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Stand der Technik
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Die Erfindung bezieht sich auf eine resistive Strombegrenzereinrichtung mit einem Leiteraufbau zur Führung eines elektrischen Stromes in einer vorbestimmten Richtung, wobei die Einrichtung einen Trägerkörper enthält, auf dem sich wenigstens eine elektrisch leitende Leiterbahn befindet, die zumindest eine Supraleitungsschicht aus einem Supraleitermaterial und eine der Supraleitungsschicht zugeordnete Shuntschicht aus elektrisch normalleitendem Material umfasst. Zwischen der Supraleitungsschicht und der Shuntschicht ist wenigstens eine Zwischenschicht vorhanden, die aus einem von dem Shuntschichtmaterial verschiedenen Material besteht. Eine entsprechende Strombegrenzereinrichtung geht aus der
EP 0 911 889 A2 hervor.
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In elektrischen Wechselstromversorgungsnetzen können Kurzschlüsse und elektrische Überschläge nicht mit Sicherheit vermieden werden. Dabei steigt der Wechselstrom im betroffenen Stromkreis sehr schnell, d. h. in der ersten Halbwelle, auf ein Vielfaches seines Nennwertes an, bis er durch geeignete Sicherungs- und/oder Schaltmittel unterbrochen wird. Als Folge davon treten in allen betroffenen Netzkomponenten wie Leitungen, Sammelschienen, Schaltern und Transformatoren erhebliche thermische sowie mechanische Belastungen durch Stromkräfte auf. Da diese kurzzeitigen Lasten mit dem Quadrat des Stromes zunehmen, kann eine sichere Begrenzung des Kurzschlussstromes auf einen niedrigeren Spitzenwert die Anforderungen an die Belastungsfähigkeit dieser Netzkomponenten erheblich reduzieren. Dadurch lassen sich Kostenvorteile erreichen, etwa beim Aufbau neuer als auch beim Ausbau bestehender Netze, indem durch einen Einbau von Strombegrenzereinrichtungen ein Austausch von Netzkomponenten gegen höher belastbare Ausführungsformen vermieden werden kann.
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Mit supraleitenden Strombegrenzereinrichtungen vom resistiven Typ kann in an sich bekannter Weise der Stromanstieg nach einem Kurzschluss auf einen Wert von wenigen Vielfachen des Nennstromes begrenzt werden. Darüber hinaus ist eine solche Begrenzereinrichtung kurze Zeit nach Abschaltung wieder betriebsbereit. Sie wirkt also wie eine schnelle, selbstheilende Sicherung. Dabei gewährleistet sie eine hohe Betriebssicherheit, da die passiv wirkt, d. h. autonom ohne vorherige Detektion des Kurzschlusses und ohne aktive Auslösung durch ein Schaltsignal arbeitet.
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Resistive supraleitende Strombegrenzereinrichtungen der eingangs genannten Art bilden eine seriell in einen Stromkreis einzufügende supraleitende Schaltstrecke. Dabei wird der Übergang mindestens einer supraleitenden Leiterbahn vom praktisch widerstandslosen kalten Betriebszustand unterhalb der Sprungtemperatur Tc des Supraleitermaterials in den normalleitenden Zustand über Tc hinaus (sogenannter ”Quench”) ausgenutzt, wobei der nun vorhandene elektrische Widerstand Rn der Leiterbahn den Strom auf eine akzeptable Höhe I = U/Rn begrenzt. Die Erwärmung über Tc geschieht durch Joule'sche Wärme in dem Supraleiter der Leiterbahn selbst, wenn nach Kurzschluss die Stromdichte j über den kritischen Wert jc des Supraleitermaterials ansteigt. Dabei kann das Material auch. unterhalb von Tc bereits einen endlichen elektrischen Widerstand annehmen. Im begrenzenden Zustand oberhalb von Tc fließt in dem Stromkreis ein vorteilhaft verminderter Reststrom so lange weiter, bis der Stromkreis z. B. mittels eines zusätzlichen mechanischen Trennschalters völlig unterbrochen wird.
