CN111527573A - 包括至少四根超导线缆的超导限流偶极子 - Google Patents

Abstract

超导限流偶极子(L6)，包括缠绕以形成沿单个平面延伸的双线线圈的超导型导体(F6)，在所述线圈的两匝之间设置绝缘体层(E1至E11、H1)。超导型导体(C1至C6)由平行缠绕并成至少两对布置的至少四根独立超导线缆(C1至C6)组成，每对均由所述超导线缆(C1至C6)中的两根形成，所述超导线缆在第一连接区域彼此电连接，并且在第二连接区域，一对超导线缆中的一根电连接到另一对超导线缆中的一根，每对超导线缆中的另一根连接到电连接端子(T1、T2)或另外一对。

Description

包括至少四根超导线缆的超导限流偶极子

本发明涉及用于高压应用的超导限流器领域。

这些可以是电阻性的限流器包括超导型导体，并且在正常工作期间电阻非常小。当电气故障导致导体中的电流密度显着增加时，或者当导体不再足够冷却时，导体将失去其超导性能，并且限流器变为高电阻性，从而将电流维持为低于一定的值。

限流器所需的超导型导体的长度与待保护的网络或装置的电压成正比。对于用于高压的限流器，所述长度达到数百米甚至几千米。因此，限流器优选地以紧凑的方式缠绕以限制这种装置的体积，该装置仍然可以达到几米的直径。

文献EP0503448和EP0935261描述了一种限流器，该限流器包括基本上以螺旋形式缠绕的超导导体，以便形成沿单一平面延伸的双线线圈。

本发明的目的是通过提出一种用于超导导体及其连接端子的优化布置来改进现有技术的限流器，并且该布置针对约50至2000kV的电压和约1000A至10000A的额定电流。

为此，本发明旨在一种超导限流偶极子，该超导限流偶极子的两个端子由第一电连接端子和第二电连接端子构成，该限流偶极子包括缠绕形成沿单一平面延伸的双线线圈的超导型导体，在所述线圈的两匝之间布置绝缘体层。所述超导型导体由平行缠绕并以至少两对布置的至少四根独立超导线缆组成，每对均由所述超导线缆中的两根形成，超导线缆相互连接，使得超导型导体通过将第一电连接端子与第二电连接端子连接而在线圈的外围与中心之间沿至少两个往返路径延伸。

根据一个优选特征，每对由第一和第二超导线缆形成，所述第一和第二超导线缆在第一连接区域处相互连接，并且在第二连接区域处，每对的第一超导线缆与另一对的超导线缆之一电连接，每对的第二超导线缆连接至电连接端子或另一对的超导线缆之一，连接区域中的一个是线圈的中心，并且连接区域中的另一个是线圈的外围。

在整个说明书和权利要求书中，术语“连接区域”表示线圈的外围或线圈的中心。可能的两个连接区域是线圈的外围和线圈的中心。因此，如果连接区域中的一个是线圈的外围，则连接区域中的另一个是线圈的中心。相反，如果连接区域中的一个是线圈的中心，则连接区域中的另一个是线圈的外围。

因此，可以减小两个相邻线缆之间的电压差。

还可以通过在不同匝之间使用不同厚度或特性的绝缘体来改进本发明。因此，尤其有利的是，根据将出现在两条相邻线缆之间的电压差，使用更大或更小的绝缘体厚度。

限流器是偶极子，也就是说，该限流器仅具有两个连接端子。该限流偶极子旨在借助于其两极而被插入电路中，并且其唯一功能与所述两极之间的电流有关：在某些情况下，限流器限制所述两极之间流过的电流，在其他情况下，限流器可在两极之间不受限制地通过电流。因此，在其所有实施例中，限流偶极子包括第一电连接端子和第二电连接端子。限流器包括在这两个电连接端子之间沿螺旋绕组延伸的超导型导体。换句话说，超导型导体具有两个端部，这些端部中的一个连接到第一电连接端子，并且这些端部中的另一个连接到第二电连接端子。

在两个电连接端子之间，超导型导体在线圈的外围和中心之间沿至少两个往返路径缠绕。在本说明书和权利要求书中，表述“超导型导体在线圈的外围和中心之间沿至少两个往返路径延伸”精确地表示了超导型导体在其两个端点(即两个电气连接端子)之间的路径。(在线圈的外围和中心之间的超导型导体的)往返路径精确地表示了以下特性：

-限流器形成线圈，超导型导体通过其端部之一连接到第一电连接端子，该第一电连接端子分别位于线圈的外围或该线圈的中心；

-从第一连接端子，超导型导体通过分别沿线圈的中心方向或线圈的外围方向缠绕而延伸(超导型导体的该第一部分被表示为“向外路径”)；

-分别从线圈的中心或者从线圈的外围，超导导体通过分别向线圈的外围或向线圈的中心往回缠绕而延伸(超导型导体的该第二部分被表示为“返回路径”)。

因此，例如，在线圈的外围和中心之间沿两个往返路径延伸并且其第一电连接端子位于线圈的外围的超导型导体将具有以下路径：从第一连接端子至第二连接端子：

-从位于线圈的外围的第一连接端子，超导型导体通过向线圈的中心缠绕而延伸；

-从线圈的中心，超导型导体沿相反的路径继续向线圈的外围缠绕；

-从线圈的外围，超导型导体再次向线圈的中心延伸；

-从线圈的中心，超导型导体沿相反的路径继续向线圈的外围缠绕。

类似地，例如，在线圈的外围和中心之间沿两个往返路径延伸并且其第一电连接端子位于线圈的中心的超导型导体具有以下布置：

-从位于线圈的中心的第一连接端子，超导型导体通过向线圈的外围缠绕而延伸；

-从线圈的外围，超导型导体沿相反的路径继续向线圈的中心缠绕。

-从线圈的中心，超导型导体通过再次向线圈的外围缠绕而延伸；

-从线圈的外围，超导型导体沿相反的路径继续向线圈的中心缠绕。

换句话说，“超导型导体通过将第一电连接端子与第二电连接端子连接而在线圈的外围与中心之间沿至少两个往返路径延伸”的特征是指超导型线缆的路径至少包括：

-第一部分，其分别从线圈的外围延伸到中心，或从线圈的中心延伸到外围；

-第二部分，其不同于所述第一部分，分别从线圈的中心延伸到外围，或从线圈的外围延伸到中心；

-第三部分，其不同于所述第一和第二部分，分别从线圈的外围延伸到中心，或从线圈中心延伸到外围；

-第四部分，其不同于所述第一、第二和第三部分，分别从线圈的中心延伸到外围，或从线圈外围延伸到中心；

超导型线缆的路径被定义为该线缆在其在第一电连接端子和第二电连接端子之间的路径中的布置。

具有多个往返路径的绕组使得可以减小两根线缆之间的电压，因此可以限制所需绝缘体的尺寸。根据本发明的限流器允许更好的耐受电压，这允许实现更紧凑的限流器和/或允许更高的工作电压。耐受电压是指考虑到其结构中的各个元件在工作时产生的高电压，限流器耐受高电位差的能力，使得在这些元件之间不会产生放电，换言之，保证限流器的每个元件(特别是每根线缆之间的间隔物)的击穿电压始终大于在限流器响应于电路故障而变为电阻性的情况下该元件的端子上可能出现的最大电压。

实际上，螺旋形的双线绕组可以优化空间并压缩限流器，但也固有地产生了困难，即在发生故障时，当导体变为电阻性时，在其端子和结构中产生高压。需要以双线线圈的形式缠绕超导体型导体增加了难度，这是因为导体因此必须在转动方向和相反的转动方向上行进相同的路径，这限制了放置限流器组件和超导型导体通过的电路的可能性。因此，在两根相邻的线缆之间会出现与导体长度成比例的电压差。

根据本发明的限流器使得可以实现分布在超导线缆的多个部分上的更大长度的导体。限流器的结构允许更好地耐压性，从而使得能够使用比以前更高的电压。实际上，线缆和连接端子的布置确保了高压元件的最佳并置，同时使所有组件保持更紧凑的尺寸。因此，由于本发明，实现了先验的目的(更好的耐压性和更好的紧凑性)。

