CN103493152A - 超导电缆及其制造方法 - Google Patents

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CN103493152A CN201280019170.3A CN201280019170A CN103493152A CN 103493152 A CN103493152 A CN 103493152A CN 201280019170 A CN201280019170 A CN 201280019170A CN 103493152 A CN103493152 A CN 103493152A
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Abstract

超导电缆采用绕着骨架缠绕的一个或多个超导带材。紧凑的超导电缆被配置为使用具有小直径例如小于10毫米的骨架。柔韧的超导电缆被配置有由柔韧材料制成的骨架。超导带状导体绕着骨架缠绕，同时超导层在绕组的绕弯的内侧被压缩，以防止对超导体的不可逆转的损坏。超导带材上有一层焊剂或每一层中的带状导体之间缠绕了焊剂护套。一个或多个焊剂层或护套被熔化以导致焊剂在该结构中流动，以把一些或所有的超导带状导体结合在一起，并形成机械上坚固的电缆，且电缆中的带材之间具有增强的电连接程度。

Description

超导电缆及其制造方法
政府权利
本发明是在根据美国国家标准和技术研究院（NIST）颁布的授权号为1P0914的政府资助下做出的。政府具有本发明中的一些权利。
相关申请
本国际申请要求2011年2月18日提交的，序列号为61/444,673的美国临时专利申请的优先权，所述申请在此以引用的方式被并入本文。
发明领域
本发明的实施方式涉及超导电缆，并且在特定的实施方式中，涉及具有绕着大致柔韧的骨架（former）缠绕的一个或多个超导带状导体的超导电缆。
背景
在过去的十年间，在超导材料的开发和使用中已经取得了重要的进展。高温超导材料可以在多种应用中使用，这些应用包括超导电线圈、超导电缆、以及超导带。超导带可包括支撑在柔韧的带状基底的扁平表面上的一个或多个超导材料层。
随着超导材料技术的进步，这些材料的有效应用也随之增加。例如，这些材料可以被用来形成超导电力传输电缆、超导磁体电缆、以及其他的超导电气设备。
概述
本发明的实施方式涉及可以提供具有相对小的直径的超导电缆的超导电缆的结构和工艺。另一些实施方式被配置成提供相对柔韧的超导电缆，以允许电缆弯曲一定的程度而不损坏电缆。
根据本发明的实施方式，通过在一个或多个层中绕着缆芯或骨架的长度缠绕一个或多个超导带来提供超导电缆。通过采用具有足够小直径的骨架来配置相对紧凑的超导电缆。在本发明的示例实施方式中，一个或多个超导带环绕具有小于10毫米（mm）直径的骨架。柔韧的超导电缆被配置成具有由相对柔韧的材料制成的骨架。
在特定的实施方式中，一个或多个超导带状导体环绕骨架，而超导层处于轴向压缩的状态以防止对超导体不可逆转的损坏。例如，一个或多个（或全部）超导带状导体被定向为其超导层在绕弯的内侧上。利用这种方式，超导带状导体可以使其超导层处于压缩状态而被缠绕。
在另一些实施方式中，骨架也被缠绕有一个或多个另外的不超导（而是常规的导电体）的导体（或带状导体）。可以在带状导体上、带状导体之间、或带状导体周围提供电绝缘层。
在另一些实施方式中，一个或多个带状导体被涂敷了一层焊剂或能选择性地熔化或流动并且硬化的其他合适的物质。在又一些实施方式中，超导电缆包括在每一层中的带状导体之间缠绕的一个或多个焊剂护套。可选择地，或另外地，一个或多个焊剂护套可以在电缆中的一对或多对相邻层之间环绕骨架。在电缆部件组装完之后，一个或多个焊剂护套和焊剂层被熔化以导致焊剂在该结构中流动。焊剂流向一些或所有的超导带状导体并将其结合在一起，以形成机械上坚固且电连接良好的电缆。
本发明的另一些实施方式涉及制造超导电缆的方法。这些方法包括绕着骨架缠绕一个或多个超导带状导体（或一个或多个超导带状导体和一个或多个常规导体的布置）。另一些实施方式包括用焊剂涂敷一个或多个超导带状导体（和/或一个或多个常规导体），并且在骨架上的带状导体层组装完之后熔化这些焊剂。又一些实施方式包括将一个或多个焊剂护套、常规导电的和/或绝缘的电阻线或电阻带与带状导体一起缠绕、或将其缠绕在带状导体之间。
因此，根据本发明的实施方式，超导电缆可以被制成相对紧凑的，却仍然包含适当的电气结构（例如，用于处理多个信号或多个相），在各种使用环境下表现出足够的机械强度和耐用性，并且在一些例子中，具有用于弯曲的足够的柔韧性。
本发明的一般实施方式涉及超导电缆，所述超导电缆包括：骨架；以螺旋方式在至少一个层中绕着骨架缠绕的多个超导带状导体，每个超导带状导体具有至少一个超导层。在特定的实施方式中，骨架具有小于十毫米（10mm）的外径。同样在特定的实施方式中，骨架是柔韧的。
在又一些实施方式中，多个超导带状导体在绕着骨架缠绕时被预先拉伸。
在又一些实施方式中，多个超导带状导体在绕着骨架缠绕时在至少两个导体的绕组之间具有间隔。
在另一些实施方式中，多个超导带状导体中的至少一个被缠绕使得超导带状导体上的一超导层在压缩状态下位于绕组的内侧。
在另一些实施方式中，多个超导带状导体中的至少一个被缠绕使得超导带状导体上的一超导层在拉伸状态下位于绕组的外侧。
在另一些实施方式中，多个超导带状导体中的至少一个被缠绕使得超导带状导体上的一超导层在绕组中处于既不拉伸也不压缩的情况下位于带状导体的中央位置。
在另一些实施方式中，至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且其中每一层都以不同于相邻层的缠绕方向缠绕。
在另一些实施方式中，至少一个层包括超导带状导体的多个层，每一层以不同于缠绕在相邻层中的带状导体的螺旋角的螺旋角缠绕。
在另一些实施方式中，骨架具有椭圆形或带倒圆角的长方形的横截面形状，角的半径小于五毫米（5mm）。
