CN102255039A - 带有具有电绝缘的导电基底的多个超导元件的故障限流器 - Google Patents

带有具有电绝缘的导电基底的多个超导元件的故障限流器 Download PDF

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CN102255039A CN2011101765581A CN201110176558A CN102255039A CN 102255039 A CN102255039 A CN 102255039A CN 2011101765581 A CN2011101765581 A CN 2011101765581A CN 201110176558 A CN201110176558 A CN 201110176558A CN 102255039 A CN102255039 A CN 102255039A
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Abstract

一种故障限流器，具有包括一序列超导元件(2a-2f)的超导装置(1、21、31、41、51、61、71、72)，每个超导元件(2a-2f)都具有基底(3a-3d)、超导膜(5a-5d)、以及设置在基底与超导膜之间的中间层(4a-4c)，其中，该序列的相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)是电连接的，尤其是串联，其特征在于：超导元件(2a-2d)的基底(3a-3d)是导电基底(3a-3d)；该序列的每个超导元件(2a-2f)的导电基底(3a-3d)都与在该序列中的那些相邻超导元件(2a-2f)的每个导电基底(3a-3d)电绝缘，所述那些相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)与所述超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)串联地电连接；并且超导元件(2a-2f)的中间层(4a-4c)是电绝缘层(4a-4c)。本发明的故障限流器在生产中是节约成本的，并且在失超现象后具有较短的恢复时间。

Description

带有具有电绝缘的导电基底的多个超导元件的故障限流器
本申请是申请号为200980147434.1(国际申请号：PCT/EP2009/008366)、申请日为2009年11月25日、发明名称为“带有具有电绝缘的导电基底的多个超导元件的故障限流器”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种故障限流器，该故障限流器具有包括一序列超导元件的超导装置，每个超导元件都具有
-导电基底；
-超导膜；以及
-设置在所述基底与所述超导膜之间电的电绝缘中间层；
其中，所述序列的相邻超导元件的超导膜是电连接的，尤其是串联的；
其中，所述序列的每个超导元件的导电基底与在所述序列中的那些相邻超导元件的每个导电基底电绝缘，所述那些相邻超导元件的超导膜与所述超导元件的超导膜串联地电连接。
背景技术
从US 7,071,148 B1中获知这种超导装置。
超导故障限流器用于在负载侧短路的情况下限制流过电线路的负载侧的电流。在最简单的情况下，故障限流器包括与负载串联连接的超导装置。超导装置能够以很低的损耗传送电流。只要经过超导装置的电流未超过临界电流，超导装置在电线路内就是几乎不可见的，并且是负载的特性，尤其是电阻决定了电线路内的电流。
在负载的电阻下降(即，负载内存在短路)的情况下，线路中的电流增大，并且最终超过临界电流。在该情况下，超导装置失超(quench)(即，变为正常导电的)，这导致超导装置的高欧姆电阻。结果，电线路中的电流相应地减小，并且保护负载免受高电流的危害。
超导装置的超导体材料必须被冷却至低温以达到其超导状态。为了有利于冷却并且减小冷却的成本，可以使用高温超导体材料(HTS材料)。HTS材料具有高于30K的临界温度，并且通常能够利用液氮(LN2)进行冷却。