超导线缆是可以具有任何横截面(例如圆形、椭圆形或矩形)的导线。所述超导线缆可以由覆盖有超导涂层的芯组成。所述超导线缆可以有利地由以下材料之一部分地制成：

-REBa₂Cu₃O_7+x，其中RE表示Y和稀土元素(Gd、Nd、Dy、Eu等)中的一种或更多种元素；

-MgB₂；

-Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+x；

-任何其他适合制造限流线缆的超导材料。

通过使得超导型导体在线圈的外围和中心之间进行多次往返路径，出现了电位的有利分布的可能性。这些可能性然后可以通过适当分配元件来具体化，从而使得能够将超导线缆彼此连接。

一个绝缘体层与另一绝缘体层的可变厚度有助于在保持必要的耐压性的同时提高紧凑性。

限流器可以单独或组合地具有以下附加特性：

-超导线缆中的至少一个插入在分别连接至连接端子的两个超导线缆之间；

-同一对的两根超导线缆具有相同的长度；

-在连接到连接端子的两根超导线缆之间，绝缘体的层数至少等于超导线缆的总数的一半；

-通过桥接环路将超导线缆在线圈的中心彼此连接以形成所述对；

-所述桥接环路并排布置；

-所述桥接环路分布在线圈的内部轮廓上；

-超导型导体由成N对布置的2N个超导线缆、在线圈的第一连接区域处的N个桥接环路和在线圈的第二连接区域处的N-1个桥接环路组成，线圈的第一连接区域和第二连接区域选自线圈的外围和中心，N大于或等于2；

-超导型导体分别在线圈的外围或在线圈的中心处具有N个桥接环路，并且分别在线圈的中心或在线圈的外围处具有N-1个桥接环路；

-超导型导体由成N对布置的2N个超导线缆、在线圈的中心的N个桥接环路和在线圈的外围的N-1个桥接环路组成；

-超导型导体由成N对布置的2N个超导线缆、在线圈的中心的N-1个桥接环路和在线圈的外围的N个桥接环路组成；

-超导型导体由成两对布置的四个超导线缆、在线圈的中心的两个桥接环路和在线圈的外围的桥接环路组成；

-在线圈的中心的两个桥接环路相邻，并且在线圈的外围的桥接环路位于两个连接端子之间；

-在线圈内部，在连接到连接端子的超导线缆和连接到另一个连接端子的相邻的超导线缆之间，绝缘体层的厚度大于其他绝缘体层的厚度；

-线圈的中心的两个桥接环路相邻，并且线圈的外围的桥接环路绕过连接端子；

-在线圈的中心的两个桥接环路是同心的，并且在线圈的外围的桥接环路绕过连接端子；

-超导型导体由成三对布置的六根超导线缆、在线圈的中心的三个桥接环路和在线圈的外围的两个桥接环路组成；

-在线圈的中心的三个桥接环路是相邻的，并且在线圈的外围的两个桥接环路中的每个绕过连接端子；

-线圈的中心的两个桥接环路是同心的，并且线圈的外围的桥接环路之一布置在两个连接端子之间；

-线圈的中心的桥接环路之一沿直径穿过线圈的中心，线圈的中心的另外两个桥接环路位于该线圈的两侧，并且线圈的外围的桥接环路中的一个位于两个连接端子之间；

-超导型导体由成四对布置的八根超导线缆、线圈的中心的四个桥接环路和线圈的外围的三个桥接环路组成；

-在线圈的中心的四个桥接环路是相邻的，并且线圈的外围的桥接环路中的一个绕过连接端子和另一个桥接环路，并且线圈的外围的第三桥接环路位于两个连接端子之间；

-线圈的中心的两个桥接环路是相邻的，线圈的中心的另外两个桥接环路是同心的，并且线圈的外围的两个桥接环路位于两个连接端子之间；

-线圈的中心的四个桥接环路是相邻的，并且在线圈的外围的三个环路同心并围绕连接端子；

-超导线缆形成缠绕在其自身上的束，绝缘体层之一形成布置在该束的两个线圈之间的束绝缘体层，而其他绝缘体层形成每个布置在两根超导线缆之间的线缆绝缘体层，束绝缘体层位于两根超导线缆之间，所述两根超导线缆中的每根都连接到连接端子；

-限流器包括不同厚度的至少两个绝缘体层；

-限流器还包括由不同材料制成的至少两个绝缘体层；

-当限流偶极子变为电阻性时，位于其电位差最小的两根超导线缆之间的绝缘体层的厚度小于其他绝缘体层的厚度；

-当限流偶极子变为电阻性时，位于其电位差最高的两根超导线缆之间的绝缘体层的厚度大于其他绝缘体层的厚度；

-束绝缘体层的厚度大于线缆绝缘体层的厚度；

-束绝缘体层的厚度大于线缆绝缘体层的厚度之和的2/3；

-束绝缘体层的厚度大于线缆绝缘体层的厚度的1.5倍；

-线缆的数量为2n，束绝缘体层的厚度约为线缆绝缘体层的厚度的n倍；

-第一连接区域位于线圈的中心，并且第二连接区域位于线圈的外围；

-第一连接区域位于线圈的外围，并且第二连接区域位于线圈的中心；

-限流器包括成两对布置的四根超导线缆、在第一连接区域处的两个桥接环路、在第二连接区域处的桥接环路和两个连接端子，线圈的第一连接区域和第二连接区域选自线圈的外围和中心，束绝缘体层位于每个连接到连接端子的两根超导线缆之间；

-限流器包括成三对布置的六根超导线缆、在第一连接区域处的三个桥接环路、在第二连接区域处的两个桥接环路和两个连接端子，线圈的第一连接区域和第二连接区域选自线圈的外围和中心，束绝缘体层位于每个连接到连接端子的两根超导线缆之间；

-限流器包括成四对布置的八根超导线缆、在第一连接区域处的四个桥接环路、在第二连接区域处的三个桥接环路和两个连接端子，线圈的第一连接区域和第二连接区域选自线圈的外围和中心，束绝缘体层位于每个连接到连接端子的两根超导线缆之间。

在说明书和权利要求书中，表述“桥接环路”被定义为连接两个超导线缆的端部的任何装置。

现在将参考附图描述本发明的优选实施例，其中：

-图1示意性地示出了根据现有技术的限流器；

-图2是根据本发明的第一实施例的限流器的示意图；

-图2B是根据图2的实施例的变型的限流器的示意图；

-图3是根据本发明第二实施例的限流器的示意图；

-图4是根据本发明第三实施例的限流器的示意图；

-图5是根据本发明第四实施例的限流器的示意图；

-图6是根据本发明第五实施例的限流器的示意图；

-图7是根据本发明第六实施例的限流器的示意图；

-图8是根据本发明第七实施例的限流器的示意图；

-图9是根据本发明第八实施例的限流器的示意图；

-图10是根据本发明第九实施例的限流器的示意图；

-图11是根据本发明第十实施例的限流器的示意图；

-图12是根据本发明第十一实施例的限流器的示意图；

-图13是根据第十二实施例的限流器的示意图；

-图14是根据第十三实施例的限流器的示意图；

-图15是根据图14的实施例的变型的限流器的示意图；

-图16是根据第十五实施例的限流器的示意图。

图1示出根据现有技术的限流器A1。这种限流器由螺旋形式的超导型导体和绝缘体层的绕组组成。根据现有技术的限流器A1包括以双线线圈形式缠绕的单个导体A2，导体A2的每个端部连接到连接端子A3、A4。

图2至图16示意性地示出了根据本发明的各种实施例和变型的限流器。图2至图16示意性地示出了从上方观察到的由这些绕组产生的线圈，从而示出了表征本发明的绕组结构和连接。超导型导体被缠绕以形成沿单个平面(附图的平面)延伸的双线线圈。以电气图的方式简化地示出了电连接，应理解的是，本领域技术人员将能够特别考虑到机械约束、体积和成本而以实用的方式进行这些连接。在图2至图12的实施例中：