在另一些实施方式中，至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且其中在超导带状导体的相邻层之间提供了至少一个绝缘层。
在另一些实施方式中，至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且其中至少一个导体是绝缘的。
在另一些实施方式中，至少一个超导带状导体用一层焊剂涂敷，所述一层焊剂被配置成在电缆组装好之后被熔化。
在另一些实施方式中，焊剂护套被缠绕在至少一个超导带状导体的相邻绕组之间，其中所述焊剂护套被配置成在电缆组装好之后被熔化。
在另一些实施方式中，焊剂护套被缠绕在相邻层之间，其中所述焊剂护套被配置成在电缆组装好之后被熔化。
在另一些实施方式中，不超导的、导电材料的至少一个导体被缠绕在至少一个超导带状导体的相邻绕组之间。
在另一些实施方式中，不超导的、导电材料的至少一个导体由被配置成待熔化的一层焊剂覆盖。
在另一些实施方式中，所述至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且超导电缆还包括缠绕在多个超导带状导体层的相邻层之间的一个或多个不超导的导体的至少一个层。
在另一些实施方式中，一超导电缆束包括多个超导电缆，每个具有如前面的任何一个实施方式中所述的结构，其中至少一个超导电缆具有外部绝缘层并与多个超导电缆中的其他超导电缆处于一束中，或其中每个超导电缆没有外部绝缘层并与多个超导电缆中的其他超导电缆处于一束中，并且该电缆束可以包括覆盖该电缆束的由金属、或任何其他的导电或非导电材料制成的护套。
在另一些实施方式中，制造超导电缆的方法包括：提供骨架；并且以螺旋方式在至少一个层中绕着骨架缠绕多个超导带状导体，每个超导带状导体具有至少一个超导层。在该方法的另一些实施方式中，骨架具有小于十毫米（10mm）的外径。在该方法的另一些实施方式中，骨架是柔韧的。
在另一些实施方式中，缠绕多个超导带状导体包括在绕着骨架缠绕多个超导带状导体时在至少两个导体之间具有间隔。
在另一些实施方式中，缠绕多个超导带状导体包括在多个超导带状导体预先拉伸的状态下绕着骨架缠绕多个超导带状导体。
在另一些实施方式中，缠绕多个超导带状导体包括进行缠绕使得每个超导带状导体上的一超导层在压缩状态下位于绕组的内侧。
在另一些实施方式中，多个超导带状导体中的至少一个被缠绕以使超导带状导体上的一超导层处于拉伸状态下位于绕组的外侧。
在另一些实施方式中，缠绕多个超导带状导体包括缠绕以使超导带状导体上的一超导层在绕组中处于既不拉伸也不压缩的情况下位于带状导体上的中央位置。
在另一些实施方式中，所述至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且缠绕多个超导带状导体包括以不同于相邻层的缠绕方向缠绕每一层。
在另一些实施方式中，至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且缠绕多个超导带状导体包括以不同于缠绕在相邻层中的带状导体的螺旋角的螺旋角缠绕每一层。
在另一些实施方式中，至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且所述方法还包括在超导带状导体的每个相邻层之间提供至少一个绝缘层。
在另一些实施方式中，至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且所述方法还包括使至少一个超导带状导体绝缘。
在另一些实施方式中，所述方法还包括用一层焊剂涂敷至少一个超导带状导体，并且在所述至少一个超导带状导体绕着骨架缠绕之后熔化这些焊剂。
在另一些实施方式中，所述方法还包括在至少一个超导带状导体的相邻绕组之间缠绕焊剂护套，并且在所述至少一个超导带状导体绕着骨架缠绕之后熔化该焊剂护套。
附图简述
本发明的前面的和其他的特征以及其他的优点从下面结合附图的详细描述中将被更清楚地理解，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的超导电缆的局部剖视图。
图2是根据本发明的实施方式的多导体或多相超导电缆的横截面视图。
图3是根据本发明的另一个实施方式的多导体或多相超导电缆的横截面视图。
图4是根据本发明的实施方式的由多个超导电缆组成的电缆束的横截面视图。
图5是根据本发明的实施方式的多导体或多相电缆的横截面视图。
图6a-c是根据本发明的实施方式的单芯或多芯电缆的横截面视图。
图7是具有常规导电基质的电缆的横截面视图。
图8是具有用于过电流保护的额外的常规导电层的电缆的横截面视图。
图9a-d是根据本发明的实施方式的拼接的带状末端的例子的横截面视图。
图10a-c是根据本发明的另一个实施方式的拼接的带状末端的例子的横截面视图。
图11a-b是电缆端子的例子。
详细描述
如图1中示出的，超导电缆10，包括环绕骨架14的一个或多个超导带状导体12。本发明的实施方式涉及电缆和工艺，如由D C van der Laan等人所著的、题目为“YBa2Cu3O7-δcoated conductor cabling for low ac-lossand high-field magnet applications”的文章（发表于2009年的超导体科学和技术），由D C van der Laan等人所著的、题目为“Compact GdBa2Cu3O7-δcoated conductor cables for electrical power transmission and magnetapplication”的文章（发表于2011年的超导体科学和技术），以及由D C vander Laan等人所著的、题目为“High-current dc power transmission in flexibleRE-Ba2Cu3O7-δcoated conductor cables”的文章（发表于2012年的超导体科学和技术）中描述的，其中的每一篇文章以引用的方式被全部并入本文。