从美国5,986,536中获知具有使用HTS材料的超导装置的故障限流器。超导装置包括若干个超导元件，每个超导元件都包括沉积在电绝缘(电介质)基底上的HTS膜以及薄的银中间层，该电绝缘基底尤其由允许诸如钇稳定的ZrO2之类的HTS膜的织构生长的材料制成。超导元件(即它们的HTS膜)是串联连接的。
制造这种包括具有沉积在电介质基底上的织构超导膜的超导元件类型的故障限流器是比较昂贵的。另外，这种故障限流器在失超现象后具有较长的恢复时间。
DE 2410148A公开了一种开关装置，包括以迂回型方式穿孔的多个铝板，板上涂敷有超导层且在板间有氧化铝层。相邻板的超导层通过突出接触部串联连接。
US 7,071,148 B1描述了一种结合的超导物，其中两个相邻且相似取向的部分、缓冲层和超导涂层通过设置在两个部分的顶上的这样的第三相对部分电连接，两个相邻且相似取向的部分中的每个包括基于金属的基底。
发明内容
发明目的
本发明的目的是引入一种故障限流器，该故障限流器在生产上是节约成本的，并且能够在失超现象后具有较短的恢复时间。
发明描述
根据本发明，该目的通过在开篇中引入的故障限流器实现，该故障限流器的特征在于至少一个所述超导元件包括在其超导膜与其导电基底之间并且穿过其电绝缘层的电接触部，其中，所述电接触部基本上定位在所述超导元件电连接至前一个和下一个超导元件的区域的中间。
根据本发明，故障限流器(＝FCL)基本上是包括多个超导元件的超导装置；这些超导元件各自具有沉积在导电基底(尤其是金属基底)上的超导膜，尤其是HTS膜。超导膜和导电基底(至少在很大程度上)相互电绝缘；出于该目的，在导电基底与超导膜之间沉积有电绝缘中间层。注意到的是，例如从美国6,765,151中获知基于导电基底的超导线材，在该导电基底上沉积有HTS材料。
基于导电基底的超导元件在生产上比基于电介质基底的超导元件更节约成本，尤其是因为基底的成本相差大约50倍。另外，通常为金属基底的导电基底也比通常的电介质基底提供了更好的导热性。结果，在通常将超导元件加热到超导膜材料的临界温度以上的失超现象之后，能够较快地冷却超导元件，从而故障限流器能够更迅速地恢复正常操作。
作为本发明的特性，本发明的FCL应用了一序列的超导元件，它们的超导膜电连接，并且它们的导电基底相互电绝缘。本发明的设计已经被发现有利于获得较高的故障电阻、以及在电流传输方向上的足够高的可能电压降(电场)，尤其是≥2V/cm。因此，允许获得高的故障电阻(即，故障限流器在失超模式下的电阻)，以及允许获得较高的电压降都能够被认为是本发明的进一步的目的。
当本发明的FCL处于故障模式中时，即，当负载具有短路并且超导膜已经失超时，在故障限流器上或者更准确地说在故障限流器内现在为阻性的(正常导电的)超导膜上的外部电压下降。但是，存在有由附近的超导元件的导电基底所提供的旁路电流路径。如果电压足够高，那么其可以导致从超导膜经电绝缘中间层至导电基底的电压击穿。
如果穿过基底的旁路电流路径变为激活，故障限流器的故障电阻将明显下降，而经过FCL的故障电流将增加，并威胁到受保护的负载。此外，处于故障情况下的FLC的欧姆热将增加，从而延长将FCL再次冷却到其超导膜的临界温度以下所需的时间。散热自身也能够破坏FCL中的超导材料，从而限制在电流传输方向上的最大电压降。
借助于本发明，使得串联连接的相邻(邻近)超导元件的导电基底相互电绝缘。结果，在导电基底的长度上只降低了部分的外部电压，该部分基本上对应于导电基底的长度占FCL中串联连接的超导膜的全部长度的分值。因此，借助于本发明的导电基底的隔离，在导电基底的长度上的电压降能够被调节，并且尤其是减小到安全地排除击穿电绝缘层的电压的值。根据本发明，在超导装置的所有位置中都不存在穿过电绝缘层的总外部电压的电位差，而只存在总外部电压的一部分的电位差，该部分的电位差没有高到足以导致击穿；因而穿过导电基底的旁路电流路径保持未激活。
根据本发明，至少一个超导元件包括在其超导膜与其导电基底之间并且穿过其中间(电绝缘)层的电接触部，其中，该电接触部基本上定位在超导元件电连接至前一个与下一个超导元件的区域之间的中间。通过该方法，在电绝缘中间层上的电压降能够被减小，即基本上被减半。注意到的是，为了不在明显的长度上提供减小故障电阻的旁路电流路径，电接触部应当在电流流动的方向上仅延伸较小的距离(相比于超导元件的长度)。