-限流器是偶极子；

-限流器包括单个超导型导体，所述单个超导型导体的每个端部连接到连接端子；

-两个连接端子形成限流偶极子的端子；

-超导型导体由至少两对超导线缆组成。

在图13至16的实施例中：

-限流器包括一个或更多个超导型导体，所述一个或更多个超导型导体的每个端部连接到连接端子；

-超导型导体由至少一对超导线缆组成。

为了便于阅读，所有附图均遵循以下约定：

-一对超导线缆中的一根以实线表示，而同一对超导线缆中的另一根用虚线表示，以便在图中清楚地区分同一对超导线缆的“向外”线缆(电流沿一个方向上流动，例如从外围到中心)和“返回”线缆(电流沿另一方向流动，例如从中心到外围)；

-超导线缆之间的空白区域由与导体平行缠绕的绝缘体组成，使得构成绕组的线圈的所有匝都通过该绝缘体层保持彼此绝缘。为了简化图示，绝缘体由线缆之间的空白区域示意性地表示。然而，该绝缘体是例如片状或条状的绝缘体。

所有这些图示出了在线圈的外围的限流器的连接端子(端子)。在连接端子位于线圈的中心的情况下，也可以使用几乎相同的几何形状。这些图未示出，但是是本发明的可能的变型。

将限流器例如通过液氮浴冷却，以将其保持在维持导体的超导性能所需的温度下。因此，导体的匝之间存在的绝缘体优选地是多孔的，或具有通道，以使得能够通过流体的通道或通过浴来冷却。

在附图中还简化了超导型导体的长度，从而简化了绕组的匝数。作为示例，对于设计为25kV的限流器，其超导型导体具有线性电阻，当其变为电阻性时允许50V/m的压降，该导体的长度必须为大约500m，这导致直径为几米且匝数非常大的双线线圈。

为了便于描述，使用相同的约定来指定线缆以及这些线缆之间存在的电压。根据此约定，如果限流器具有X根线缆：

-线缆编号为C1至CX；

-在绕组外围，线缆C1和C2之间存在的电压编号为U1，线缆C2和C3之间存在的电压编号为U2，...，线缆C(X-1)和CX之间存在的电压编号为U(X-1)；

-在绕组外围，线缆CX和C1之间(在绕组绕一圈之后)存在的电压编号为UX；

-在绕组中心，线缆C1和C2之间存在的电压编号为V1，线缆C2和C3之间存在的电压编号为V2，...，线缆C(X-1)和CX之间存在的电压编号为V(X-1)；

-在绕组中心，线缆C1和CX之间(在绕组绕一圈之后)存在的电压编号为VX；

-线缆C1和C2之间存在的绝缘体层编号为E1，线缆C2和C3之间存在的绝缘体层编号为E2，...，线缆C(X-1)和CX之间存在的绝缘体层编号为E(X-1)；

-线缆CX和C1之间存在的绝缘体层编号为H1。

电压在附图上由箭头表示，但是在本文中仅考虑这些电压的绝对值。

图2涉及本发明的第一实施例，其针对限流器L1，该限流器包括超导型导体F1。导体F1由基本上以螺旋形式平行缠绕的四个超导线缆C1、C2、C3、C4组成，具有四个绝缘体层E1、E2、E3、H1。

在螺旋的外围处，线缆C1连接到连接端子T1，线缆C4连接到连接端子T2。连接端子T1和T2是两个端子，限流器L1可以通过所述两个端子连接到电路，以实现在该电路中限制电流的功能。当限流器用于限制电流时，导体F1变为高电阻，并且在这两个连接端子T1、T2之间出现电压。在本申请中，该电压为高电压电平。

如上所述，所有实施例的限流器是偶极子，其唯一功能与在限制或没有限制情况下在两个连接端子T1和T2之间流动的电流有关。

两个连接端子T1、T2被放置在螺旋的外围的相同区域中，但是被布置在由四个超导线缆C1、C2、C3、C4和位于它们之间的三个绝缘体层E1、E2、E3组成的厚度的两侧。在螺旋的外围，在该厚度的中心的超导线缆C2和C3通过桥接环路B1彼此电连接。

此外，连接到连接端子T2的线缆C4和连接到桥接环路B1的线缆C3在螺旋中心通过桥接环路P1电连接在一起，从而形成第一对超导线缆。类似地，连接到连接端子T1的线缆C1和连接到桥接环路B1的线缆C2在螺旋中心通过桥接环路P2电连接在一起，从而形成第二对超导线缆。桥接环路P1、P2在此相邻并且并排布置。

因此，由于两对超导线缆C1、C2和C3、C4，导体F1在螺旋的外围和中心之间进行了两次往返路径。

如先前在“往返路径”概念的定义中所解释的那样，导体F1在线圈的外围和中心之间呈螺旋形式的两个往返路径包括：

-线缆C1在端子T1与线圈的中心之间进行的第一“向外路径”；

-线缆C2在线圈的中心和线圈的外围之间进行的第一“返回路径”；

-线缆C3在线圈的外围和线圈的中心之间进行的第二“向外路径”；

-线缆C4在线圈的中心和位于线圈的外围的端子T2之间进行的第二“返回路径”。

对于所有描述的实施例，由线缆C进行的导体F的往返的概念以相同的方式起作用。

超导线缆C1至C4形成缠绕在其自身上的束，绝缘体层H1之一形成布置在束的两个线圈之间的束绝缘体层，而其他绝缘体层E1至E3形成每个布置在两根超导线缆之间的线缆绝缘体层。

当限流器由于响应于电流(例如由于电路故障)的增大而导致线缆C1、C2、C3、C4的超导特性的丧失而变成电阻性时，电压将在限流器L1的端子处及其结构中产生。在这种情况下，在连接端子T1、T2之间存在的电压在图2中表示为UT。连接端子T1、T2之间的距离取决于超导线缆和绝缘体层的厚度。

此外，每个绝缘体层必须确保在其分开的两根线缆之间的电压的耐压性。因此，在限流器L1中在两根确定的线缆之间产生的最高电压限制绝缘体层E1、E2、E3、H1所需的最大厚度。绝缘体层的这些厚度在此结合线缆的布置被优化，以期获得绕组厚度和/或组件的更好的耐压性。

绝缘体层E1、E2和E3的厚度的每个必须分别在线圈的外围耐受电压U1、U2、U3，在线圈的中心耐受电压V1、V2、V3。在此示例中，U1大于V1并且U3大于V3，而V2大于U2。只要导体F1通过经过四根线缆C1、C2、C3、C4在线圈的外围和中心之间进行两次往返路径，这些电压最多相当于UT/2。实际上，线缆C1和线缆C2之间的平均电压将是UT/4，但是C1和C2之间的该电压实际上将是可变的，并且最小值为0(V1)，最大值为2xUT/4(U1)。

实际上，如果认为端子T2处于电位UT，并且限流器L1在变为电阻性时使端子T1返回零电位，则每根线缆C1至C4都会产生电压降UT/4。在这种情况下：

-端子T2因此处于电位UT；

-桥接环路P1处于电位3.UT/4(即UT-1/4 UT)，这是因为线缆C4已经在端子T2和桥接环路P1之间经过；

-桥接环路B1处于电位UT/2(即UT-2/4 UT)，这是因为线缆C4和线缆C3已经在端子T2和桥接环路B1之间经过；

-桥接环路P2处于电位UT/4(即UT-3/4 UT)，这是因为线缆C4、和线缆C3和线缆C2已经在端子T2和桥接环路P2之间经过；

-端子T1因此处于零电位。

因此，必须由绝缘体层H1耐受的最大电压是出现在端子T2(处于电位UT)和线缆C1(通过螺旋匝连接到端子T1)之间的电压U4。其他绝缘体层E1到E3中的每个其他层都必须耐受等于2xUT/4＝UT/2的最大电压。

因此，当限流器L1为电阻性时，该限流器产生的最大电压就是电压U4。线缆C1连接到端子T1，电压U4等于电压UT减去线缆C1的螺旋匝引起的电压降。电压U4比UT小例如几十或几百伏(如果考虑几米的线缆C1会导致50至100V/m的电压降)。可以认为它几乎等于UT。