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Supraleitende Strombegrenzereinrichtungen mit bekannten metalloxidischen Hoch-Tc-Supraleitermaterialien (Abkürzung: HTS-Materialien), deren Tc so hoch liegt, dass sie mit flüssigem Stickstoff (LN2) von 77 K im supraleitenden Betriebszustand zu halten sind, zeigen eine schnelle Zunahme des elektrischen Widerstandes beim Überschreiten der kritischen Stromdichte jc. Die Erwärmung in den normalleitenden Zustand und somit die Strombegrenzung geschieht dabei in hinreichend kurzer Zeit, so dass der Spitzenwert eines Kurzschlussstromes auf einen Bruchteil des unbegrenzten Stromes, etwa auf den 3- bis 10fachen Wert des Nennstromes begrenzt werden kann. Der supraleitende Strompfad sollte dabei in gut wärmeleitendem Kontakt mit einem geeigneten Kühlmittel stehen, das ihn in verhältnismäßig kurzer Zeit nach einer Überschreitung der kritischen Stromdichte jc in den supraleitenden Betriebszustand wieder zurückzuführen vermag.
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Mit einer aus der
EP 0 345 767 B1 zu entnehmenden Strombegrenzereinrichtung sind entsprechende Anforderungen zu erfüllen. Die bekannte Einrichtung weist einen Trägerkörper aus einem elektrisch isolierenden Material auf, auf den ein metalloxidisches HTS-Material in Form einer zu mindestens einer Leiterbahn strukturierten Schicht aufgebracht ist. Die Leiterbahn kann dabei insbesondere als Mäander gestaltet sein (vgl.
EP 0 523 374 B1 ). Darüber hinaus ist bei der bekannten Strombegrenzereinrichtung zum Schutz ihres HTS-Materials gegen Stromüberlastung im Fall eines Normalleitendwerdens (sogenannter ”Quenchfall”) das Supraleitermaterial noch mit einer Schicht aus normalleitendem Material abgedeckt. Eine entsprechende Schicht wird auch als ”Shuntschicht” bezeichnet.
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Mindestens zwei solcher Shuntschichten sind auch bei einer aus der
EP 0 731 986 B1 zu entnehmenden Strombegrenzereinrichtung vorhanden. Deren Aufbau sieht einen Trägerkörper aus isolierendem Material vor, auf dessen gegenüberliegenden Flachseiten jeweils eine Leiterbahn mit einer Supraleitungsschicht und einer Shuntschicht angeordnet sind. Dabei soll zwischen der Supraleitungsschicht und der Shuntschicht ein flächenbezogener spezifischer Kontaktwiderstand von < 1 mΩ·cm
2, vorzugsweise ≤ 10 μΩ·cm
2 ausgebildet sein.
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Bei der in der eingangs genannten
EP 0 911 889 A2 offenbarten resistiven Strombegrenzereinrichtung ist eine Shuntschicht aus einem Nicht-Edelmetall wie z. B. Stahl vorgesehen. Diese Shuntschicht ist jedoch nicht unmittelbar mit der Supraleitungsschicht in flächenhaftem Kontakt. Vielmehr ist zwischen diesen beiden Schichten eine dünne Zwischenschicht vorgesehen. Als Material für diese Zwischenschicht soll als ein elektrisch gut-leitendes Metall ein Edelmetall wie z. B. Ag oder eine Ag-Legierung gewählt sein.