因此，在本发明的FCL中，虽然处于故障模式中，但是能够使超导体电阻保持为较高，并且因此使焦耳热保持为较低。后者减小了FCL在失超现象后的恢复时间，并且允许超导体膜上的更高的电压降而无损害超导体材料的风险。
注意到的是，根据本发明，优选地，序列中的每个超导元件的导电基底都与在序列内的其超导膜与所述超导元件的超导膜串联地电连接的所有超导元件的每个导电基底电绝缘。
根据本发明，导电基底通常是金属的，尤其是具有厚度范围通常在5μm到100μm之间的薄带的形式。薄带可以有助于超导膜的冷却，因为它们具有较低的热容并且具有穿过基底的较好的热导性，尤其是允许从顶侧到基底侧对超导元件进行高效的双侧冷却。
电连接的超导膜或相邻超导元件通常由连接设备连接，其中超导膜具有未被连接设备覆盖的表面区域部(“自由表面部”)。自由表面部可以延伸，尤其是延伸全部膜表面的10％到98％，并且通常占据全部膜表面的大部分。
注意到的是，本发明的故障限流器的超导装置可以由除上述以外的其它类型的超导元件进一步补充；但是，后者不会被进一步地涉及到。
本发明的故障限流器能够用在包括恒压源的电线路中，该恒压源尤其是电厂或供电网，其与负载(尤其是变电站)串联连接，并且与本发明的故障限流器串联连接。本发明尤其适合于高电压源，其具有1000V及以上的电压，尤其是10kV及以上。
发明的优选实施方式
在本发明的故障限流器的一个优选实施方式中，至少一些相邻超导元件的超导膜是直接电连接的。直接电连接实现起来是简单的。直接电连接尤其意味着不会涉及到中间超导部分。具有直接电连接超导膜的超导体元件被进一步称为直接电连接超导体元件。
在该实施方式的优选的进一步发展中，直接电连接相邻超导元件是：
-定向成使它们的超导膜彼此面对；并且
-彼此抵靠着错位，使得相邻超导元件在重叠区域中部分地重叠；
其中，在重叠区域内，重叠的超导元件的超导膜是电连接的。该配置生产起来是简单的。
另一个优选的进一步发展的特征在于直接电连接的相邻超导元件的超导膜通过正常导电金属层电连接。由于较大的接触面积，所以用这种方法互连超导膜是简单且高度可靠的，并且仅涉及到最小的界面。通常，连接层呈现包括过渡子层和中心层的多层结构。
子层直接形成在超导膜的表面上或者在已经覆盖有很薄的金属保护层的超导膜的表面上。它们的任务是提供关于超导膜的低界面电阻，并且确保稳定的机械结合。
这些子层通常由贵金属或贵金属合金(尤其包括金和/或银)制成。可替代地，子层可以基于铜或如Cu-Ag、Cu-Ag-In之类的铜基合金。此外，每个子层都可以包括若干层，例如“地”层贵金属和第二层铜(例如通过水电镀)。另外，这些若干个层也可以包括例如由Ag或Au或金属合金制成的最终层。最终层的任务是提供表面对化学反应的钝化以改进接合的品质，并且由此实现电连接内的低(例如，＜10-7欧姆×cm2)界面电阻。
中心层可以包括允许提供超导膜的低成本连接的接合物，以替代沉积在这些膜上的子层。通常，接合物是低熔点的金属，例如In、Zn、Cd、Ga、Bi、Ag或基于这些金属的合金。可替代地，中心层可以形成为经由冷焊(在压力下)或热扩散(例如在Ag子层的情况下为400℃)设置的扩散层。
进一步优选的是在其中至少一些相邻超导元件的超导膜借助于桥元件电连接的实施方式，其中，桥元件包括超导部分，并且借助于桥元件电连接的相邻超导元件的超导膜都电连接至该超导部分。桥元件和其超导部分允许在互连超导膜时的更大的自由度，特别是在具有串联连接的超导膜的相邻(邻近)超导元件分开明显的距离时如此。因此能够使被连接的超导膜之间的电阻在正常操作期间保持较低。具有借助于桥元件电连接的超导膜的超导元件也被称为借助于桥元件电连接的超导元件。
在该实施方式的有利的进一步发展中，借助于桥元件电连接超导元件是：
-定向成使它们的超导膜面对相同的方向；
-并且设置成彼此相邻，在两个相邻超导元件之间具有间隙；
其中，桥元件穿过间隙建立起相邻超导元件的超导膜的电连接。间隙是用于相互绝缘的简单方法。