在此描述的示例实施方式中，相对小的直径的骨架14（例如，小于约10mm）允许电缆10被制造得相对紧凑。通过以超导层处于轴向压缩的状态的方式缠绕一个或多个超导带状导体12，可以防止对超导体的不可逆转的损坏。柔韧的骨架14允许电缆被制造得相对柔韧。
因此，在特定的实施方式中，使用柔韧的材料和/或柔韧的结构，电缆10被配置成柔韧的，以允许电缆弯曲或屈曲至预先确定的程度而没有被损坏。在其他的实施方式中，电缆10可以被形成为坚硬的或相对坚硬的，这可能有益于特定环境中的使用。
在示例实施方式中，每个带状导体12都是包含一个或多个由超导材料和/或在超导电缆10的期望工作环境中提供超导特性的结构制成的一个或多个超导层的超导带状导体。超导带状导体12可以由任何合适的超导带构成，包括但不限于由超级电力公司（纽约的斯卡奈塔第）生产的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)带状导体、Bi2Sr2Ca2Cu3Ox（Bi-2223）带状导体、GdBa2Cu3O7-δ（GBCO）带状导体、YBCO或GBCO涂敷的带状导体，或其他合适的超导带状导体。每个超导带状导体12以螺旋方式环绕骨架14。
在另一些实施方式中，除了一个或多个超导带状导体12外，还可以用一个或多个另外的不是超导（而是常规电导体）的导体（或带状导体）缠绕骨架14。电绝缘层16可以被提供在带状导体上并且可以用任何合适的电绝缘材料制成，比如但不限于电绝缘聚合物、橡胶、陶瓷、尼龙或相似材料。
骨架14由任何合适的材料组成，并且在特定的实施方式中，由允许电缆10为柔性的柔韧材料组成，例如，其中这种柔韧材料可包括但不限于铜或其他金属、聚合物、橡胶、陶瓷或相似材料。在示例实施方式中，骨架具有中空的形式（比如中空的管状形状）。在其他的实施方式中，骨架具有实心的形式（比如实心的轴状形状）。在其他的实施方式中，骨架具有实心的绞合形式（比如绞合的导线或电缆）。在又一些示例实施方式中，骨架可能具有沿着其长度的一个或多个部分的实心形式，以及沿着其长度的一个或多个其他部分的中空形式。
骨架可以被配置成具有任何合适的形状和外径。例如，骨架可以具有带有圆形、椭圆形、长方形或其他合适的多边形或闭合曲线的横截面形状（垂直于骨架的纵向维度获取）的纵向维度。例如，为了易于缠绕特定的磁体或其他的设备，与圆形相比，具有更具长方形的形状的电缆可能更受某些应用的欢迎。
在示例实施方式中，骨架的多边形横截面形状的边或角可以是倒圆的。在一个例子中，最小的倒圆边或倒圆角的半径小于约五毫米（5mm）。骨架的外径可以是任何合适的大小，在特定的实施方式中，其小于大约十毫米（10mm）。在非限制性的示例实施方式中，骨架具有从约1mm到约10mm范围内的外径，在特定的实施方式中，其是大约3.2mm或大约5.5mm。
超导带状导体12在一个或多个层中以螺旋方式环绕骨架14。在示例实施方式中，超导带状导体12的一些或全部处于预先拉伸时缠绕。在其他的实施方式中，超导带状导体12在缠绕时没有经过预先拉伸。
在示例实施方式中，环绕骨架14的一个或多个（或全部）超导带状导体12被定向为其超导层在绕弯的内侧。通过这种方式，超导带状导体12可以在其超导层处于压缩下缠绕。在其他的实施方式中，环绕骨架14的一个或多个（或全部）超导带状导体12被定向为其超导层在绕弯的外侧。通过这种方式，超导带状导体12可以在其超导层处于拉伸时缠绕。在又一些实施方式中，环绕骨架14的一个或多个（或全部）超导带状导体12使其超导层位于带材的中间层，以使超导层大体在相对于压缩或拉伸状态的中性状态（neutral）。在又一些实施方式中，可以用前面描述的压缩方位、拉伸方位、和/或中性方位中的任意两个或全部三个结合的方式将多个超导带状导体12缠绕在骨架14。
一个或多个超导带状导体12可以被包含在环绕骨架14的带状导体的每一层中。例如，每一层都可以包括在骨架14上彼此相邻地缠绕的一个、两个、三个或多于三个的分离的超导带状导体121、122、…、12n。一个层中的每个超导带状导体121、122、…、12n可以紧靠（或接触）同一层中的相邻的超导带状导体121、122、…、12n缠绕。可选择地，一个层中的每个超导带状导体121、122、…、12n可以与同一层中的相邻的超导带状导体121、122、…、12n隔开一间隔来缠绕。在另一些可选择的实施方式中，给定层中的一个或多个超导带状导体121、122、…、12n紧靠（或接触）同一层中的相邻的超导带状导体121、122、…、12n缠绕，而同一层中的一个或多个其他的超导带状导体121、122、…、12n与同一层中的相邻的超导带状导体121、122、…、12n隔开一间隔来缠绕。每一层中的带材之间的间隔能帮助提高电缆的柔韧性，并且如果需要，让电缆具有更小的弯曲半径。
在另一些实施方式中，骨架14上的带状导体的一些层或所有层可以与相邻的层隔开一间隔。层之间的间隔能帮助提高电缆的柔韧性，并且如果需要，让电缆具有更小的弯曲半径。
此外，骨架14上的每一层中的一个或多个超导带状导体12可以在整个层上用固定的螺旋角缠绕。可选择地，每一层中的一个或多个超导带状导体12可以在整个层上用变化的螺旋角缠绕。此外，超导带状导体121可以用与缠绕带状导体122的间距相同的间距缠绕，或可选择地，可以用相对于缠绕带状导体122的间距变化的间距缠绕。可选择地，骨架14上的多个层中的超导带状导体12可以在每一层中用固定的螺旋角缠绕，和/或在多个层中用相同的螺旋角缠绕。可选择地，骨架14上的多个层中的超导带状导体12在每一层中可以用一个或多个不同的螺旋角缠绕。在示例实施方式中，超导带状导体12被缠绕在骨架14上的多个层中，每一层的螺旋角在整个层中固定的，但是不同于紧邻层的螺旋角。
此外，每一层中的一个或多个超导带状导体12以相同的方向绕着骨架14缠绕。然而，在另一些实施方式中，给定层中的任意两个超导带状导体12可能以相反的方向缠绕。在又一些实施方式中，在一个层中的超导带状导体12在整个该层中以共同的方向缠绕，而在紧邻层中的带状导体以相反的方向缠绕。相应地，电缆的每一层中的一个或多个超导带状导体12以相同或不同的螺旋角缠绕，并且每一层以与其前一层相同或相反的方向缠绕。
