦合到每个芯片上的专用“通信”谐振器。两个通信谐振器与电缆的模式杂交以形成对同轴电缆中的衰减高度免疫的暗“通信模式”。我们通过参数驱动调制transmon频率，以在transmon和通信模式之间产生边带相互作用。我们证明了双向单光子传输的成功概率超过60%，并产生纠缠贝尔对的保真度为79.3 $\pm$ 0.3%。
2018-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Detecting quench in HTS magnets with LTS wires -- a theoretical and numerical analysis
高温超导磁体失超保护是一项具有挑战性的任务。由于正常区传播速度慢，通过直接监测线圈电压的长期可靠的失超检测方法可能不再适合HTS，使HTS磁体处于过热的危险之下。用NbTi低温超导线检测ReBCO超导带材绕制线圈的失超已在实验上得到证实，但仍需进一步开展理论研究，使其在高场磁体中得到更广泛的应用。在这篇手稿中，我们已经证明，这是显着的差异，在温度依赖性的临界电流之间的LTS和HTS，而不是正常区传播速度（NZPV），使LTS良好的淬火检测器。模拟结果表明，低温超导失超探测器应具有低基体分数或高基体电阻率。最后，在15 T和20 T的现场测试中，Nb_3Sn是一种很好的失超探测器。
2021-09-09 cond-mat.supr-con
AC loss modelling in superconducting coils and motors with parallel tapes as conductor
许多超导电力应用包含REBCO线圈。超导电机对于航空等移动应用非常有趣，这要归功于其单位重量的高功率。为了减小电感，绕组中经常使用多带导体，但平行带存在耦合交流损耗。在这篇文章中，我们分析的交流损耗的单个线圈和一个完整的定子的绕组的平行磁带，考虑到几个耦合的情况。我们的计算机建模方法结合了自编程序和商业有限元方法来计算电流密度和交流损耗。我们发现，隔离的磁带沿长度提供几乎相同的交流损耗减少所获得的完全换位。这表明，仍然有许多未开发的策略，以减少交流损耗在多带导体。
2019-04-17 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Ultra-high critical current densities of superconducting YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ thin films in the overdoped state
研究了YBCO薄膜从欠掺杂到过掺杂态的氧掺杂，发现过掺杂下临界电流密度随载流子密度持续增加，在量子临界点达极高值，为提升REBCO涂层导体的载流能力提供了新途径。
2020-09-07 cond-mat.supr-con
A broadband microwave Corbino spectrometer at $^3$He temperatures and high magnetic fields
我们提出的技术细节的宽带微波光谱仪测量复电导的薄膜覆盖范围从50 MHz到16 GHz的温度范围300 mK至6 K，并在施加磁场高达8特斯拉。我们测量复反射从一个样品终止同轴传输线和校准的信号与已知的反射系数的三个标准。通过包括一段NbTi超导电缆（转变温度约为8 $-$ 9 K）和气密密封玻璃珠适配器来实现热负荷与内导体的热隔离。这使我们能够将样品台的基础温度稳定在300 mK。然而，包括这种超导电缆使校准过程复杂化。我们记录了超导电缆对我们的校准程序的影响和施加的磁场的影响，以及我们如何控制温度，每次测量具有很大的可重复性。我们已经成功地在该频率，温度和场范围内提取了薄超导膜和高电阻石墨烯样品的可靠数据。
2014-02-25 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Electromagnetic Assessment and AC Losses of Triaxial Cables with Multiple 2G-HTS Layers Per Phase
为了准确估计超导三轴电缆的交流损耗，我们提出了一个2D模型，能够提供多层三轴电缆的全球评估，验证对交流损耗的单相电缆提供的VNIIKP电缆研究所。四个模型，第一个是单相电缆的50磁带和其他三个三轴电缆由多达135个涂层导体分布在多达9层。设计了一个系统的研究，其中每相的层数从1增加到3，其中至少14个条带分布在第一（最内）相的每层上，第二（中间）相中有15个条带，第三（最外）相中有16个条带。值得注意的是，我们的研究结果表明，考虑所施加电流的幅度的不平衡分布的简单策略，即使对于双层和三层电缆，通常也可以平衡三相之间的磁场，导致在所有情况下可以忽略不计的漏磁。此外，我们的模拟允许第一次看到如何传输和磁化电流分布在整个厚度的所有超导带材，从中我们已经发现，第二阶段的交流损耗通常高于在其他阶段在低到中等的传输电流Itr < 0.8 Ic。然而，取决于SC带在第3相层处的Ic是否低于在第2相处的Ic，在第3相处的层可以在AC损耗上表现出相当大的增量，作为所考虑的HTS带的磁角各向异性的结果，这导致有趣的电磁特征，其表明所施加的传输电流的实际阈值为0.8Ic。同样地，公开了每增加层、每相以及作为所施加电流的函数的AC损耗的相对变化。