为了耐受U4的电压，布置在线缆C4和线缆C1之间的绝缘体层H1的厚度大于绝缘体层E1、E2和E3的厚度，和/或可能是不同的材料或不同的结构。

在本示例中，绝缘体层H1的厚度等于绝缘体层E1、E2或E3的厚度的两倍。更一般地，绝缘体层H1的厚度优选约为绝缘体层E1、E2或E3的厚度的N倍，N为往返路径的次数。

图2B示出了与图2相同的本发明的实施例，其中端子T1和T2处的线缆简单地延伸，使得端子和桥接环路不对齐。

该变型仅稍微改变电位的分布。该变型适用于将在下文详述的所有其他实施例。

图3示出了本发明的第二实施例，其中，限流器L2包括超导型的导体F2，该导体在此由基本上以螺旋形式平行缠绕的八根超导体线缆C1至C8以及八个绝缘体层E1至E7和H1组成。

在螺旋的外围处，线缆C1连接到连接端子T1，线缆C8连接到连接端子T2，用于将限流器L2连接到待保护的电路。

两个连接端子T1、T2被放置在螺旋的外围的相同区域中，但是被布置在由八根超导线缆C1至C8和分布在它们之间的七个绝缘体层E1至E7组成的厚度的两侧。在端子T1、T2之间，在该厚度的中心的超导线缆C2至C7通过桥接环路被两两彼此电连接在一起。线缆C2和C3通过桥接环路B1连接，线缆C4和C5通过桥接环路B2连接，线缆C6和C7通过桥接环路B3连接。

此外，连接至连接端子T1的线缆C1和连接至桥接环路B1的线缆C2通过桥接环路P1在螺旋的中心电连接在一起，从而形成第一对超导线缆。

此外，连接至桥接环路B1的线缆C3和连接至桥接环路B2的线缆C4通过桥接环路P2在螺旋的中心电连接在一起，从而形成第二对超导线缆。

此外，连接至桥接环路B2的线缆C5和连接至桥接环路B3的线缆C6通过桥接环路P3在螺旋的中心电连接在一起，从而形成第三对超导线缆。

此外，连接至桥接环路B3的线缆C7和连接至连接端子T2的线缆C8通过桥接环路P4在螺旋的中心电连接在一起，从而形成第四对超导线缆。

桥接环路P1、P2、P3、P4在此是相邻的，但不是并排放置的，所述桥接环路规则地分布在线圈的内部轮廓上。

因此，由于四对超导线缆C1至C8，导体F2在螺旋的外围和中心之间进行四次往返路径。

在螺旋的中心，桥接环路P1至P4成角度地均匀地分布在圆形中，以为每个环路提供更多的安装空间。作为变型，这些桥接环路P1至P4可以像第一实施例的那样并排布置或分布在中心圆的一部分上。圆形安装可以简化限流器的制造。所需要的只是一个绝缘盘形式的中央部件，带有用于连接线缆的四个插座。

超导线缆C1至C8形成缠绕在其上的束，绝缘体层H1中的一个形成布置在束的两个线圈之间的束绝缘体层，而其他绝缘体层E1至E7形成线缆绝缘体层，线缆绝缘体层中的每层布置在两根超导线缆之间。

在该第二实施例中，当限流器L2变成电阻性时，该限流器的端子处产生的电压在图3中也表示为UT。

绝缘体层E1到E7的厚度中的每个都必须耐受最大等于UT/4的电压，只要导体F2在通过八根线缆C1到C8时，在线圈的外围和中心之间进行四次往返路径即可。

实际上，如果认为端子T2处于电位UT，并且限流器L2变为电阻性时，该限流器将端子T1变为零电位，则每根线缆C1至C8都会产生UT/8的电压降。在这种情况下：

-端子T2因此处于电位UT；

-桥接环路P4处于电位7.UT/8(即UT-1/8 UT)，这是因为只有线缆C8已经在端子T2和桥接环路P4之间经过；

-桥接环路B3处于电势3.UT/4(即UT-2/8 UT)，这是因为线缆C8和线缆C7已经在端子T2和桥接环路B3之间经过；

-桥接环路P3处于电位5.UT/8(即UT-3/8 UT)，这是因为线缆C8、线缆C7和线缆C6已经在端子T2和桥接环路P3之间经过；

-桥接环路B2处于电位UT/2(即UT-4/8 UT)，这是因为线缆C8、C7、C6和C5已经在端子T2和桥接环路B2之间经过；

-桥接环路P2处于电位3.UT/8(即UT-5/8 UT)，这是因为线缆C8、C7、C6、C5和C4已经在端子T2和桥接环路P2之间经过；

-桥接环路B1处于电位UT/4(即UT-6/8 UT)，这是因为线缆C8、C7、C6、C5、C4和C3已经在端子T2和桥接环路B1之间经过；

-桥接环路P1位于电位UT/8(即UT-7/8 UT)，这是因为线缆C8、C7、C6、C5、C4、C3和C2已经在端子T2和桥接环路P1之间经过；

-端子T1因此处于零电位。

因此，必须由绝缘体层H1耐受的最大电压是出现在端子T2(处于电位UT)和线缆C1(通过螺旋匝连接到端子T1)之间的电压U8。其它绝缘体层E1到E7中的每个本身必须耐受等于2×UT/8＝UT/4的最大电压。

因此，在限流器L2内产生的最高电压是在线缆C1从端子T1起已经绕螺旋一圈之后在连接端子T2和所述线缆在之间产生的电压U8。U8等于电压UT减去由线缆C1绕螺旋一圈引起的电压降。

为了耐受电压U8，布置在线缆C8和线缆C1之间的绝缘体层H1的厚度大于绝缘体层E1至E7的厚度。

在本示例中，绝缘体层H1的厚度大约等于绝缘体层E1至E7之一的厚度的4倍。更一般地，在该实施例中，绝缘体层H1的厚度优选约为绝缘体层E1至E7的厚度的N倍，N为往返路径的次数。

图4涉及第三实施例，根据该第三实施例，限流器L3包括如在第一实施是中那样的由基本上以螺旋形式平行缠绕的四根超导线缆C1、C2、C3、C4和四个绝缘体层E1、E2、E3、H1组成的超导型导体F3。

在螺旋的外围处，线缆C2连接到连接端子T1，线缆C4连接到连接端子T2。

两个连接端子T1、T2放置在螺旋外围的相同区域中，但布置在线缆C3以及围绕该线缆的两个绝缘体层E2、E3的两侧。

根据该第三实施例：

-在端子T1的两侧，超导线缆C1和C3通过桥接环路B1电连接；

-连接到连接端子T2的线缆C4和连接到桥接环路B1的线缆C3还通过桥接环路P1在螺旋的中心电连接在一起，从而形成第一对超导线缆；

-连接到连接端子T1的线缆C2和连接到桥接环路B1的线缆C1还通过桥接环路P2在螺旋的中心电连接在一起，从而形成第二对超导线缆。

桥接环路P1、P2在此相邻并且并排布置。所述桥接环路也可以布置成圆形，类似于图3。

因此，由于两对超导线缆C1、C2和C3、C4，导体F3在螺旋的外围和中心之间进行两次往返路径。但是，由于桥接环路P1、P2、B1的位置不同，因此这些往返路径的经过路线与第一实施例的经过路线不同。

在该第三实施例中，当限流器L3变为电阻性时，在该限流器的端子上产生的电压在图4中也表示为UT。

绝缘体E1、E2和E3的厚度中的每个必须分别在线圈的外围耐受电压U1、U2、U3，在线圈的中心耐受电压V1、V2、V3。在这些电压中，最大电压为UT/2。

每个线缆C1至C4提供UT/4的电压降时的电位分布如下：

-端子T2因此处于电位UT；

-桥接环路P1处于电位3.UT/4(即UT-1/4 UT)，这是因为线缆C4已经在端子T2和桥接环路P1之间经过；

-桥接环路B1处于电位UT/2(即UT-2/4 UT)，这是因为线缆C4和线缆C3已经在端子T2和桥接环路B1之间经过；

-桥接环路P2处于电位UT/4(即UT-3/4 UT)，这是因为线缆C4、线缆C3和线缆C1已经在端子T2和桥接环路P2之间经过；

-端子T1因此处于零电位。

U4的值为UT/2加上螺旋一圈产生的电压降，而U1、U2、U3、V1、V2、V3中的最大值为UT/2。因此，必须由绝缘体层H1耐受的最大电压是电压U4。其它绝缘体层E1到E3中的每个必须耐受等于UT/2的电压，而层H1则必须耐受稍高的电压。