超导带状导体12中的每一个都可以使用绝缘材料覆盖，比如但不限于电绝缘聚合物、橡胶、陶瓷、尼龙、或相似材料。在另一些实施方式中，超导带状导体12中的一些但不是全部使用绝缘材料覆盖。在又一些实施方式中，没有超导带状导体使用绝缘材料覆盖。在又一些实施方式中，超导带状导体中的一些或全部使用比如但不限于导电金属、陶瓷或相似材料的导电材料覆盖。
因此，根据前面描述的实施方式，超导电缆包括多个超导带状导体，每个超导带状导体具有一个或多个超导层，在所述超导电缆中，超导带状导体绕着骨架在一个或多个层中以螺旋的方式缠绕，所述骨架具有小于10mm的外径。
在另一些实施方式中，超导电缆可以被配置为用来传导在不同导体上的相同电相的两个或多于两个的隔离的电流的多导体超导电缆，或者被配置为用来传导两个或多于两个的不同电相的多相超导电缆。如前面描述的，在这些实施方式中，超导带状导体12的多个层被缠绕在骨架14上，其中每个电相与这些层中的一个或多个的各自的组关联。
例如，图2和3分别示出了根据本发明的实施方式的两区（section）和三区超导电缆100、200。在一个例子中，所述两区和三区超导电缆分别连接为（或被配置成连接为）两相或三相超导电缆。在两相和三相的例子中，每个电缆100、200包括与第一电相而不是第二电相或第三电相关联（被连接或被布置成连接以用于传导）的超导带状导体的一个或多个层112（对应前面讨论的超导带状导体12的层）。超导带状导体的另一个或多个另外的层112’（同样对应前面讨论的超导带状导体12的层）与第二电相而不是第一电相关联（被连接或被布置成连接以用于传导）。
在另一个例子中，图2和3中的两区和三区超导电缆100、200被连接或被布置成连接以用于传导相同的电相，但是每个都被其自身相应的电流源驱动以用高的斜率在电缆中提供更均匀的电流分布。在同相的例子中，超导带状导体的一个或多个层112（对应前面讨论的超导带状导体12的层）与第一电区而不是第二电区或第三电区关联（可导电地连接或被布置成可导电地连接）。此外，超导带状导体的另一个或多个另外的层112’（同样对应前面讨论的超导带状导体12的层）与第二电区而不是第一电区关联（可导电地连接或被布置成可导电地连接）。
在图3中的三相例子的实施方式中，超导带状导体的又一个或多个另外的层112’’（同样对应前面讨论的超导带状导体12的层）与第三电相而不是第一电相或第二电相关联（被连接或被布置成连接以用于传导）。如前面描述的，在这些实施方式中，与给定的电相关联的每一个或多个层可以用绝缘材料的一个或多个层113和与其他的电相关联的每一个或多个层电绝缘。例如，电绝缘材料的一个或多个层可以被缠绕或布置在超导带状导体的层112、112’以及112’’之间或每一相之间（例如，在与一相关联的一个或多个层的组和与另一相关联的一个或多个层的组之间）。
在图3的三区同相的示例实施方式中，超导带状导体的又一个或多个另外的层112’’（同样对应前面讨论的超导带状导体12的层）与第三电区而不是第一电区或第二电区关联（可导电地连接或被布置成可导电地连接）。如前面描述的，在这些实施方式中，与给定的电区关联的每一个或多个层可以用绝缘材料的一个或多个层113和与其他的电区关联的每一个或多个层电绝缘。例如，电绝缘材料的一个或多个层可以缠绕或布置在超导带状导体的层112、112’以及112’’之间或每一区之间（例如，在与一区关联的一个或多个层的组和与另一区关联的一个或多个层的组之间）。不同的区可以是相同的电相，但是每个都被其自身相应的电流源驱动以用高斜率在电缆中提供更均匀的电流分布。在另一些实施方式中，区数可能超过三个。另外，多区（多相或同相）实施方式中的任何一个可能包括一个或多个外部绝缘材料层16。
如图4中示出的另一些实施方式中，两个或多于两个的如前面描述的单骨架电缆10、100、或200（包括两个或多于两个的单相结构、两个或多于两个的多相结构、或一个或多个单相结构和一个或多个多相结构的组合）在多骨架电缆300中被结合在一起。在这些实施方式中，如前面所述的绝缘材料层302可以绕着如前面所述被配置的多个单骨架电缆10、100、200形成。
在另一些实施方式中，在此描述的任何一个示例实施方式中的带状导体中的一个或多个被涂覆了一层焊剂或能选择性地熔化或流动并变硬的其他合适的物质。在前面描述的电缆部件组装完之后，焊剂层被熔化以使焊剂能在该结构中流动。焊剂流向一些或所有的超导带状导体并将其结合在一起，以形成坚硬的、机械上坚固的电缆，这种电缆能有利于在电缆上施加相对较大的应力的应用。在导电焊剂的情况下，焊剂增强了各个带之间的电连接性。
在又一些实施方式中，在此描述的任何一个示例实施方式中描述的电缆还包括，在每一层中的带状导体之间缠绕的一个或多个焊剂护套。可选择地，或另外地，一个或多个焊剂护套可以在电缆中的一对或多对相邻层之间围绕骨架14缠绕。在如前面所述的电缆部件组装完之后，所述一个或多个焊剂护套被熔化以导致焊剂在该结构中流动。焊剂流向一些或所有的超导带状导体并将其结合在一起，以形成坚硬的、机械上坚固的电缆，这种电缆能有利于在电缆上施加相对较大的应力的应用。在导电焊剂的情况下，焊剂增强了各个带材之间的电连接性。
在另一些实施方式中，根据在此描述的任何一个示例实施方式中的电缆包括，至少一个不是超导的、常规的导电材料的导体，所述导体缠绕在超导带状导体的一个或多个层中。在各种实施方式中，导体的形状可以变化。例如，至少一个常规的导电材料的导体可以缠绕在至少一层中的两个相邻的超导带状导体之间。可选择地，或另外地，常规的导电导体的至少一层被缠绕在超导带状导体的至少一对相邻层之间。可选择地，或另外地，常规导电材料的至少一层被缠绕在电缆的外部超导带状层的顶部，或缠绕在骨架上。常规导电层可以在各个超导带状导体之间形成电连接，以允许在例如电流不足或其他的电流故障的情况下的电流共享。可选择地，或另外地，在电缆中的电流超过了超导薄层能携带的预先定义的最大电流的情况下，常规导电层可以充当电流分流器。
