KR101326745B1 - 퀀칭 제어식 고온 초전도체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 오목부가 고온 초전도체 요소의 표면에 제공되어 벽 두께가 감소되고, 전기 분로가 이 오목부 내로 가해지는 퀀칭 제어식 고온 초전도체 요소에 관한 것이다.

고온 초전도체, 분로, 우회로, 오목부

Description

퀀칭 제어식 고온 초전도체{QUENCH-CONTROLLED HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTOR}

본 발명은 퀀칭(quenching)을 제어할 수 있고 국부적인 단선(burn-out)으로부터 보호되는 고온 초전도체(hts)에 관한 것이다.

고온 초전도체는 각각의 고온 초전도체 물질에 대해 특정 온도 즉, 임계 온도 이하로 냉각될 때 손실 없이 전류를 전송하는 성질을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 독특한 특성 때문에, 고온 초전도체는 예를 들어, hts-변압기, 권선, 자석, 전류 진폭제한기 또는 전기 리드선(leads)을 생산할 때와 같이 광범위하게 사용될 수 있는 장점이 있다.

온도 상승시, hts-물질은 일반 전도 상태로 전환되며, 이러한 전환은 "퀀칭"이라 불린다. 일반 전도 상태에서, 초전도체 물질은 저항이 매우 크다. 이러한 효과는 누전(fault) 전류 제한기에서 사용된다.

냉각된 hts-물질에 가해지는 자기장 또는 전류가 각각의 임계값으로 올라가 면 동일한 효과에 도달할 수 있고, 상기 임계값에서 hts-물질도 또한 퀀칭이 이루어져 일반 전도 상태가 된다.

예를 들어 hts-물질에 기초하여 자기-제어 누전 전류 제한기를 설계하는데, 이러한 효과 또는 이러한 효과를 조합하여 사용할 수 있다.

그러나 hts 물질에 가해지는 높은 전류를 가지고 실험한 결과, hts 요소를 파괴할 수 있게 되는 열-기계적인 문제점들이 자주 발생하는 것을 볼 수 있었다.

보통 세라믹 성질을 갖는 hts 물질은 사실상 완벽하게 균질이 아니며, 각각 비-초전도 성질(2차 상) 또는 작은 균열(미세한 균열)을 갖는 기공, 기포, 및 세공 상태와 같이 물질 내에서 비균질부를 나타내고 있다. 이러한 비균질부의 기하학적 범위는 그 크기가 거의 마이크로미터에서부터 밀리미터가 될 수 있다.

이러한 비균질부 영역은 임계 온도, 임계 전류 및 임계 자기장과 같은 초전도 성질과 관련하여 결함이 없는 영역과 상이하다.

결과적으로, hts 물질에 있어서 전류가 냉각된 고온 초전도 영역을 통과하는 경우, 비균질부는 국부적으로 일반 전도 상태로 변할 수 있다. 이러한 영역 내에서 국부적으로 증가하는 저항은 hts 물질의 주변 초전도 영역에서 전류가 과도하게 증가되는 결과를 초래한다. 이러한 국부적인 전류 증가는 열의 발생과 관련된다.

또한, 가열된 영역은 온도 증가 때문에 퀀칭이 이루어지기 시작한다. 이러한 프로세스는 자발적(self-triggering)이며, 순식간에 발생되어, 최종적으로 열-기계적인 스트레스 때문에 hts-물질 내에 크랙이 형성되게 된다. 최종 단계에서, 전기 아크는 크랙 부분에서 점화될 수 있고(약 10 000 K), 그 결과 국부적으로 녹는 현 상 때문에 가열된 영역(핫-스팟(hot-spot)) 주변의 모든 영역이 파괴된다.

전체 프로세스는 극도로 짧은 단시간에 이루어지며, 약 60 msec 만에 일어난다.