在本示例中，绝缘体层E1至E3和H1具有相等的厚度，全部与H1的厚度一致。

作为变型，与第一实施例中一样，绝缘体层H1可以具有与绝缘体层E1至E3的厚度不同的厚度。在这种情况下，绝缘体层H1将具有更大的厚度，这是因为它必须耐受的电压大于对应于与绕螺旋一圈相关的电压降的值，这在大直径螺旋线和低匝数的情况下可能是高值。

图5示出了本发明的第四实施例，所述第四实施例是第三实施例的变型。该变型以设置有超导型线缆F4的限流器L4为目标，该限流器具有桥接环路P1、P2的不同布置。

根据该第四实施例：

-在端子T1的两侧，超导线缆C1和C3通过桥接环路B1电连接；

-连接到连接端子T2的线缆C4和连接到桥接环路B1的线缆C1还通过桥接环路P1在螺旋的中心电连接在一起，从而形成第一对超导线缆；

-连接到连接端子T1的线缆C2和连接到桥接环B1的线缆C3通过桥接环路P2在螺旋的中心电连接在一起，从而形成第二对超导线缆。

与第三实施例不同，桥接环路P1、P2不相邻。在这里，所述桥接环路是同心的。因此，同心的桥接环路P1和P2提供了例如通过具有两个平行轨道的同一弯曲件在螺旋的中心不同的连接可能性。

与第三实施例一样，该第四实施例特有的电压分布如下：

-端子T2因此处于电位UT；

-桥接环路P1处于电位3.UT/4；

-桥接环路B1处于电位UT/2；

-桥接环路P2处于电位UT/4；

-端子T1处于零电位。

因此，必须由绝缘体层E1、E2、E3或H1之一耐受的最大电压也是电压U4。绝缘体层E1到E3中的每个必须耐受最大等于UT/2的电压，而绝缘体层H1则必须耐受较高的电压。这也使得绝缘体层E1至E3和H1能够具有与H1的厚度一致的相等厚度。

作为变型，绝缘体层H1也可以如在第一实施例中那样具有与绝缘体层E1至E3的厚度不同的厚度，尤其是更大的厚度。

图6至图8是在其中限流器包括成三对分布的6根超导线缆的实施例。

图6示出了本发明的第五实施例，其中限流器L5包括超导型导体F5，该导体在此由缠绕有六个绝缘体层E1至E5和H1的6根超导线缆C1至C6组成。

线缆C2和C5在螺旋的外围分别连接到连接端子T1和T2。

在此，两个连接端子T1、T2布置在具有三个相对的绝缘体层E2、E3、E4的线缆C3和C4的两侧。

在螺旋的外围处，桥接环路B1连接线缆C1和线缆C3，而桥接环路B2连接线缆C4和线缆C6。

在螺旋的中心处：

-线缆C5和C6通过桥接环路P1连接，从而形成第一对超导线缆；

-线缆C3和C4通过桥接环路P2连接，从而形成第二对超导线缆；

-线缆C1和C2通过桥接环路P3连接，从而形成第三对超导线缆。

桥接环路P1、P2、P3在此相邻并且并排布置。

因此，由于三对超导线缆C1至C6，导体F5经过螺旋的外围和中心之间的三次往返路径。

根据此第五实施例，如果认为端子T2处于电位UT，并且限流器L5变为电阻性时，该限流器使端子T1返回零电位，则每根线缆C1至C6产生UT/6的电压降。在这种情况下：

-端子T2因此处于电位UT；

-桥接环路P1处于电位5.UT/6(即UT-1/6 UT)；

-桥接环路B2处于电位2.UT/3(即UT-2/6 UT)；

-桥接环路P2处于电位UT/2(即UT-3/6 UT)；

-桥接环路B1处于电位UT/3(即UT-4/6 UT)；

-桥接环路P3处于电位UT/6(即UT-5/6 UT)；

-端子T1因此处于零电位。

与先前的实施例不同，端子T2在绕组中心不与线缆C1相邻。在端子T2和线缆C6之间产生电压U5。在图6中标记为U6的电压是在位于端子T1的螺旋匝的区域处出现在线缆C6和线缆C1之间的电压。

在电压U1、U2、U3、U4、U5、V1、V2、V3、V4、V5中，最大值为UT/3。电压U6的最大值也接近于UT/3(因为该电压出现在电位为2.UT/3的线缆C6和电位为UT/3的线缆C1之间减去螺旋一圈引起的电压降)。

在该第五实施例中，在限流器L5内产生的最高电压是出现在桥接环路P3和线缆C6之间的螺旋中心的电压V6。该电压接近2.UT/3。线缆C6在该位置的电位确实接近5.UT/6(因为该位置是桥接环路P1绕螺旋一圈)，而桥接环路P3处于电位UT/6。

因此，在此，绝缘体层H1的尺寸被确定为耐受V6的电压。在示出的本示例中，所有绝缘体层具有相同的厚度。因此，层E1至E5的厚度与H1的厚度一致。

作为变型，如在第一和第二实施例中一样，绝缘体层H1可以具有比其他绝缘体层更大的厚度，然后其尺寸被确定为耐受2.UT/3的电压，而在这种情况下，其他绝缘体层E1到E5的厚度会更小，其尺寸被确定为耐受UT/3的电压。根据此变型的示例，绝缘体层H1的厚度可以为其他绝缘体层E1到E5厚度的两倍。

图7涉及第六实施例，所述第六实施例是第五实施例的变型。该变型针对桥接环路P1、P2、P3、B1、B2的不同布置，所述不同布置改变了导体F6的路径，并因此改变了限流器L6内的电压分布。

根据该第六实施例：

-线缆C3和C6在螺旋的外围分别连接到连接端子T1和T2；

-两个连接端子T1、T2在这里布置在具有其三个相对绝缘体层E3、E4、E5的线缆C4和C5的两侧。

在螺旋的外围处，桥接环路B1连接线缆C1和线缆C2，并且桥接环路B2连接线缆C4和线缆C5。

在螺旋的中心处：

-线缆C5和C6通过桥接环路P1连接，从而形成第一对超导线缆；

-线缆C1和C4通过桥接环路P2连接，从而形成第二对超导线缆；

-线缆C2和C3通过桥接环路P3连接，从而形成第三对超导线缆。

桥接环路P2和P3是同心的，并且与桥接环路P1并排布置。

则电位的分布如下：

-端子T2处于UT电位；

-桥接环路P1处于电位5.UT/6(即UT-1/6 UT)；

-桥接环路B2处于电位2.UT/3(即UT-2/6 UT)；

-桥接环路P2处于电位UT/2(即UT-3/6 UT)；

-桥接环路B1处于电位UT/3(即UT-4/6 UT)；

-桥接环路P3处于电位UT/6(即UT-5/6 UT)；

-端子T1处于零电位。

根据该第六实施例，端子T2与线缆C1相邻。

图7中所示的电压分布如下：

-在U5和V5中，最大值为UT/3；

-在U4和V4中，最大值为UT/3；

-在U3和V3中，最大值为2.UT/3；

-在U2和V2中，最大值为UT/3；

-在U1和V1中，最大值为UT/3；

-U6的值略低于2.UT/3(其值为2.UT/3减去螺旋一圈的电压降)。

在该第六实施例中，在限流器L6内产生的最高电压是出现在桥接环路B2和端子T1之间的电压U3，该最高电压等于2.UT/3。

因此，绝缘体层E3的尺寸在此被确定为耐受U3的电压。在所示出的本示例中，所有绝缘体层具有相同的厚度。因此，层E1、E2、E4、E5、H1的厚度与E3的厚度一致。

作为变型，如在第一和第二实施例中一样，绝缘体层E3和H1的厚度可以比其他层大，然后其尺寸被确定为耐受2.UT/3的电压，而其他绝缘体层E1、E2、E4、E5的厚度在这种情况下将更小。