在另一些实施方式中，根据在此描述的任何一个示例实施方式的电缆包括，绕着前面描述的部件的外部护套。外部护套可以由包括但不限于金属材料的任何合适的材料制成。外部护套可以提供机械加固并增加了电缆的强度。
在另一些实施方式中，根据在此描述的任何一个示例实施方式的电缆包括，带有一个或多个如前面描述的超导电缆的一个或多个常规导电电缆，其中所有的电缆都被如前面所述的护套绑定和环绕。常规导电电缆可以被耦合以用作电流分流器，并且所述护套可以向电缆提供外部的机械加固，如前面所述。
在另一些实施方式中，根据在此描述的任何一个示例实施方式的电缆包括，平行于所述超导带状导体的一个缠绕的一个或多个绝缘的电阻导线。在特定的实施方式中，这些导线被用作在传导电流时产生热量的加热导线，以在失超的情况下快速地驱动电缆到正常状态。
本发明的另一些实施方式涉及制造如前面所述的超导电缆的方法。这些方法包括，如前面描述并在附图中示出的，绕着骨架缠绕一个或多个超导带状导体（或一个或多个超导带状导体和一个或多个常规导体的布置）。这些方法的另一些实施方式包括，如前面描述的，用焊剂涂覆一个或多个超导带状导体（和/或一个或多个常规导体）并在骨架上的带状导体层组装完成之后熔化这些焊剂。这些方法的又一些实施方式包括，如前面描述的，和带状导体一起或在带状导体之间缠绕一个或多个焊剂护套、常规导体层、和/或绝缘的电阻导线。
因此，在此描述的示例实施方式中，相对小直径的骨架允许电缆被制造得相对紧凑。通过以压缩的状态缠绕一个或多个带状导体，可以避免对超导体的不可逆转的损坏。柔韧的骨架允许电缆被制造得相对柔韧。用于制造紧凑的超导传输电缆、消磁电缆、以及磁体电缆的非限制性示例电缆和示例过程在下面进行了描述。
示例1:2-相电缆（用于直流传输）：
用于制造例如用于直流传输的二相电缆（图2）的示例过程如下。
具有1-10mm的小的外径的柔韧的实心或空心骨架14被作为缆芯。可选地，绝缘层可以环绕所述骨架。
接着，在一个或多个层112中的多个超导带材以超导层112在内侧（超导体被压缩）的方式螺旋环绕骨架14。如果使用了多于一个层，每一层可以反向于其相邻层进行缠绕。这种层堆叠用于电缆的第一电相。
每一个超导带材能被单独绝缘以防止与其相邻的带材进行电流共享，或其可以被涂敷电阻层来调整带材之间的电阻，从而调整电流共享的程度。
接着，绝缘层113被环绕在形成第一电相的超导体堆叠体上。
接着，超导带材112’的第二堆叠体螺旋环绕在绝缘层的顶部，形成第二电相。较高放置的带材能使其超导层位于外侧（被拉伸）上，只要缠绕半径和放置角度大到足以不会对超导体造成损坏的程度。
接着，绝缘层113’被环绕在形成第二电相的超导体堆叠体上。
接着，将形成中性部分的超导带材的最后堆叠体被螺旋缠绕在顶部绝缘层的顶部。
接着，最后的绝缘层被缠绕在形成中性部分的超导体堆叠体上。
接着，电缆被放进包含具有超级绝缘性的真空空间的柔韧的双壁低温箱中。
通过使低温冷却液体或气体穿过中空骨架（如果存在的话），或围绕低温箱中的电缆，或二者，可以提供制冷。
示例2:3-相电缆（用于图3中示出的交流传输）：
用于制造例如用于交流传输的三相电缆的示例过程如下。
示例1中的过程被执行直到并且包括在绝缘层的顶部上螺旋缠绕超导带材112’的第二堆叠体，以形成第二电相和第二绝缘层。
接着，超导带材112’的第三堆叠体螺旋缠绕在绝缘层上，该绝缘层环绕在形成2-相电缆中的第二电相的带材的堆叠体上。该堆叠体现在形成了第三电相。
接着，绝缘层16被环绕在形成第三相的超导体堆叠体上。
接着，将形成中性部分的超导带材的最后的堆叠体螺旋缠绕在顶部绝缘层的顶部上。
接着，最后的绝缘层被缠绕在形成中性部分的超导体堆叠体上。
接着，电缆被放进包含具有超级绝缘性的真空空间的柔韧的双壁低温箱中。
通过将骨架连接至导管用来在中空骨架（如果存在的话），或围绕低温箱中的电缆，或二者，通入低温冷却液体或气体，可以提供制冷。
示例3:多相电缆（用于交流传输）：
用于制造例如用于交流传输的多相电缆的另一个示例过程，参照图5进行了如下描述。
对于每一相，多个超导带材512以超导层在一个或多个层中的内侧（被压缩）的方式绕着具有1-10mm的小直径的圆形中空或实心的骨架514螺旋缠绕。如果使用了多于一层，每一层都能以与其相邻层相反的方向缠绕。
每个超导带材512能被单独绝缘以防止与其相邻的带材的电流共享，或其可以被涂敷电阻层来调整带材之间的电阻从而调整电流共享的程度。
一个或多个较高放置的带材512使其YBCO层位于外侧（被拉伸）上，只要缠绕半径和放置角度大到足以不会对超导体造成损坏的程度。
在另外的实施方式中，绝缘体513在超导层被缠绕之前被缠绕在骨架514上。
在缠绕超导带材512之后，绝缘体513绕着超导带材的堆叠体缠绕。
接着，如图5中示出的，通过将这三个一相缆芯绑定在一起形成三相电缆。
接着，通过将超导带材绕着三相线束缠绕而形成屏蔽层，或每一相可能具有由超导带材的堆叠体形成的其自身的中性部分，所述超导带材能缠绕在形成每一相（未示出）的电缆的外侧。
接着，屏蔽层在外侧（未示出）上绝缘。
接着，电缆被放进包含具有超级绝缘性的真空空间的柔韧的双壁低温箱中（未示出）。
通过在中空骨架（如果存在的话），或围绕低温箱中的电缆，或二者，通入低温冷却液体或气体，可以提供制冷。
示例4:多芯、快速斜升电缆（用于快速斜升磁体和电力传输电缆）：
用于制造例如用于快速斜升磁体和电力传输电缆的多芯、快速斜升电缆的示例过程结合图2和3进行如下描述。快速斜升能潜在地导致包含许多层的电缆中的电流分布变得不均匀。在斜升期间强制更均匀的电流分布的一种可能的方法是将电缆分割成彼此相互绝缘的n个层的多个区。每个区将包含相同的电相，但是每个将连接到其自身相应的电流源并被其驱动。每个电流源能强制每个区中的适当的电流量，使电缆中的电流分布比仅使用一个电流源时更均匀。因此，如图2和3中的同轴的2相电缆、3相电缆、或n相电缆可以被构建，但是被连接用于包含相同的相。
示例5:多芯、低损耗电缆（用于交流传输）：
用于制造例如用于交流传输的多芯、低损耗的电缆的示例过程结合图6a-c进行如下描述。
获得具有1-10mm的小外径的柔韧的实心或空心的骨架614作为缆芯。可选地，绝缘层可以环绕所述骨架（未示出）。