이러한 핫-스팟이 형성되는 것을 피하기 위해, hts-요소에 분로(shunt)라 불리는 전기적 우회로(by-pass)를 제공하는 것이 알려져 있다. 이러한 우회로는 hts-요소 표면에 가해지는 은(Ag)과 같은 전기 전도성 금속층일 수 있다. 과도 전류의 경우, hts 물질 또는 그 일부가 퀀칭을 시작하고 저항이 생기기 시작할 때, 과도 전류는 분로로 우회되고 그 결과 핫-스팟이 형성되는 것이 방지된다.

그러나, 예를 들어, 막대나 튜브와 같은 벌크 hts 요소에서, 핫-스팟이 형성되는 것으로부터 hts 요소 전체를 효과적으로 보호하기 위해, 우회로는 hts 요소 전체 표면을 덮어야만 하고 그 주변 전체를 둘러싸야만 한다. 그렇지 아니하면, 우회로로 덮히지 아니한 영역에서, 핫-스팟이 형성될 위험이 계속 존재하게 된다.

한편, 주변 전체가 분로로 덮히는 경우에는, 전류가 분로 물질 내에서 유도될 수 있다. 이렇게 유도된 전류는 바람직하지 아니한 것이며, 그 이유는 이 전류가 hts 요소의 성능을 손상시킬 수 있고 또한 hts 요소를 부분적으로 포함하는 애플리케이션을 손상시킬 수 있는 자기장과 열을 생성하기 때문이다.

벌크 hts 요소에 더하여, 박막 초전도체 요소가 알려져 있다.

일반적으로, 박막 초전도체는 초전도체 물질로 된 얇은 층이 가해지는 기층으로 구성된 와이어나 테이프이다.

과도 전류를 우회시키기 위한 벌크 구조체와 유사하게, hts 층은 분로로 덮 힐 수 있다.

유럽특허공보 EP 1 383 178은 누전시 핫-스팟이 형성되지 않는 상태에서 퀀칭을 제어할 수 있는 박막 초전도체 누전 전류 제한기에 관한 것이다.

폭이 감소하는 테이프 영역의 길이를 따라서, 소위 수축부(constriction)가 제공되며, 이는 테이프 원래의 폭 영역과 구별된다. 한쪽의 수축부에서 그리고 사이 영역에서 초전도체층의 길이와 단면을 적절히 선택함으로써, 누전 발생의 초기 단계가 진행되는 동안 수축부를 동시에 퀀칭할 수 있고, 따라서 한 영역에서만 분산된 파워가 집중되는 것을 피할 수 있다. 나아가, 수축부와 사이 영역 모두의 우회로층의 두께를 변화시킴으로써, 초기 단계에서 벌써 수축부가 분산되도록 저항이 조절될 수 있고, 반면 사이 영역은 단지 더 오랫동안 일반 전도상태가 된다.

여기에서, 분로층은 폭 전체에서 hts 층을 덮는다.

비슷하게, 일본특허공보 JP 5022855는 일반적인 방법으로 초전도체 범위를 따라 단면이 감소된 여러 영역을 제공하는 것을 제시하고 있다. 누전 전류가 발생하는 경우, 단면이 감소된 이러한 영역은 누전의 초기 단계에서 벌써 동시에 퀀칭을 하고, 그 결과 과도 전류를 제한한다. 누전이 일어나는 동안, 단면이 감소된 상기 영역에서 생성되는 열은 사이 영역으로 확장되고, 이 영역을 균일하게 퀀칭하는 것을 촉진한다. 분로는 전혀 나타나지 않는다.

또한 독일특허공보 DE 100 14 197은 박막 초전도체 누전 전류 제한기와 균일한 퀀칭을 촉진하는 것에 관한 것이다. 다시, 초전도체 층의 표면 전체에, 인공적인 취약 지점이 분포되어 있다. 이러한 취약 지점은 층의 두께를 줄이거나 예를 들 어 불순물로 도핑하여 임계 전류 밀도를 줄임으로써 생성될 수 있다.