上述实施方式的另一优选的进一步发展的特征在于，桥元件包括电介质基底，并且超导部分是覆盖电介质基底的超导层；桥元件的超导层面对借助于桥元件电连接的相邻超导元件的超导膜；并且桥元件与借助于桥元件电连接的两个相邻超导元件重叠(尤其是部分地重叠)。由于较大的接触面积，所以连接是简单且高度可靠的，并且仅建立最小的界面。
在本发明的故障限流器的优选实施方式中，超导元件以环形方式连接。在环电流的情况下，不得不考虑如一序列超导元件的这种环形连接。尤其是，能够以环形方式仅连接两个超导元件。优选地，基底、相应的超导元件作为整体被弯曲以提供基本上是圆环形状的配置。环形(短路的)超导装置用于感应式(基于变压器的)故障限流器，其中，负载串联地连接至一次侧，而环形超导装置附接在变压器的二次侧以屏蔽处于正常模式下的二次侧。感应式FCL特别适合于限制AC电流。
在另一优选的实施方式中，超导元件以线性序列连接。该实施方式特别适合于限制DC电流，尤其是，其中高的外部电压被分散在该线性序列的超导元件中。
在特别优选的实施方式中，故障限流器的特征在于，超导元件的序列包括至少三个超导元件。在该情况下，外部电压能够被更广地分配。这在电阻型FCL的情况下是尤其重要的。
同样在本发明的范围内的是一种用于生产如上所述的本发明的故障限流器的超导装置的方法，其特征在于，每个超导元件都暴露于横向施加在中间层上的电压，从而导致穿过中间(电绝缘)层的电流击穿，其中，执行电压暴露，一直到穿过电绝缘层的所有低电阻桥都被烧断为止。超导装置能够分别被使用在故障限流器内，该故障限流器制造起来是节约成本的，提供较短的恢复时间，并且能够处理较高的外部电压。利用烧断过程，能够明显地增加中间层的绝缘性能，以用于后续的实际使用。注意到的是，后面的步骤能够在超导元件已经被电连接之前或之后执行。
在该方法的优选变型中，电压被施加成电压随时间逐渐增加的电压斜升，尤其是电压在0.3s到15s之间的时间间隔内增加到其最大值。这样，低电阻桥被依次地烧断，即不是像“爆炸”那样同时被烧断。该过程是更好控制的。
优选地，在形成介于超导膜与导电基底之间、穿过超导元件的中间(电绝缘)层的电接触部的处理步骤之前，执行将所述超导元件(其相应的中间层)暴露于电压的处理步骤。否则，电接触部可能被电压暴露所破坏。
从说明书和附图中能够提取出进一步的优点。根据本发明，上文及下文所提及到的特征能够被单独地或者以任意组合的方式共同地使用。所提及的实施方式不会被理解为穷尽列举而是具有用于描述本发明的示例性特征。
附图说明
附图中示出了本发明。
图1示出了一种故障限流器的超导装置的示意截面图供参考，其中超导膜与连续接触层直接电连接；
图2示出了一种故障限流器的超导装置的示意截面图供参考，其中超导膜与界面处的局部接触层直接电连接；
图3a示出了一种故障限流器的超导装置的示意截面图供参考，其中超导膜与超导膜的延伸的自由表面区域直接电连接；
图3b示出了图3a的超导装置的示意平面图；
图4示出了本发明的故障限流器的超导装置的示意截面图，其中超导膜借助于桥元件电连接；
图5示出了本发明的故障限流器的超导装置的示意平面图，其中超导元件与桥元件之间具有90°角；
图6示出了用于故障限流器的环形超导装置的示意截面图供参考，其中四个超导元件直接连接；
图7a示出了故障限流器的环形超导装置的示意截面图供参考，其中两个超导元件直接连接；
图7b示出了本发明的故障限流器的环形超导装置的示意截面图，其中两个超导元件经由桥元件连接。
在附图中描述了用于故障限流器中使用的超导装置，其中图2示出其中绝缘层具有中心电接触部的本发明。
具体实施方式
图1示出了超导装置1，其具有在图1中示出的一序列的三个超导元件2a、2b、2c。超导元件2a、2b、2c各自包括：导电基底3a、3b、3c，其优选由金属板带制成；中间层，即电绝缘(电介质)层4a、4b、4c；以及超导膜5a、5b、5c，其优选的是HTS超导膜，并且最优选的是YBa2Cu3O7-x膜。基底厚度TH通常为大约5μm到100μm。