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Bei all diesen bekannten Strombegrenzereinrichtungen variiert der kritische Strom Ic unvermeidlich entlang der supraleitenden Leiterbahn. Dies hat zur Folge, dass Stellen mit geringem Ic zuerst normalleitend werden und deshalb den Fehlerstrom soweit reduzieren, dass Abschnitte mit hohem Ic nicht mehr über die Sprungtemperatur Tc gelangen können, d. h. keinen elektrischen Widerstand entwickeln. Die gesamte Spannung fällt nun allein über normalleitende Stellen ab. Der Widerstand des Strombegrenzereinrichtung ist dann zu klein und der begrenzte Fehlerstrom ist unter Umständen so hoch, dass diese Stellen bis zum vollständigen Abschalten über mechanischen Lasttrenner sich unzulässig erwärmen und beschädigt werden. Die bei bekannten Strombegrenzereinrichtungen mit der Supraleiterschicht in flächigem, leitendem Kontakt stehende Shuntschicht ist niederohmiger als die normalleitende Supraleiterschicht, übernimmt folglich den größten Teil des Fehlerstroms und verringert die Wärmeerzeugung pro Fläche und das Risiko einer Schädigung im sogenannten ”Hotspot” (des gequenchten Bereichs). Sie erfordert aber für eine gegebene Spannung und einen bestimmten Fehlerstrom eine verhältnismäßig große Länge der supraleitenden Schaltstrecke, also einen entsprechend hohen Aufwand an supraleitendem und normalleitendem Leitermaterial für die Strombegrenzereinrichtung.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Strombegrenzereinrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend auszugestalten, dass der Leitermaterialaufwand gegenüber bekannten Einrichtungen verringert wird. Zugleich soll sich die Normalleitung schnell (d. h. in einem Zeitraum von < 1 ms bis einige ms) über ganze Länge der supraleitenden Leiterbahn ausbreiten können, damit sich der gesamte elektrische Widerstand entwickelt, der Fehlerstrom auf den bestimmungsmäßigen Wert begrenzt wird und die Temperatur nirgendwo einen unzulässig hohen Wert annimmt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Wärmeleitung entlang der Schaltstrecke viel zu langsam ist, um diese Anforderungen erfüllen zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Dementsprechend ist eine resistive Strombegrenzereinrichtung mit einem Leiteraufbau zur Führung eines elektrischen Stromes in einer vorbestimmten Richtung vorgesehen, welche einen Trägerkörper enthält, auf dem sich wenigstens eine elektrisch leitende Leiterbahn befindet, die zumindest eine Supraleitungsschicht aus einem Supraleitermaterial und eine der Supraleitungsschicht zugeordnete Shuntschicht aus elektrisch normalleitendem Material sowie zwischen der Supraleitungsschicht und der Shuntschicht wenigstens eine Zwischenschicht aus einem von dem Material der Shuntschicht verschiedenen Material umfasst. Dabei soll die Zwischenschicht derart ausgebildet sein, dass zwischen der Supraleitungsschicht und der Shuntschicht ein Übergangswiderstand zwischen 0,01 und 100 Ω·cm2 vorhanden ist.
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Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sehen also vor, dass zwischen Supraleitungs- und Shuntschicht eine Zwischenschicht eingefügt wird, deren Material im Gegensatz zum Stand der Technik wegen der Wahl des besonderen Übergangswiderstandes elektrisch verhältnismäßig schlecht leitend ist. Die Verdrängung des Stromes von einer normalleitend gewordenen Stelle der Supraleitungsschicht in die Shuntschicht über diese resistive Zwischenschicht geschieht nun nicht mehr nur an der supraleitend – normalleitenden Grenze der Leiterbahn sondern beidseitig verteilt über einen Bereich in deren Umgebung. Vorteilhaft entsteht nun Wärme und rasche Temperaturerhöhung auch an Stellen entlang der Schaltstrecke, wo die Wärmeentwicklung in der Supraleiterschicht selbst (z. B. an einer Stelle mit hohem I
c) noch ungenügend ist. Somit wird vorteilhaft eine schnelle Ausbreitung der widerstandsbehafteten Normalleitung entlang der gesamten Schaltstrecke erreicht, wobei die Bildung von ”Hotspots”, d. h. von Quenchbereichen mit geringer Ausdehnung, vermieden wird. Es wurde erkannt, dass die erfindungsgemäße Bemessung des auf die Flächeneinheit bezogenen Übergangswiderstandes (bei Betriebstemperatur des Supraleitermaterials von etwa 77 K) die erwünschte Wärmeausbreitung deutlich fördert. Die hier verwendete physikalische Größe „Übergangswiderstand” wird in Ohm·cm
2 (Ω·cm
2) oder in Ohm·m
2 angegeben: Sie wird vielfach auch als „Kontaktflächenwiderstand” bezeichnet (vgl. z. B. „Applied Physics Letters”, Vol. 52, 1988, Seiten 331 bis 333 oder
EP 0 315 460 A2 ). Dieser Übergangswiderstand stellt dabei den elektrischen (Ohm'schen) Widerstand R (gemessen in Ω) einer flächigen Verbindung mit 1 cm
2 bzw. 1 m
2 Übertrittsfläche A zwischen zwei elektrisch leitenden Teilen dar. Das Produkt R·A ist von der Übertrittsfläche unabhängig. Es kennzeichnet die Güte einer elektrischen flächenhaften Verbindung zwischen zwei verbundenen Teilen wie z. B. bei einer Lötverbindung zwischen zwei Leitern oder bei Kontakten eines Schalters zwischen dessen Kontaktstücken.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Strombegrenzereinrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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So kann vorteilhaft eine Dicke der Zwischenschicht zwischen 0,05 und 5 μm gewählt werden, um den besonderen Wert des Flächenwiderstandes zu realisieren.