图8涉及第七实施例，所述第七实施例是第六实施例的变型。该变型针对桥接环路P1、P2、P3在螺旋中心的不同布置。然而，导体F7的路径没有改变，因此限流器L7内的电压分布与第六实施例相同。

根据该第七实施例，桥接环路P1和P3在直径上相对，而桥接环路P2通过沿直径方向穿过螺旋中心而将线缆C1连接到线缆C4，另外两个桥接环路P1、P3位于所述螺旋的两侧。

电位和电压的分布与第六实施例相同，因此在限流器L7中产生的最高电压是出现在桥接环路B2和端子T1之间的电压U3，即2.UT/3。

绝缘体层的尺寸与第六实施例相同，作为变型，绝缘体层具有不同的厚度，特别是厚度E3和H1大于其他厚度。

桥接环路P1、P2、P3在螺旋中心的布置允许另外的连接可能性。

图9涉及第八实施例，其中限流器L8包括超导型导体F8，该超导型导体在此由缠绕有八个绝缘体层E1至E7和H1的8根超导线缆C1至C8组成。

根据第八实施例：

-线缆C4和C8在螺旋的外围分别连接到连接端子T1和T2；

-两个连接端子T1、T2在此布置在具有其四个相对的绝缘体层E4至E7的线缆C5至C7的两侧；

在螺旋的外围处，桥接环路B1连接线缆C1和线缆C5，桥接环路B2连接线缆C2和线缆C3，桥接环路B3连接线缆C6和线缆C7。

在螺旋的中心处：

-线缆C7和C8通过桥接环路P1连接，从而形成第一对超导线缆；

-线缆C5和C6通过桥接环路P2连接，从而形成第二对超导线缆；

-线缆C3和C4通过桥接环路P3连接，从而形成第三对超导线缆；

-线缆C1和C2通过桥接环路P4连接，从而形成第四对超导线缆。

桥接环路P1、P2、P3和P4在此相邻并且并排布置。

考虑到每根线缆C1至C8都提供UT/8的电压降，当电压UT出现在已变成电阻性的限流器L8的端子上时：

-端子T2因此处于电位UT；

-桥接环路P1处于电位7.UT/8(即UT-1/8 UT)；

-桥接环路B3处于电位3.UT/4(即UT-2/8 UT)；

-桥接环路P2处于电位5.UT/8(即UT-3/8 UT)；

-桥接环路B1处于电位UT/2(即UT-4/8 UT)；

-桥接环路P4处于电势3.UT/8(即UT-5/8 UT)；

-桥接环路B2处于电位UT/4(即UT-6/8 UT)；

-桥接环路P3处于电位UT/8(即UT-7/8 UT)；

-端子T1因此处于零电位。

因此，必须由绝缘体层E1到E7或H1之一耐受的最大电压为：

-在线缆C5(在桥接环路B1处)和端子T1之间出现的电压U4，该电压U4最大为UT/2；

-在桥接环路P2和P3之间出现在螺旋的中心的电压V4，该电压V4等于UT/2；

-在端子T2和线缆C1之间出现在螺旋外围的电压U8，该电压U8最大为UT/2减去外围螺旋一圈的电压降；

-在桥接环路P4和线缆C8之间出现在螺旋中心的电压V8，该电压V8最大为UT/2减去中心螺旋一圈的电压降。

桥接环路P1至P4、B1至B3的布置使得仅绝缘体层E4可以确保电压U4和V4的耐压性。因此，绝缘体层E4的尺寸被确定为必须耐受UT/2。其他绝缘体层E1到E3、E5到E7中的每个则必须耐受与UT/4等效的电压，但H1的尺寸可以确定为如E4一样。

在所示出的本示例中，所有绝缘体层具有相同的厚度。因此，层E1至E3、E5至E7的厚度与E4和H1的厚度一致。

作为变型，如在第一和第二实施例中，绝缘体层E4和H1可以具有比其他层更大的厚度，例如两倍的厚度。

图10涉及第九实施例，所述第九实施例是第八实施例的变型。限流器L9在此包括超导型导体F9，该超导型导体在此由缠绕有八个绝缘体层E1至E7和H1的8根超导线缆C1至C7组成。根据该变型，桥接环路P1、P2、P3和P4规则地分布在螺旋的中心上。桥接环路P1和P3与桥接环路P2和P4在直径上相反。桥接环路P1、P2、P3、P4在此是相邻的，但不是并排放置的，它们规则地分布在线圈的内部轮廓上。

该第九实施例的其他特征与第八实施例相同。

图11涉及第十实施例，其中限流器L10包括超导型导体F10，该超导型导体在此由缠绕有八个绝缘体层E1至E7和H1的8根超导线缆C1至C8组成。

根据第十实施例：

-线缆C3和C8在螺旋的外围分别连接到连接端子T1和T2；

-两个连接端子T1、T2在此布置在具有五个相对的绝缘体层E3至E7的线缆C4至C7的两侧。

在螺旋的外围处，桥接环路B1连接线缆C1和线缆C2，桥接环路B2连接线缆C4和线缆C5，桥接环路B3连接线缆C6和线缆C7。

在螺旋的中心处：

-线缆C7和C8通过桥接环路P1连接，从而形成第一对超导线缆；

-线缆C5和C6通过桥接环路P2连接，从而形成第二对超导线缆；

-线缆C4和C1通过桥接环路P3连接，从而形成第三对超导线缆；

-线缆C2和C3通过桥接环路P4连接，从而形成第四对超导线缆。

桥接环路P1和P2在此相邻并且并排布置，而桥接环P3和P4是同心的。

则电位的分布如下：

-端子T2因此处于电位UT；

-桥接环路P1处于电位7.UT/8(即UT-1/8 UT)；

-桥接环路B3处于电位3.UT/4(即UT-2/8 UT)；

-桥接环路P2处于电位5.UT/8(即UT-3/8 UT)；

-桥接环路B2处于电位UT/2(即UT-4/8 UT)；

-桥接环路P3处于电势3.UT/8(即UT-5/8 UT)；

-桥接环路B1处于电位UT/4(即UT-6/8 UT)；

-桥接环路P4处于电势UT/8(即UT-7/8 UT)；

-端子T1因此处于零电位。

根据第十实施例，端子T2与线缆C1相邻。

因此，图11中所示的电压分布(在螺旋的外围)如下：

-U7的值为UT/4；

-U6的值为零；

-U5的值为UT/4；

-U4的值为零；

-U3的值为UT/2；

-U2的值为UT/4；

-U1的值为零；

-U8的值略高于3.UT/4(U8的值为3.UT/4加上螺旋一圈的电压降)。

在螺线的中心，电压V1至V7中的最大值为UT/4，电压V8接近UT/2。

在该第十实施例中，在限流器L10内产生的最高电压是出现在端子T2和相邻线缆C1之间的电压U8，其值略高于3.UT/4。

因此，绝缘体层H1的尺寸在此被确定为耐受电压U8。在所示出的本示例中，所有绝缘体层具有相同的厚度。因此，层E1至E7的厚度与H1的厚度一致。

作为变型，如在第一和第二实施例中那样，绝缘体层H1可以具有比其他绝缘体层更大的厚度，然后其尺寸被确定为耐受大于3.UT/4的电压，而在这种情况下，其他绝缘体层的厚度将更小。

作为变型，每个绝缘体层具有特定的厚度，该厚度适合于它必须耐受的电压。因此，根据该变型：

-E7、E6、E5、E4、E2和E1的厚度被确定为耐受UT/4的电压，这是因为所有这些绝缘体层在线圈的外围或中心都必须耐受约U/4的电压；

-E3的厚度为E7的两倍；

-H1的厚度最大，其被确定为耐受略大于3.UT/4的电压。

图12表示第十一实施例，其中限流器L11包括作为第九实施例的变型的超导型导体F11。螺旋中心的桥接环路P1、P2、P3、P4与第九实施例的相对应的桥接环路相同，线缆C4和C8分别在螺旋外围连接到连接端子T1和T2。