在一个或多个层612中的多个超导带材以超导层在内侧（超导体被压缩）的方式螺旋环绕骨架。小的绞合间距被用来减小交流损耗。层数可能受限于不均匀的电流分布。如果使用了多于一层，每一层能以与其相邻层相反的方向缠绕。
较高放置的带材以其YBCO层位于外侧（被拉伸）的方式缠绕，只要缠绕半径和放置角度大到足以不会对超导体造成损坏的程度。
每个超导带材能被单独绝缘以防止与其相邻的带材的电流共享，或其可以被涂敷电阻层来调整带材之间的电阻从而调整电流共享的程度。
可选地，绝缘体613绕着超导体堆叠体缠绕。
接着，这些单相芯600中的多个使用充分的扭绞被绑定在一起。这将提高每相或磁体电缆中的带材的数目，同时保持每芯中的层的数量受限。通过将所有相的多个芯绑定在一起形成用于交流传输的多相电缆。
接着，在传输电缆的情况下，通过绕着电缆束螺旋缠绕带材堆叠体形成中性层（未示出）。
接着，外部绝缘层绕着形成中性层的带材堆叠体缠绕（未示出）。
接着，在传输电缆的情况下，电缆被放进包含具有超级绝缘性的真空空间的柔韧的双壁低温箱中。
同样，在传输电缆的情况下，通过在中空骨架（如果存在的话）中，或绕着低温箱中的电缆，或二者，通入低温冷却液体或气体，可以提供制冷。
在附图中，图6a示出了带有超导带材的单芯的例子。图6b示出了被绑定在一起以形成单相或多相电缆结构650的多个单芯电缆的例子，并且图6c示出了形成多相（三相）电缆660的多个（三个）单芯电缆束。在传输电缆中，每一相可以由其自身的同相电缆束形成，而通过将这些多丝单相电缆中的三个绑定在一起形成3-相电缆。
示例6:多芯、每芯多相电缆：
另一个实施方式可以被配置成与前面的示例5相似，但是每个芯上带有多个绝缘相，如示例1和2中描述的。在磁体电缆或快速斜升传输电缆的情况下，这些相可能是相同的，但是每个区可以被连接到其自身相应的电流源并被其驱动，如示例4中所述的。
示例7:带材之间具有增强的电连接的电缆：
在传输线或磁体电缆中采用平行于超导带材的相对较大数量的常规导电材料（例如铜），以在故障时提供带有可选的分流路径的电流可能是有益的。电流分流路径还将让正常工作条件下的电流绕过一个带材中的损坏区域，或绕过导体被拼接在一起的区域。在一些情况下，在金属基底和YBCO涂敷的导体中的超导体之间的陶瓷层是电阻性的，并且将不允许电流通过。旁路电阻缓冲层并且环绕部分或全部带材的常规的导电电流路径可以存在以将所述带材电连接在一起，或将其电连接至常规导电分流层。在一个实施方式中，这可以通过在每个单独的带材上铜镀很薄的一层铜来完成。然而，这种铜镀可能是昂贵的。
为了增强电缆的各个带材之间的电连接，所述带材被嵌入其中的常规的导电基质能如图7中示出的被构建，如下所述。
一个或多个超导带材712（对应超导带状导体12的层）在多个层中缠绕在骨架714上，如在前面的示例中描述的一样。此外，相对较薄（比如最厚20微米）的铜层715被电镀到带材。这一层使得焊剂到导体的连接更容易。
接着，另外的导电材料的第二层716用电镀或其他合适的方法被结合至超导带材712。第二层716可能具有比铜层更高的电阻，并且允许在所述带材的超导层和带材之间的常规导电基质之间的电耦合具有一定程度的可调节性。在故障时电流能被传送到常规导电基质，但是该层较高的电阻将减少正常工作期间的耦合损耗。
在前面的实施方式中，常规导电材料（铜）718的条状物在每个单独的层中的超导带材712之间缠绕。条状物718具有与超导带材712的厚度相当的厚度。
常规导电带材的层716在超导带材的每一层之间缠绕。层716的厚度是可调整的并且将依赖于应用。
一层或每层中的超导带材712的缠绕方向可能与一个或两个相邻的超导层中的缠绕方向相反。
可选地，在一些层中的一些带材712能以超导层面朝外的方式放置，以增强超导带材之间的耦合。
每个超导带材的电流可以被传送到与超导层相邻的常规层。电流可以通过常规导电条状物从一个超导层流到另一个超导层，所述常规导电条状物缠绕在每一个超导层中的超导带材之间。超导带材嵌入其中的常规导电基质被形成的这种结构，在局部电流不足的情况下允许电流从一个带材传送到另一个带材，或在故障的情况下，允许电流从超导层传送到常规导电分流器（基质自身，或靠近超导层的一些其他的常规导电材料）。
示例8:带增强的过电流保护的电缆：
在一些情况下，比如包含到电力网中的传输线，这种电缆被配置成能够在一小段时间内承受相对较大的过电流。除了前面的任何一个实施方式的超导层之外，还可以增加分流横截面和另外的常规导电材料（比如但是不限于铜）。
例如，参考图8，可以使用根据前面描述的任何一个例子配置的电缆，但是该电缆带有一个或多个常规的导电分流层815、815’和常规的导电骨架814以提供另外的分流。骨架814不需要是绝缘的。此外，超导层816、816’可能包含嵌入在常规基质813中的超导带材812，以在每个带材和分流层之间形成更大程度的电耦合。
当电缆中存在多个相时，或者当骨架不具有足够的分流材料时，另外的常规导电层被缠绕在超导层的顶部。同样优选常规基质以在带材和分流层之间提供很好的电耦合。
在特定的实施方式中，电缆的每一相都具有在超导相的外侧上的另外的分流层。通过将分流层放置在电缆的外侧，能将超导带材在其上缠绕的半径保持得相对较小。这样减少了所需要的超导体的数量，并且允许超导带材的小的绞合间距。
这种方法可以被应用到具有所有相都缠绕在其上的单芯的传输线，或被应用到每一相都环绕各自的芯、且每一相的电缆被绑定在一起以形成最终的多相电缆的传输线。
示例9：具有带材之间的增强的电耦合和机械耦合的电缆
当电缆在磁体中使用时，相对较大的作用力可能作用在电缆中的各个带材上。在这种环境下，在电缆的各个带材之间提供机械耦合可能是非常有益的。这种机械耦合可以通过使用焊剂将每一层中的带材结合在一起来提供。这种结合也将增强电缆中的各个导体之间的电连接。用于增强机械结合的过程的例子如下。
特别是，超导带材以多个层被缠绕在骨架上，如前面的例子中描述的。
然而，在这个例子中，形成可选的基质的每个超导带材和/或常规导电条状物在电缆被缠绕之前被涂敷一薄层焊剂。可选择地或另外地，薄的焊剂金属薄片被缠绕在形成可选的基质的超导带材的层或常规导电层之间。