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Außerdem ist es besonders günstig, wenn man für die Shuntschicht ein Material mit einem mittleren spezifischen elektrischen Widerstand zwischen 0,2 und 50 μΩ·cm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 μΩ·cm, vorsieht. Shuntschichten aus solchen Materialien sorgen im Zusammenspiel mit dem erfindungsgemäß bemessenen Material der Zwischenschicht besonders gut für eine gleichmäßige und schnelle Wärmeausbreitung.
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Für den Trägerkörper kann vorteilhaft ein elektrisch isolierendes Material gewählt sein. Stattdessen ist es aber auch möglich, einen Trägerkörper vorzusehen, der zu einem Teil aus elektrisch leitendem Material und einem der Leiterbahn zugewandten Teil aus elektrisch isolierendem Material besteht. Für die erfindungsgemäße Strombegrenzereinrichtung können somit in großem Umfang an sich bekannte Trägerkörper verwendet werden.
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Im Allgemeinen befinden sich die Zwischenschicht und die Shuntschicht auf der dem Trägerkörper abgewandten Seite der Supraleitungsschicht. Es ist jedoch auch möglich, dass die Shuntschicht zumindest durch einen der Leiterbahn zugewandten, aus einem elektrisch normalleitenden Material bestehenden Teil des Trägerkörpers gebildet ist und dass die Zwischenschicht sich zwischen diesem Teil des Trägerkörpers und der Supraleitungsschicht befindet. Für diesen Fall kann vorteilhaft der Trägerkörper aus elektrisch isolierendem Material und einer darauf angeordneten Deckschicht aus dem elektrisch leitenden Material bestehen, welches die Shuntschicht bildet. Es ist aber möglich, dass ein metallischer Trägerkörper vollständig die Shuntschicht bildet Vorzugsweise wird für die Supraleitungsschicht eines der bekannten metalloxidischen Hoch-Tc-Supraleitermaterialien vorgesehen. Für die resistive Strombegrenzereinrichtung nach der Erfindung sind jedoch ebenso gut auch Supraleitungsschichten aus der bekannten metallischen Supraleitermaterialien verwendbar.
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Ausführungsbeispiel
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnung verwiesen. Es zeigen jeweils schematisch im Längsschnitt
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deren 1 eine Stromleiterbahn einer bekannten Strombegrenzereinrichtung im Quenchfall,
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deren 2 als Diagramm die Temperaturverhältnisse in dieser Leiterbahn,
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deren 3 eine Stromleiterbahn einer erfindungsgemäßen Strombegrenzereinrichtung im Quenchfall,
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deren 4 als Diagramm die Temperaturverteilung in dieser Leiterbahn gemäß 3 und
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deren 5 eine weitere Ausführungsform einer Strombegrenzereinrichtung nach der Erfindung.
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Dabei sind in den Figuren sich entsprechende Teile jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Der
1 ist die Stromleiterbahn
2 einer bekannten Strombegrenzereinrichtung (z. B. gemäß der eingangs genannten
EP 0345767 B1 ) zugrunde gelegt. Die Stromleiterbahn befindet sich auf einem Trägerkörper
3 aus einem elektrisch nichtleitenden Material. Sie umfasst eine auf dem Trägerkörper
3 abgeschiedene, zu der Leiterbahn
2 strukturierte Supraleitungsschicht
2a, die von einer Shuntschicht
2b abgedeckt ist. Bei dem Supraleitermaterial kann es sich um bekanntes metallisches Niedrig-T
c-Supraleitermaterial oder metalloxidisches Hoch-T
c-Supraleitermaterial handeln. Die Shuntschicht
2b besteht aus bekanntem, zur Stabilisierung von Supraleitern üblicherweise verwendetem normalleitenden Material. Wie in der Figur ferner angedeutet ist, fließt durch die Supraleitungsschicht
2a ein Strom I. Da die Supraleitungsschicht in einem (”Hotspot”)-Bereich B bzw. Quenchbereich mit geringer Ausdehnung in den normalleitenden Zustand übergegangen ist, wird dort der Strom I in die Shuntschicht
2b auf Grund ihres gegenüber dem normalleitenden Widerstand der Supraleitungsschicht vergleichsweise niedrigeren Widerstand übergehen.