2022-10-20 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Superconducting fiber with transition temperature up to 7.43 K in Nb2PdxS5-delta (0< x <0.6)
由高效超导体供电的布线系统一直是科学家的梦想，但研究人员面临着寻找柔性材料等实际挑战。在这里，我们报告的超导性Nb 2 PdxS 5-δ纤维的转变温度高达7.43 K，具有典型的直径为0.3-3微米。超导性发生在很宽的Pd和S含量范围内，表明该系统中的超导电性是非常稳健的。合适尺寸的长光纤为大功率传输电缆和电子设备提供了一条新的途径。
2013-08-23 cond-mat.supr-con
$H$-$ϕ$ formulation in Sparselizard combined with domain decomposition methods for modeling superconducting tapes, stacks, and twisted wires
对超导体建模的兴趣日益增长，导致了有效的数值方法和软件的发展。在应用超导中，磁准静态模拟最常用的方法之一是$H$公式。然而，由于在台式机上使用标准$H$公式对大型复杂系统（例如，用于融合应用、电机和医疗应用的大型线圈）建模时存在大量自由度（DOF），因此变得不可行。$H$公式求解了法拉第定律，该法拉第定律根据在整个建模域中使用边缘元素的磁场强度$\mathbf{H}$来公式化。由于这个原因，一个非常高的电阻率被假定为非导电域，导致病态的系统矩阵，因此计算时间长。相比之下，$H$ - $ϕ$公式在导电区域中使用$H$公式，在周围非导电域中使用$ϕ$公式（磁标量势），大大减少了自由度和计算时间。在这项工作中，我们使用的$H$ - $ϕ$制定在2D的磁热（交流损耗和淬火）分析叠层的REBCO磁带。同样的方法被扩展到一个3D的情况下的交流损耗分析的扭曲的超导导线。所有的结果进行了比较，通过模拟在Sparselectin与COMSOL获得的结果。我们的自定义工具允许我们使用区域分解方法将模拟分布在数百个CPU上，从而在不影响准确性的情况下大大减少模拟时间。
2023-01-30 cond-mat.supr-con
3D FEM Modelling of CORC Commercial Cables with Bean's like magnetization currents and its AC-Losses Behaviour
先进导体技术公司生产的圆芯导体（CORC）电缆在4.2 K时的电流密度超过300 Amm^-2，弯曲直径可达3.5 cm，被认为是下一代高场功率应用和磁体的最佳候选产品之一。在本文中，我们提出了一个完整的三维有限元模型，其单层和双层CORC电缆分别由多达三个和六个超导带材，揭示了在磁场超过60 mT的单层电缆的交流损耗的全曲线，和实际分布的电流密度沿和跨厚度的超导带材在两种设计。该模型是基于所谓的H-公式，允许纳入真正的三维磁带，而不重复的2D薄膜的方法，非物理表面电流，不遵循著名的Bean的模型II型超导体出现。同样，与实验测量的交流损耗的单层和双层电缆已获得良好的协议，与本文中公开的模型的所有细节。
2022-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Computing AC losses in stacks of high-temperature superconducting tapes
罗贝尔电缆和超导带线圈通常被建模为承载相同传输电流的平行超导带的堆叠。我们解决了，在无限薄的近似，传输电流和磁化问题，这样的堆栈使用一个有效的数值方案的基础上的变分制定的金临界状态模型。我们还改进了由Clem等人引入的各向异性体近似，以简化许多磁带密集堆叠的交流损耗估计;这是通过删除亚临界区电流片密度和该区域边界形状的简化假设来实现的。最后，我们研究了堆栈问题解收敛到修正的块问题解的问题。结果表明，由于快速收敛到各向异性的体积限制，准确的AC损耗估计堆叠的数百个磁带通常也可以得到使用一个适当的重新缩放模型的堆栈只包含10 - 20磁带。
2011-04-29 cond-mat.supr-con