在具体示例中，基底3a、3b、3c是基于CrNi不锈钢的，并且是0.1mm厚、10mm宽和200mm长。一般而言，超导元件的长度(在电流流动的方向上测量)可以从毫米变化到几米；在我们的测试中，取决于失超元件中每单位长度的电压降(在示例中所考虑的是从0.3V/cm到4V/cm的电压降)、以及中间(电绝缘)层的厚度和品质，已经使用了20mm到2000mm。在所给示例中，包括氧化钇稳定氧化锆层的中间层的厚度为1μm到5μm。YBa2Cu3O7-x膜的厚度是1.2μm。超导元件在-196℃时产生320A的临界电流。
左边的超导元件2a的超导膜5a电连接至超导元件2b的超导膜5b，超导元件2b是在超导装置1中串联连接的超导元件2a至2c中的下一个超导元件。超导元件2b的超导膜5b接下来又电连接至超导元件2c的超导膜5c，超导元件2c又是串联连接的下一个超导元件。电连接借助于沉积在中间的超导元件2b的顶上的连续的连接层6而建立。连接层通常包括多层结构，该多层结构又包括过渡子层和中心层。
子层形成在超导膜的表面上，该超导膜已经涂敷有很薄(0.07μm)的如Ag或Au之类的贵金属保护层。在本具体示例中，这些子层也包括经由水电镀沉积而成的1μm厚的第二层Cu。这些子层仅设置在专用于连接的表面区域内，即保持超导元件的剩余表面远离连接层的任一子部分。
中心层经由接合物设置而成，该接合物包括来自于In、Sn、Zn、Cd、Bi组或它们的结合中的一种或多种金属。接合物的熔点为100℃到200℃。在所考虑示例中，中心层的厚度可以在2μm到30μm之间变化。在该示例中所设置的连接层的总界面电阻在-196℃(即液氮的沸点)处测量为低于5×10-7欧姆×cm2。
超导元件2a、2c并行排列，而超导元件2b与它们反向定向，使得其超导膜5b面对超导膜5a、5c。在超导元件2a与2c之间，存在间隙7，这也意味着导电基底3a和3c相互电绝缘。因此，超导装置1的成序列的所有超导元件2a、2b、2c的导电基底3a、3b、3c在这里都相互电绝缘，这在本发明中一般是优选的。
间隙7也可以用附加的绝缘体(例如，环氧树脂或特氟龙Teflon)填充，以限制连接层的金属接合物在间隙内的散布，并且因此避免了导电基底3a和3c短路的可能性。
此外，为了实现基底与超导膜之间改进程度的绝缘，每个超导元件都经由暴露于横向施加在中间层上的电压进行预处理，因而导致穿过电绝缘层的电流击穿，其中，电压暴露被执行一直到穿过电绝缘层的所有低电阻桥都被烧断为止。在超导膜与导电基底之间施加dc电压，该dc电压可以从10V变化到200V。电压是以在1秒至5秒内达到最大电压的方式线性斜升的；在处理前最大电压值被确定为击穿电压的大约80％，该击穿电压在相同类型但具有匀质结构(即没有低电阻桥)的电绝缘层中测定。关于这种预处理的所有过程优选地都在室温条件下进行。通过冷却超导元件，最大击穿电压通常会增长。
在操作期间，例如利用液氮(LN2)冷却超导装置，优选地从两侧(底部和顶部)冷却，从而直接从超导膜侧并通过基底(冷却设备未示出)冷却每个超导元件。
在以下的图2至图7中显示的另外的超导装置中，除非另外描述，可以应用对应的特征和流程，尤其是关于电压预处理、冷却设备、以及绝缘间隙填充的特征和流程。
图2示出了与图1中所示的超导装置相似的超导装置21。这里，超导膜5a、5b通过连接层部6a连接，而超导膜5b、5c通过连接层部6b连接。连接层部6a、6b是分隔开的从而相互电绝缘，并且由正常导电金属(尤其是金或银)制成。相应地，连接层部6a、6b仅在超导元件2a、2b、2c的重叠区域22a、22b中延伸。远离接合设备(此处远离导电连接层部)的表面区域部23a、23b、23c有助于增加超导装置21在故障电流下的电阻。这来自于以下的事实：失超优选地形成在超导元件中未由另一个超导元件或桥元件“旁路”的部分。
尤其是，在图2的超导装置21中，电绝缘层4a、4b、4c具有中心电接触部24a、24b、24c，以限制在电绝缘层4a至4c上的电压降。
注意到的是，在超导膜5a至5c的顶上可以沉积很薄的导电金属(尤其是诸如银或金之类的贵金属)覆盖层(或保护层)。但是，该覆盖层的厚度应该足够小，从而相对于下面的超导膜不建立明显的电流旁路。当然，优选的是不使用覆盖层。