根据该变型，在螺旋的外围处，桥接环路B1连接线缆C1和线缆C7，桥接环路B2连接线缆C2和线缆C6，桥接环路B3连接线缆C3和线缆C5。桥接环路B1、B2和B3是同心的。

则电位的分布如下：

-端子T2处于电位UT；

-桥接环路P1处于电位7.UT/8(即UT-1/8 UT)；

-桥接环路B1处于电位3.UT/4(即UT-2/8 UT)；

-桥接环路P4处于电位5.UT/8(即UT-3/8 UT)；

-桥接环路B2处于电位UT/2(即UT-4/8 UT)；

-桥接环路P2处于电势3.UT/8(即UT-5/8 UT)；

-桥接环路B3处于电位UT/4(即UT-6/8UT)；

-桥接环路P3处于电位UT/8(即UT-7/8 UT)；

-端子T1处于零电位。

根据该第十一实施例，端子T2与线缆C1相邻。

因此，图12中所示的电压分布如下：

-U1至U7的值为UT/4；

-U8的值比UT/4小；

-V2和V6的值为UT/2。

-V4和V8的值为UT/4。

在该第十一实施例中，在限流器L11内产生的最高电压是分别在桥接环路P3和相邻线缆C2之间以及在桥接环路P1和线缆C6之间出现在螺旋中心的电压V2和V6，其值比UT/2略高。

因此，绝缘体层E2和E6的尺寸在此被确定为耐受电压V2和V6。在所示出的本示例中，所有绝缘体层具有相同的厚度。因此，层E1、E3、E4、E5、E7、H1的厚度与E2和E6的厚度一致。

作为变型，如在第一和第二实施例中一样，绝缘体层E2和E6可以是唯一具有比其他层更大的厚度的层，然后其尺寸被确定为耐受略高于UT/2的电压，而其他绝缘体层的厚度在这种情况下会更小。

图13示出了第十二实施例，根据该第十二实施例，限流器L12包括8根超导线缆。线缆C1、C4、C5和C8在线圈的外围通过三个桥接环路B10连接在一起，所述三个桥接环路B10也连接到连接端子T1。线缆C2、C3、C6和C7在线圈的外围还通过三个桥接环路B20连接在一起，所述三个桥接环B20也连接到连接端子T2。

在线圈的中心处：

-线缆C1和C2通过桥接环路P4连接；

-线缆C3和C4通过桥接环路P3连接；

-线缆C5和C6通过桥接环路P2连接；

-线缆C7和C8通过桥接环路P1连接。

绝缘体层E1、E3、E5和E7具有相同的厚度，其尺寸被确定为耐受T1和T2之间出现的最大电压。

绝缘体层E2、E4、E6和H1具有相同的厚度，该厚度远小于绝缘体层E1、E3、E5和E7的厚度。

图14示出了第十三实施例，根据该第十三实施例，限流器L13包括8根超导线缆。线缆C1、C2、C3和C4在线圈的外围处直接通过连接端子T1连接在一起。线缆C5、C6、C7和C8也在线圈的外围处直接通过连接端子T2连接在一起。

在线圈的中心处：

-线缆C1和C8通过桥接环路P1连接；

-线缆C2和C7通过桥接环路P2连接；

-线缆C3和C6通过桥接环路P3连接；

-线缆C4和C5通过桥接环路P4连接。

绝缘体层E4和H1具有相同的厚度，其尺寸被确定为耐受在T1和T2之间出现的最大电压。

绝缘体层E1、E2、E3、E5、E6和E7具有相同的厚度，该厚度远小于绝缘体层E4和H1的厚度。

图15示出了图14的实施例的变型。根据该变型，限流器L14在其中心具有连接盘10，该连接盘承载四个连接环路P1、P2、P3、P4。

线圈的中心处的连接与图14相同：

-线缆C1和C8通过桥接环路P1连接；

-线缆C2和C7通过桥接环路P2连接；

-线缆C3和C6通过桥接环路P3连接；

-线缆C4和C5通过桥接环路P4连接。

然而，连接环路穿过盘10，该盘支撑所述连接环路并有助于在线圈的中心的安装和连接。其他特性与图14中的特性相同。

图16示出了第十五实施例，根据该第十五实施例，限流器L15包括12根线缆。

在外围处：

-线缆C1、C2和C3连接到端子T1，

-线缆C10、C11和C12连接到端子T2，

-线缆C4和C9连接到桥接环路B1，

-线缆C5和C8连接到桥接环路B2，

-线缆C6和C7连接到桥接环路B3。

在线圈的中心处：

-线缆C1和C6连接到桥接环路P4，

-线缆C2和C5连接到桥接环路P5，

-线缆C3和C4连接到桥接环路P6，

-线缆C7和C12连接到桥接环路P1，

-线缆C8和C11连接到桥接环路P2，

-线缆C9和C10连接到桥接环路P3。

绝缘体层E1、E2、E4、E5、E7、E8、E10和E11具有可以减小到最小的相同的厚度。

绝缘体层E3、E6、E9和H1的尺寸可以与图2中的情况类似。

总之，在上述所有实施例中，调整桥接环路的布置和/或绝缘体层的厚度，以增加耐压性和/或使限流器更紧凑。

在不脱离本发明的范围的情况下，可以实现限流器的其他变型实施例。例如，每个超导型导体可以由单个导体形成，或者可以由彼此平行放置的多根超导线缆形成(这导致导体的横截面简单地增大)。桥接环路可以以不同的方式制成：导体自身折回，具有连接端子块和中间导电轨道的部件，机械固定装置等。桥接环路的电阻优选地低，例如，约为铜的电阻。

此外，限流器可以具有任意数量的螺旋匝，远远超出了此处为解释其原理而描述的示意图示例的少量匝数。此外，必须从广义上理解“螺旋形绕组”，也就是说，超导型导体通过连续的转动成层地缠绕，截面例如可以是正方形或任何其它形状。

在图4、5、6、9、10、12和13的示意图中，一个或更多个桥接环路围绕连接端子，应理解，本领域技术人员将能够在真实装置上进行这种连接，例如，使所涉及的端子穿过垂直于附图平面的平面，以使其脱离桥接环路并进行端子连接。

在所描述的示例中，线圈的中心形成具有桥接环路的第一连接区域，并且线圈的外围形成具有桥接环路的第二连接区域，使得两根超导线缆在第一连接区域处彼此电连接，并且在第二连接区域处，一对超导线缆之一电连接到另一对超导线缆之一，每对超导线缆中的另一根连接到电连接端子或另一对。但是，作为变型，第一连接区域可以位于线圈的外围，第二连接区域可以位于线圈的中心，因此桥接环路反向，因此连接端子重新位于线圈的中心。

此外，在图2B以外的所有图中，为简单起见，并排示出了连接端子T1和T2。但是，如果这样有利于连接端子与电路的连接，则连接端子也可以成角度地偏移(例如，四分之一圈)。

Claims (38)

1.一种超导限流偶极子(L1至L15)，其两个端子由第一电连接端子(T1)和第二电连接端子(T2)构成，该限流偶极子包括缠绕以形成沿单一平面延伸的双线线圈的超导型导体(F1至F15)，在所述线圈的两匝之间设置绝缘体层(E1至E11、H1)，其特征在于，所述超导型导体(F1至F15)由平行缠绕并以至少两对布置的至少四根独立超导线缆(C1至C12)组成，每对均由所述超导线缆(C1至C12)中的两根形成，超导线缆(C1至C12)相互连接，从而使超导型导体通过将所述第一电连接端子(T1)与第二电连接端子(T2)连接而在线圈的外围与中心之间沿至少两个往返路径延伸。

2.根据权利要求1所述的限流偶极子，其特征在于，每对由第一和第二超导线缆(C1至C12)形成，所述第一和第二超导线缆在第一连接区域处彼此电连接，并且在第二连接区域处，每对的第一超导线缆与另一对超导线缆之一电连接，每对的第二超导线缆连接至电连接端子(T1、T2)或另一对超导线缆之一，连接区域中的一个是所述线圈的中心，并且连接区域中的另一个是所述线圈的外围。