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2 zeigt in einem Diagramm die entsprechenden Temperaturverhältnisse bzw. Heizleistungsverhältnisse in einem Diagramm. Dabei sind in Ordinatenrichtung die Temperatur T in der Supraleitungsschicht und in Abszissenrichtung die Ausdehnung x der Leiterbahn in Stromführungsrichtung aufgetragen.
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Die
3 und
4 zeigen eine erfindungsgemäß ausgebildete Leiterbahn einer Strombegrenzereinrichtung
4 bzw. deren Temperaturverhältnisse in einem Quenchbereich in
1 bzw.
2 entsprechender Darstellung. Wie aus
3 zu entnehmen ist, befindet sich in Abweichung zu der Ausführungsform nach
1 bei der erfindungsgemäßen Leiterbahn
12 zwischen ihrer Supraleitungsschicht
2a und ihrer Shuntschicht
2b eine besondere resistive Zwischenschicht
12a. Mit dieser Zwischenschicht soll erfindungsgemäß ein Übergangswiderstand R
ZwS zwischen 0,01 und 100 Ω·cm
2, vorzugsweise zwischen 0,1 und 100 Ω·cm
2, ausgebildet sein. Die Zwischenschicht ist deshalb elektrisch verhältnismäßig schlecht leitend. Der Übergangswiderstand wird dabei in an sich bekannter Weise (vgl. den genannten Stand der Technik) bei 77 K gemessen. Er stellt den effektiven Ohm'schen (Übergangs-)Widerstand in senkrechter Richtung zwischen den durch die Zwischenschicht
12a beabstandeten Schichten
2a und
2b, bezogen auf die Flächeneinheit dar. Es wurde nämlich erkannt, dass mit einer derartigen Ausgestaltung der Zwischenschicht eine Verbreiterung der Stromübertrittszone zwischen der Supraleitungsschicht
2a und der Shuntschicht
2b über die Zwischenschicht
12a hinweg erfolgt. Die Strombreite b dieser Stromübergangszone kann abgeschätzt werden mit folgender Beziehung
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Dabei sind
ρshunt der spezifische elektrische Widerstand der Shuntschicht 2b,
dshunt die Dicke d der Shuntschicht 2b und
RZwS der Übergangswiderstand der Zwischenschicht 12a senkrecht zur Stromführungsrichtung bzw. Schichtdicke (in Ω·cm2) gemessen.
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Dabei wird vorteilhaft für die Shuntschicht ein Material derart gewählt, dass dieses einen mittleren spezifischen elektrischen Widerstand p77 zwischen 0,2 und 50 μΩ·cm, insbesondere zwischen 0,5 und 10 μΩ·cm, hat. Der spezifische Widerstand (gemittelt über die Leiterlänge x der gewünschten Schaltstrecke) wird auch hier bei 77 K gemessen.