图3a和图3b以截面图(图3a)和平面图(3b)示出了超导装置31，其中一序列四个超导元件2a至2d串联连接。超导元件2a至2d具有交替的方向，而相邻超导元件的超导膜5a至5d彼此面对(注意到的是，出于简单的目的，此处未示出电绝缘层)。在图3b的平面图中，能够清楚地识别重叠区域22a、22b、22c。它们大约占据全部超导膜表面的20％，而其它的80％属于自由表面部23a至23d。
图4示出了用于超导装置41的替代设计，此处示出了一序列的三个超导元件2a、2b、2c，各自具有超导膜5a、5b、5c(再次地，出于简单的目的未示出中间电绝缘层)。超导元件2a至2c都相同地定向成使它们的超导膜面对相同侧(此处：顶侧)，并且由间隙45a、45b隔开。
超导膜5a至5c借助于桥元件42a、42b成对地串联电连接，每个都包括电介质(绝缘)基底43a、43b，和超导层44a、44b，优选的是高温超导(HTS)膜层。桥元件42a、42b与它们所连接的超导元件(分别是超导膜5a至5c)重叠，对照重叠区域46。在该具体示例中，电介质基底43a、43b由钇稳定氧化锆陶瓷或蓝宝石(单晶体Al2O3)制成。
图5示出了用在故障限流器中的超导装置51的顶视图。存在有一序列的六个直形超导元件2a至2f，它们平行地定向并且它们的超导表面全部都面向上方。借助于附接在顶部上的五个桥元件42a至42e，超导元件2a至2f(它们的相应超导膜)被串联地电连接。桥元件42a至42e定向成垂直于超导元件2a至2f，以使得超导装置51更紧凑。在超导装置51(相应的序列超导元件2a至2f)的首尾端，存在有用于外部接合的两个金属垫52a、52b，尤其是Cu垫，这些垫是电沉积到超导元件2a和2f上的。
图1至图5已经示出了线性的超导元件序列。图6至图7b示出了尤其是用在感应式(基于变压器的)故障限流器中的环形超导装置。
图6示出了具有环形设置的超导元件2a、2b、2c、2d的超导装置61。每个超导元件2a至2d都具有导电基底3a至3d、和中间电绝缘层4a至4d、以及超导膜5a至5d。每个超导元件2a至2d都直接电连接至其前面的和其后面的相邻超导元件2a至2d，并且仅在超导膜5a至5d之间而不是在导电基底3a至3d之间建立电连接。该环的导电基底3a至3d全部相互电绝缘。超导元件2a至2d一般被弯曲成圆弧。
图7a示出了用于与图5所示的故障限流器相似的故障限流器的超导装置71，但是其仅包括超导元件2a、2b，并且它们的超导膜5a、5b直接电连接。注意到的是，出于简单的目的，未示出中间电绝缘层。
图7b示出了包括两个超导元件2a、2b的超导装置72，这两个超导元件2a、2b的超导膜5a、5b经由桥元件42a、42b电连接。再次地，出于简单的目的，未示出中间电绝缘层。

Claims (15)

1.一种故障限流器，所述故障限流器具有包括一序列超导元件(2a-2f)的超导装置(1、21、31、41、51、61、71、72)，所述超导元件(2a-2f)中的每个都具有
-导电基底(3a-3d)；
-超导膜(5a-5d)；以及
-设置在所述基底与所述超导膜之间的电绝缘中间层(4a-4c)；
其中，所述序列的相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)是电连接的；
其中，所述序列的每个超导元件(2a-2f)的导电基底(3a-3d)与在所述序列中的那些相邻超导元件(2a-2f)的每个导电基底(3a-3d)电绝缘，所述那些相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)与所述超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)串联地电连接；
其特征在于，
至少一个所述超导元件(2a-2f)包括在其超导膜(5a-5d)与其导电基底(3a-3d)之间并且穿过其电绝缘层(4a-4c)的电接触部(24a-24c)，其中，所述电接触部(24a-24c)基本上定位在所述超导元件(2a-2f)电连接至前一个和下一个超导元件(2a-2f)的区域的中间。
2.根据权利要求1所述的故障限流器，其特征在于，至少一些相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)是直接电连接的。