과도 전류를 우회시킴으로써, 그리고 생성되는 열을 확장시키는 것을 촉진하기 위해, 테이프 표면 전체가 분로 물질로 덮혀 있다.

이러한 특허문서들에서는, 벌크 hts 요소의 표면 전체를 덮는 분로와 관련된 문제가 전혀 다루어지지 않고 있다.

본 발명의 목적은 제어되지 않는 상태로 핫-스팟이 형성되는 것과 비균질적인 영역에서 벌크 초전도체 요소의 국부적인 단선을 피하는 것을 그 목적으로 한다.

특히, 본 발명의 목적은 분로로 hts 요소의 표면 전체를 덮을 필요없이 핫-스팟이 형성되는 것으로부터 보호되는 다수의 애플리케이션에 적합한 벌크 hts 요소를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 두께가 감소된 하나 이상의 영역이 제공되는 고온 초전도체로서, 두께가 감소된 하나 이상의 영역 내에 전기 분로가 제공되는 고온 초전도체에 의해 해결된다.

두께가 감소된 상기 영역은 보통 고온 초전도체 요소의 표면 내의 오목한 부분이다. 이 오목부는 바람직하게 hts 요소의 표면에서 적어도 부분적으로 뻗어나가는 직선 형태를 가지고 있다.

본 발명은 세라믹과 같은 유형의 벌크 고온 초전도체에 대해 매우 유용하다. 이러한 벌크 세라믹은 예를 들어 등압 성형(isostatic compression)과 같이 압축에 의해서 또는 용융 주조 공정에 의해 얻을 수 있다.

벌크 요소는 큰 덩어리를 이루고 있고, 고온 초전도체 요소의 단면은 완전히 고온 초전도체 물질로 채워진다. 그러나, 고온 초전도체 요소는, 또한 중공일 수 있다. 즉 요소의 단면이 고온 초전도체 물질에 의해 둘러싸인 자유 표면을 갖는다. 본 발명의 견지에서, 큰 덩어리로 된 고온 초전도체 요소 및 중공 고온 초전도체 요소 모두 사용될 수 있고, 바람직한 실시예로서는 튜브 또는 막대로 구성될 수 있다. 적절한 고온 초전도체 요소의 예는 예를 들어 특허공보 WO 00/08657에서 찾을 수 있고, 이 특허공보를 여기에서 참고할 수 있다.

본 발명에 대해, 모든 세라믹 산화물 고온 초전도체가 사용될 수 있다. 바람직하게, 세라믹 산화물 고온 초전도체는 비스무트계, 탈륨계, 이트륨계, 수은계 세라믹 산화물 초전도체로 구성된 그룹에서 선택될 수 있다. 일반적인 예들은 Bi-Ae-Cu-O, (Bi, Pb)-Ae-Cu-O, (Y, Re)-Ae-Cu-O, 또는 (Ti, Pb)-Ae, Y)-Cu-O 또는 Hg-Ae-Cu-O에 기초하는 세라믹 산화물 고온 초전도체를 포함한다. 상기 식에서, Ae는 적어도 하나의 알칼리 토류 성분, 특히 Ba, Ca, 및/또는 Sr을 의미한다.

Re는 희토 산화물 성분을, 구체적으로는 Y를 의미하거나 요소 Y, La, Lu, Sc, Se, Nd, 또는 Yw 중 둘 이상을 조합한 것을 의미한다.

특히, 적절한 세라믹 산화물 고온 초전도체는 참조부호 BSCCO-2212, BSCCO-2223로 알려진 것들이며, 여기에서 수치 조합 2212 및 2223은 성분 Bi, Sr, Ca, 및 Cu의 화학량론적인 비율을 나타내고, 특히, 여기에서 Bi의 일부는 Pb로 대체되고; 또한 상기 고온 초전도체는 참조부호 YBCO-123 및 YBCO-211로 알려진 것들이며, 여기에서 수치 조합 123 및 211은 성분 Y, Ba, Cu의 화학량론적인 비율을 의미한다.