一旦电缆被组装完成并被缠绕在例如磁体的系统中，整个系统在火炉中被加热以熔化这些焊剂。在冷却后，这些焊剂将每一层中的所有带材和所有的层结合在一起，从而形成更好的电连接和更强的机械结合。
此外，电缆部件可以在将单个电缆结合在一起的环氧树脂中被浇注。环氧树脂可以被选择成使得环氧树脂的凝固将在低于电缆中的焊剂的熔化温度的温度进行。
示例10：带有增强的柔韧性的电缆
为了更大的柔韧性和更小的弯曲半径，制造电缆的过程可能包括前面描述的任何过程，但是进行了如下的修改。
特别是，该过程可能还包括在缠绕时在每一层的超导带材之间引入小的间隔。间隔的大小依赖于电缆在应用中进行缠绕时将经受的最小弯曲半径、带材的宽度以及铺设角度。当电缆被弯曲成应用的形状时，在电缆内侧上的间隔变窄而电缆外侧上的间隔变宽。内侧上的间隔防止超导带材彼此之间相互挤压（这可能导致损坏）。
由于在电缆及其导体上的作用力可能很大的磁体中通常需要小的弯曲直径，通过前面描述的焊剂工序可以提供电缆的加固。在电缆弯曲到其最终的形状之后这些焊剂被熔化。这些焊剂将部分地或完全地填充每一层中的带材之间的残留的间隔，以提供对每一个超导带材的电气支撑和机械支撑。
示例11：带有拼接的超导带材的电缆
YBCO涂敷的导体通常被制成达到大约1km的长度。因此，当在更长的电缆中使用时，超导带材被拼接在一起。在这些导体之间的接头不是超导的地方，电流通常通过低电阻的材料从一个超导体流向另一个超导体。本发明的某种极度紧凑的电缆的实施方式允许电流通过例如环绕超导带材的常规导电基质传输。因此拼接不需要重叠，并且因此不需要局部地增加超导层的厚度。导体之间的带涂层导体的拼接可以使用下面的示例方法实现。
通过将基底焊接或熔接在一起来把两个带涂层的导体在末端连接起来。在特定的实施方式中，导体的接触末端被做成锥形以增加接触面积，或者在导体的末端之间可以使用导电楔板构件来增加接触面积。这能产生沿着其长度具有均匀的厚度的整个导体（参见图9a-d）。
导电层（比如铜层）可以在连接制作好之前或之后被电镀在导体上面。如图9c中示出的，根据一个示例实施方式，超导层能被比如银或银合金的金属层覆盖。在示例实施方式中，银的使用允许焊接发生在银覆盖层上面而不会损坏超导电缆。
当允许导体的厚度变化时（例如在传输线中），带涂层的导体可以被重叠地焊接在一起。由于带材之间的电流传输将通过常规导电基质发生，导体可以采用YBCO层彼此不相互面对的方式焊接。这将保持拼接的两侧上的YBCO的定向是相同的（参见图10a-c）。
通过将一个带材的末端焊接到另一个带材的顶部上，但是不焊接整个拼接体，可以产生重叠的拼接体。这样在电缆制成后能保持拼接体的柔韧性。在电缆被组装完成之后，通过熔化位于拼接体中的另外的焊剂可以将拼接体完全地焊接。
在拼接的导体被缠绕进电缆之后，通过如前面描述的在导体之间使用焊剂，可以增强超导体之间的电连接和机械连接。
示例12：带有加固的电缆
在一些磁体应用中，作用在电缆上的力可能是非常大的，以致于使用电缆的加固能带来好处。例如，可以提供不锈钢外部壳体来进行加固。各种示例过程可以被用来加固YBCO涂敷的导体电缆。
例如，在示例实施方式中，如上所述的单芯超导电缆被插入金属壳体中，该壳体具有的两个半个壳体在电缆插入后被熔接在一起。该壳体可以具有任何合适的形状（包括但不限于长方形、圆形、或椭圆形的外部横截面）的外部横截面，但是具有圆的内部横截面。电缆的冷却通过使用中空的骨架并且在中空的骨架中通入冷的流体实现，或者通过在电缆和壳体之间通入冷的流体实现。
在另外的实施方式中，多个单芯超导电缆被绑定在一起。在这些实施方式中，可以包含常规的导电束用来填充空隙并且提供分流，而且其还带有用于冷却的中空管（骨架和/或外部壳体）。
示例13：电缆端子
如在此描述的电缆可能包含许多超导带材。这些带材可以被连接到通过其可以引入电流的常规导电端子。这些端子可以如图11a和图11b中示出的被构造，并且如下文所述。
每个端子由常规导电材料（比如但不限于铜）的圆柱形末端件1010构造。其上缠绕超导带材的骨架（如前面的任何一个实施方式中描述的）通过端子末端件1010的中心的开口1011被馈送。
如图11b中示出的，当骨架被插入开口1011时，面对电缆的端子末端件的末端1014被机械地压入圆锥形的末端件中，带材在该圆锥形的末端件上伸展并被焊接。
端子末端件1010的相反的一端带有穿孔1015或螺栓孔，外部电缆可以栓接在这些孔上。
两个另外的、可选的壳体可以被焊接在圆锥形末端件上，以覆盖带材的末端。
示例14：单相电缆结构
作为代表性的、非限制性的例子，电缆能被配置成任何适合的长度（比如但不限于0.5m的长度），并且包含绕着具有5.5mm外径的柔韧的铜制骨架的最多8个层中的最多24个超导带状导体。例如，在24个带状导体、8个层的实施方式中，每个层包括3个超导带状导体。超导带状导体以其超导层面朝内的方式缠绕，以使其处于压缩应变的状态。
具有24个超导带状导体的电缆在76K的温度下可能能够传送多达2800A的电流，这一数量可能比所有各个导体在它们被缠绕进电缆之前能够传送的电流总和的90%还要多。
在带状导体之间没有很大的间隔，具有在三个层中绕着绝缘的、柔韧的、5.5mm直径的铜制骨架缠绕的12个超导带状导体的电缆，可能能够在24cm直径的弯道内弯曲而不会降低电流传送能力。然而，在相邻的超导带状导体之间可以产生间隔，例如，以允许更大的弯曲（到远低于24cm的直径）而不会严重损坏电缆。
在这些示例实施方式彼此一致的地方，前面描述的各种示例实施方式（或其中的部分）可以在本发明的另外一些实施方式中一起使用和互换使用。
在此公开的实施方式在所有的方面都被视为说明性的，而不是对本发明的限制。本发明的范围由所附的权利要求表明，而不是由前述内容表明。源自权利要求的等价的意义和范围内的所有变化因此也旨在被包括在其中。
示例15：两相电缆结构