3.根据权利要求2所述的故障限流器，其特征在于，直接电连接的相邻超导元件(2a-2f)被
-定向成使它们的超导膜(5a-5d)彼此面对；并且
-彼此抵靠着错位，使得所述相邻超导元件(2a-2f)在重叠区域(22a-22c)中部分地重叠，
其中，在所述重叠区域(22a-22c)内，重叠的超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)是电连接的。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的故障限流器，其特征在于，所述直接电连接的相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)通过正常导电金属层(6、6a、6b)电连接。
5.根据权利要求1所述的故障限流器，其特征在于，至少一些相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)借助于桥元件(42a-42e)电连接，
其中，所述桥元件(42a-42e)包括超导部分；
并且借助于桥元件(42a-42e)电连接的相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)都电连接至所述超导部分。
6.根据权利要求5所述的故障限流器，其特征在于，所述借助于桥元件(42a-42e)电连接的相邻超导元件(2a-2f)被
-定向成使它们的超导膜(5a-5d)面对相同的方向；
-并且设置成彼此相邻，在两个相邻超导元件(2a-2f)之间具有间隙(45a、45b)；
其中，所述桥元件(42a-42e)建立所述相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)的穿过所述间隙(45a、45b)的电连接。
7.根据权利要求5或6所述的故障限流器，其特征在于，
所述桥元件(42a-42e)包括电介质基底(43a、43b)，并且所述超导部分是覆盖所述电介质基底(43a、43b)的超导层(44a、44b)；
所述桥元件(42a-42e)的超导层(44a、44b)面对借助于所述桥元件(42a-42e)电连接的相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)；
并且所述桥元件(42a-42e)与借助于所述桥元件(42a-42e)电连接的两个相邻超导元件(2a-2f)重叠。
8.根据权利要求1所述的故障限流器，其特征在于，所述超导元件(2a-2f)以环形方式连接。
9.根据权利要求1所述的故障限流器，其特征在于，所述超导元件(2a-2f)以线性序列连接。
10.根据权利要求1所述的故障限流器，其特征在于，所述序列的相邻超导元件(2a-2f)的超导膜(5a-5d)是串联电连接的。
11.根据权利要求7所述的故障限流器，其特征在于，所述桥元件(42a-42e)与借助于所述桥元件(42a-42e)电连接的两个相邻超导元件(2a-2f)部分地重叠。
12.根据权利要求1中所述的故障限流器，其特征在于，所述一序列超导元件(2a-2f)包括至少三个超导元件(2a-2f)。
13.一种用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的故障限流器的超导装置(1、21、31、41、51、61、71、72)的方法，
其特征在于，
每个所述超导元件(2a-2f)都暴露于横向施加在所述电绝缘层(4a-4c)上的电压，从而导致所述电绝缘层(4a-4c)的电流击穿，其中，所述电压暴露被执行，一直到穿过所述电绝缘层(4a-4c)的所有低电阻桥被烧断为止。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述电压施加为电压随时间逐渐增加的电压斜升。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电压在0.3s与15s之间的时间间隔内增加到其最大值。
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