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Nachfolgend ist ein konkretes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strombegrenzereinrichtung erläutert. Dabei sind nicht aufgeführte Maßnahmen allgemein bekannt. Eine einkristalline YBaCuO-Schicht 2a von 0,3–1 μm Dicke wird nach bekannten Verfahren auf einem Trägerkörper 3 aus z. B. Saphir, ZrO2, Al2O3 oder Glas aufgebracht und mit einer Zwischenschicht 12a von 0,05 bis 5 μm Dicke 6 aus elektrisch schlecht leitendem Material belegt. Geeignet hierfür sind elektrisch schlecht-leitende, gegebenenfalls auch nicht-metallische Werkstoffe wie beispielsweise sauerstoffreduziertes YBaCuO, PrBaCuO, Isolatoren wie Ceroxid, Zirkonoxid, Aluminiumoxid, Strontiumoxid, Halbleitermaterialien wie Silizium, SiC, Germanium. Diese Materialien sind so behandelt, dass sich der gewünschte Wert der elektrischen Leitfähigkeit ergibt. Behandlungsarten sind z. B. Beimischen, Eindiffundieren, Bestrahlung mit Dotierungsatomen. Bei 77 K soll sich damit ein Übergangswiderstand senkrecht zur Schicht von 0,01 bis 100 Ω·cm2 ergeben. Es kann auch eine isolierende Zwischenschicht mit Poren oder eigens hergestellten Perforationen z. B. mittels Altzens aufgebracht werden. Die Poren werden dann mit einer weiteren Schicht aus schlecht leitendem Material ausgefüllt und mit dem Supraleitermaterial kontaktiert, sodass sich im Mittel ein Flächenwiderstand von 0,01–100 Ω·cm2 einstellt.
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Auf die Zwischenschicht 12a wird dann mittels bekannter Verfahren eine Shuntschicht 2b z. B. aus Au, Ag oder Cu von 0,05 bis 1 μm Dicke aufgebracht mit einem spezifischen Widerstand bei 77 K von vorzugsweise 0,5–10 μΩ·cm. Die Übertrittslänge b um einen Hotspot ist dann beidseitig einige cm ausgedehnt, wobei Joule'sche Wärme entsteht und dementsprechend schnelle Aufheizung erfolgt. Dadurch weitet sich vorteilhaft der Bereich der Normalleitung schnell auf die ganze Länge der Schaltstrecke aus.
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An den Kontaktstellen an den Enden der Schaltstrecke einer Strombegrenzereinrichtung beispielweise in Plattenform kann die resistive Zwischenschicht 12a weggelassen werden, so dass dort die Supraleiter- und Shuntschicht in direktem elektrischen Kontakt stehen.
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Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen resistiven Strombegrenzereinrichtung wurde davon ausgegangen, dass ihr Trägerkörper 3 allein aus elektrisch isolierenden Material besteht. Selbstverständlich ist es stattdessen auch möglich, einen Trägerkörper aus einem Teil aus elektrisch leitendem Material und einem der Leiterbahn zugewandten Teil aus elektrisch isolierenden Material zu verwenden.
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Ferner wurde für die an Hand der 1 bis 4 erläuterte Strombegrenzereinrichtung 4 angenommen, dass sich ihre Zwischenschicht 12a und die Shuntschicht 2b auf der dem Trägerkörper 3 abgewandten Seite der Supraleitungsschicht 2a befinden. Eine derartige Ausbildung wird zwar als vorteilhaft angesehen. Gegebenenfalls kann jedoch, wie der in 5 ersichtliche Aufbau einer Strombegrenzereinrichtung 14 zeigt, auch ein metallischer Teil 3a eines Trägerkörpers 3 die Funktion der Shuntschicht übernehmen. Dementsprechend wird dann die Shuntschicht zumindest durch den der Leiterbahn 12 zugewandten und zugleich einen Teil dieser darstellenden, aus dem elektrisch normalleitendem Shuntmaterial bestehenden Teil 3a des Trägerkörpers gebildet, wobei sich die Zwischenschicht 12a der Dicke 6 zwischen diesem Teil 3a des Trägerkörpers 3 und der Supraleitungsschicht 2a befindet. Gegebenenfalls kann der Trägerkörper auch aus elektrisch isolierendem Material bestehen und eine darauf angeordnete Deckschicht aus dem elektrisch leitenden Material die Shuntschicht bilden.
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Abweichend von der für die 5 gewählten Darstellung kann selbstverständlich auch der Trägerkörper vollständig aus metallischem Material wie z. B. aus einem Stahlband (insbesondere aus einer der bekannten Legierungen mit dem Handelsnamen „Hastelloy”) bestehen und die Funktion der Shuntschicht übernehmen.
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Statt der vorteilhaften Verwendung eines der bekannten HTS-Materialien wie YBCO oder BSCCO oder B(P)SCCO für die Supraleitungsschicht 2a kann für diese auch eines der bekannten metallischen Niedrig-Tc-Supraleitermaterialien (LTS-Materialien) wie z. B. Nb3Sn vorgesehen werden.