可能适用于特定的空军应用的电缆包括缠绕在一个骨架上的、一个放置在另一个顶部上的、在两相之间带有绝缘层的两个电相。在一个例子中，电缆具有在5.5mm直径的骨架上的17个层中的79个带材，并且当两相中的电流沿着同样的方向移动时，该电缆能在液态氮中传送高达7561A的电流。
示例16：磁体电缆结构
高性能电缆的另一个例子包括在4mm直径的骨架上的12个层中的40个导体。电缆被缠绕进外径12cm（10.5cm的内部直径）的1.5匝线圈。该电缆能够在垂直于电缆定向的20T的背景场中在4.2K的温度传送高达4100A的电流。
示例17：磁体电缆失超保护
在超导磁体经受局部地驱动超导电缆正常工作的故障的情况中，磁体中储存的所有能量将被耗散在小的常规区域。为了防止在磁体失超期间被烧坏，磁体电缆在很短的时间内在其整个长度上被驱动到常态。这将在其整个磁体上耗散能量。允许电缆从超导状态如此快速转变到常规状态的方法包括，将一个或多个加热导线与超导带材一同缠绕，和/或在骨架中包含加热导线。一旦检测到磁体失超，立即使用外部电源为加热导线提供能量。

Claims (25)

1.一种超导电缆，包括：
骨架；
多个超导带状导体，其以螺旋的方式在至少一个层中绕着所述骨架缠绕，每个超导带状导体具有至少一个超导层。
2.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述多个超导带状导体在被预先拉伸的状态下绕着所述骨架缠绕。
3.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述多个超导带状导体在绕着所述骨架缠绕时，所述超导带状导体中的至少两个的绕组之间具有间隔。
4.如权利要求1所述的超导电缆，还包括绕着所述骨架缠绕的至少一个电阻加热导线，用于提供失超热源。
5.如权利要求1所述的超导电缆，还包括绕着所述多个超导带状导体和所述骨架提供的至少一个护套。
6.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述多个超导带状导体中的至少一个被缠绕成使所述超导带状导体上的一超导层在拉伸状态下被定位在所述绕组的外侧上。
7.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述多个超导带状导体中的至少一个被缠绕成使所述超导带状导体上的一超导层在所述绕组中处于既不拉伸也不压缩的状态下被定位在所述带状导体上的中央位置。
8.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述至少一个层包括多个相邻的层，并且其中在至少两个相邻的层之间形成间隔。
9.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述骨架具有椭圆形或带有倒圆角的长方形的横截面形状，且所述倒圆角的半径小于五毫米（5mm）。
10.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述至少一个层包括超导带状导体的多个层，并且其中至少一个超导带状导体是绝缘的。
11.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述超导带状导体中的至少一个被涂敷一层焊剂，所述一层焊剂被配置成在所述电缆组装好之后被熔化。
12.如权利要求1所述的超导电缆，还包括在所述超导带状导体的相邻的绕组和/或相邻的层之间缠绕的焊剂护套，其中所述焊剂护套被配置成在所述电缆组装好之后被熔化。
13.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述至少一个层包括多个层，并且其中所述超导电缆还包括在所述多个层中的至少两个之间布置的至少一个焊剂护套。
14.如权利要求1所述的超导电缆，还包括在至少一个超导带状导体的相邻绕组之间缠绕的不超导的导电材料的至少一个导体。
15.如权利要求14所述的超导电缆，其中所述不超导的导电材料的至少一个导体由被配置成待被熔化的一层焊剂覆盖。
16.如权利要求1所述的超导电缆，其中所述至少一个层包括多层超导带状导体，所述超导电缆还包括在所述多层超导带状导体的相邻层之间缠绕的至少一层一个或多个不超导的导体。
17.一种包含多个超导电缆的超导电缆束，所述多个超导电缆中的每一个都具有如权利要求1所述的结构，其中至少一个超导电缆具有外部绝缘层，并且与所述多个超导电缆中的其他超导电缆保持在电缆束中。
18.一种包含多个超导电缆的超导电缆束，所述多个超导电缆中的每一个都具有如权利要求1所述的结构，其中每个超导电缆都不具有外部绝缘层，并且与所述多个超导电缆的其他超导电缆保持在电缆束中；并且所述电缆束包括覆盖所述电缆束的护套。
19.一种制造超导电缆的方法，包括：
提供骨架；
以螺旋的方式在至少一层中绕着所述骨架缠绕多个超导带状导体，每个超导带状导体具有至少一个超导层。
20.如权利要求19所述的方法，其中缠绕所述多个超导带状导体包括在所述多个超导带状导体处于预先拉伸的状态下绕着所述骨架缠绕所述多个超导带状导体。
21.如权利要求19所述的方法，其中缠绕所述多个超导带状导体包括绕着所述骨架缠绕所述超导带状导体且在至少两个相邻的绕组之间具有间隔。
22.如权利要求19所述的方法，其中所述多个超导带状导体中的至少一个被缠绕成使所述超导带状导体上的一超导层在拉伸状态下定位在所述绕组的外侧上。
23.如权利要求19所述的方法，其中缠绕所述多个超导带状导体包括进行缠绕并使得所述超导带状导体上的一超导层在所述绕组中处于既不拉伸也不压缩的状态下定位在所述带状导体的中央位置。
24.如权利要求19所述的方法，还包括使用一层焊剂来涂敷所述超导带状导体中的至少一个超导带状导体，并且在所述至少一个超导带状导体绕着所述骨架缠绕之后熔化所述焊剂。
25.如权利要求19所述的方法，还包括在所述至少一个超导带状导体的相邻绕组之间缠绕焊剂护套，并且在所述至少一个超导带状导体绕着所述骨架缠绕之后熔化所述焊剂护套。
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