3.根据权利要求1或2之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导线缆中的至少一个插入在两根超导线缆之间，所述两根超导线缆中的每根连接到连接端子(T1、T2)。

4.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于，同一对的两根超导线缆具有相同的长度。

5.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于，在连接到所述连接端子(T1、T2)的两根超导线缆之间，绝缘体的层数至少等于超导线缆的总数的一半。

6.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导线缆(C1至C12)在线圈的中心通过桥接环路(P1至P6)彼此连接以形成所述对。

7.根据权利要求6所述的限流偶极子，其特征在于，所述桥接环路(P1至P6)并排设置。

8.根据权利要求6所述的限流偶极子，其特征在于，所述桥接环路(P1至P6)分布在线圈的内部轮廓上。

9.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导型导体由成N对布置的2N根超导线缆、所述线圈的第一连接区域处的N个桥接环路和所述线圈的第二连接区域处的N-1个桥接环路组成，所述线圈的第一连接区域和第二连接区域选自线圈的外围和中心，N大于或等于2。

10.根据权利要求9所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导型导体分别在线圈的外围处或线圈的中心处具有N个桥接环路，并且分别在线圈的中心处或线圈的外围处具有N-1个桥接环路。

11.根据权利要求9或10之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导型导体(F1至F15)由成N对布置的2N根超导线缆(C1至C12)、所述线圈的中心的N个桥接环路(P1至P6)和所述线圈的外围的N-1个桥接环路(B1至B3)组成。

12.根据权利要求9或10之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导型导体由成N对布置的2N根超导线缆、所述线圈的中心的N-1个桥接环路和所述线圈的外围的N个桥接环路组成。

13.根据权利要求11所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导型导体(F1、F3、F4)由成两对布置的四根超导线缆(C1至C4)、所述线圈的中心的两个桥接环路(P1、P2)和所述线圈的外围的桥接环路(B1)组成。

14.根据权利要求13所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的两个桥接环路(P1、P2)是相邻的，并且所述线圈的外围的桥接环路(B1)位于两个连接端子(T1、T2)之间。

15.根据权利要求14所述的限流偶极子，其特征在于，在所述线圈内部，在连接到连接端子(T2)的超导线缆(C4)和连接到另一个连接端子(T1)的相邻的超导线缆(C1)之间，绝缘体层(H1)的厚度大于其他绝缘体层(E1至E3)的厚度。

16.根据权利要求13所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的两个桥接环路(P1、P2)是相邻的，并且所述线圈的外围的桥接环路(B1)绕过连接端子(T1)。

17.根据权利要求13所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的两个桥接环路(P1、P2)是同心的，并且所述线圈的外围的桥接环路(B1)绕过连接端子(T1)。

18.根据权利要求11所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导型导体(F5、F6、F7)由成三对布置的六根超导线缆(C1至C6)、所述线圈的中心的三个桥接环路(P1、P2、P3)和所述线圈的外围的两个桥接环路(B1、B2)组成。

19.根据权利要求18所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的三个桥接环路(P1、P2、P3)是相邻的，并且所述线圈的外围的两个桥接环路(B1、B2)中的每个绕过连接端子(T1、T2)。

20.根据权利要求18所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的桥接环路(P2、P3)中的两个是同心的，并且所述线圈的外围的桥接环路(B2)之一设置在所述两个连接端子(T1、T2)之间。

21.根据权利要求18所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的桥接环路(P2)之一沿直径方向穿过线圈的中心，所述线圈的中心的另外两个桥接环路(P1、P3)位于线圈的两侧，并且所述线圈的外围的桥接环路(B2)之一设置在所述两个连接端子(T1、T2)之间。

22.根据权利要求11所述的限流偶极子，其特征在于，所述超导型导体(L3；L8至L11)由成四对布置的八根超导线缆(C1至C8)、所述线圈的中心的四个桥接环路(P1至P4)和所述线圈的外围的三个桥接环路(B1到B3)组成。

23.根据权利要求22所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的四个桥接环路(P1至P4)是相邻的，并且所述线圈的外围的桥接环路(B1)之一绕过连接端子(T1)和另一个桥接环路(B2)，并且所述线圈的外围的第三桥接环路(B3)位于所述两个连接端子(T1、T2)之间。

24.根据权利要求22所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的两个桥接环路(P1、P2)是相邻的，所述线圈的中心的另外两个桥接环路(P3、P4)是同心的，并且所述线圈的外围的桥接环路(B2、B3)中的两个位于所述两个连接端子(T1、T2)之间。

25.根据权利要求22所述的限流偶极子，其特征在于，所述线圈的中心的四个桥接环路(P1至P4)是相邻的，并且所述线圈的外围的所述三个环路(B1至B3)是同心的并围绕连接端子(T1、T2)。

26.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于：

-所述超导线缆(C1至C12)形成缠绕在其自身上的束，绝缘体层(H1)之一形成设置在该束的两个线圈之间的束绝缘体层，而其他绝缘体层(E1至E11)形成每个设置在两根超导线缆之间的线缆绝缘体层，束绝缘体层(H1)位于两根超导线缆之间，所述两根超导线缆中的每根都连接到连接端子(T1、T2)；

-所述限流器包括不同厚度的至少两个绝缘体层。

27.根据权利要求26所述的限流偶极子，其特征在于，所述限流偶极子还包括由不同材料制成的至少两个绝缘体层。

28.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于，当所述限流偶极子变为电阻性时，位于其电位差最小的两根超导线缆之间的所述绝缘体层的厚度小于其他绝缘体层的厚度。

29.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于，当所述限流偶极子变为电阻性时，位于其电位差最高的两根超导线缆之间的所述绝缘体层的厚度大于其他绝缘体层的厚度。

30.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述束绝缘体层(H1)的厚度大于线缆绝缘体层(E1至E11)的厚度。

31.根据前述权利要求之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述束绝缘体层(H1)的厚度大于线缆绝缘体层(E1至E11)的厚度之和的2/3。

32.根据权利要求26至30之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述束绝缘体层(H1)的厚度大于线缆绝缘体层(E1至E11)的厚度的1.5倍。

33.根据权利要求30所述的限流偶极子，其特征在于，所述线缆的数量为2n，所述束绝缘体层(H1)的厚度为线缆绝缘体层(E1至E11)的厚度的n倍。

34.根据权利要求2至33之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述第一连接区域位于线圈的中心，并且所述第二连接区域位于线圈的外围。

35.根据权利要求2至33之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述第一连接区域位于线圈的外围，并且所述第二连接区域位于线圈的中心。

36.根据权利要求34或35之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述限流偶极子包括成两对布置的四根超导线缆(C1至C4)、第一连接区域处的两个桥接环路(P1、P2)、第二连接区域处的桥接环路(B1)和两个连接端子(T1、T2)，所述线圈的第一连接区域和第二连接区域选自线圈的外围和中心，所述束绝缘体层(H1)位于两根超导线缆之间，所述两根超导线缆中的每根连接到连接端子(T1、T2)。

37.根据权利要求34或35之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述限流偶极子包括成三对布置的六根超导线缆(C1至C6)、第一连接区域处的三个桥接环路(P1至P3)、在第二连接区域处的两个桥接环路(B1、B2)和两个连接端子(T1、T2)，所述线圈的第一连接区域和第二连接区域选自线圈的外围和中心，所述束绝缘体层(H1)位于两根线缆之间，所述两根线缆中的每根连接到连接端子(T1、T2)。

38.根据权利要求34或35之一所述的限流偶极子，其特征在于，所述限流偶极子包括成四对布置的八根超导线缆(C1至C8)、第一连接区域处的四个桥接环路(P1至P4)、第二连接区域处的三个桥接环路(B1至B3)和两个连接端子(T1、T2)，所述线圈的第一连接区域和第二连接区域选自线圈的外围和中心，所述束绝缘体层(H1)位于两根线缆之间，所述两根线缆中的每根连接到连接端子(T1、T2)。

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