본 발명의 구성에 의하면, 핫-스팟이 형성되는 것을 방지할 수 있고 또한 비균질적인 영역에서 벌크 초전도체 요소가 국부적으로 단선되는 것을 피할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 다이어그램은 초전도체 물질의 초전도 상태에서의 전류 밀도, 온도, 및 자기장의 상호 의존관계를 나타낸다. 만일 임계 전류 Ic와 임계 온도 Tc와 자기장 Bc 중 하나 이상을 초과하면, 초전도체 물질은 저항이 생겨서 일반적인 전도 상태로 전환된다.

"임계 J-B-T 표면"은 외부 경계조건을 나타내며, 이 외부 경계조건 밖에서는 물질이 초전도 상태에 있지 아니한다. 결과적으로, 임계 J-B-T 표면이 둘러싸는 체적은 초전도 물질에 대한 초전도 영역을 나타낸다.

도 2 내지 도 4에, 단선을 초래하는 핫-스팟의 생성 과정이 도시되어 있다.

도 2는 비균질부(2) 영역(즉 핫-스팟)을 갖는 플레이트형 고온 초전도체(1)를 나타내고 있으며, 전류의 분포와 전류의 흐름은 유선(3)에 의해 개략적으로 표시되고, 전류 흐름의 방향은 화살표로 표시되어 있다. 도 2에서 볼 수 있듯이, 특히 도 2의 판에 대한 수직 단면인 도 3에서 볼 수 있듯이, 비균질부(2) 위 아래 영역(4)에서 유선(3)의 밀도가 증가되고, 따라서 상기 영역(4)이 더 가열된다. 이러한 도면에서, 상기 더 가열되는 영역(4)은 비균질부(2) 위 아래에 음영 영역으로 표시된다. 도 4에서, 가열이 더 진행되어 이미 균일이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.

도 5 내지 도 8에, 비균질부를 갖는 영역 내에서 물질이 손상되는 것을 피하기 위한 본 발명의 원리가 개략적으로 도시되어 있다.

도 5에 도시된 것처럼, 플레이트형 고온 초전도체 요소(1)는 벽 두께를 줄임으로써 국부적으로 얇아져 있다. 벽 두께를 줄이기 위해, 오목부가 물질의 표면에 제공되고, 이는 줄무늬 또는 선과 같은 형태로 될 수 있다.

영역 내의 현저하게 줄어든 벽 두께 d1으로 인해, 이에 대응하여 오목부 하부의 유선(3)의 밀도가 증가된다. 결과적으로, 과도 전류가 발생시, 고온 초전도체 요소는 벽 두께가 감소된 영역에서 퀀칭을 시작하게 될 것이다.

줄어든 벽 두께 d1과 비교하여, 벽 두께 d2를 갖는 영역 내의 모든 비균질부는 더 이상 초기 퀀칭 즉, 핫-스팟 형성에 대하여 효과가 없다.

예를 들어 본관의 단락(short)에 의해 일어나는 과도 전류가 발생하는 경우, 벽 두께가 감소된 영역은 가열될 것이고, 따라서 이러한 벽 두께가 줄어든 영역은 hts 요소 내에 미리 정해진 취약 지점을 형성한다.

균열이 형성될 때까지 과도하게 가열되는 것을 피하여 물질이 파괴되는 것을 막기 위해, 본 발명에 따르면, 전기 우회로로서 분로를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 7에 도시된 것처럼 우회로로서 충분한 저항을 갖는 물질의 분로가 오목부 내에 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, 분로는 와이어로 구성될 수 있다.

이하, 본 발명의 작동 모드가 도 7 및 도 8을 참고하여 설명된다.

도 7에 나타나 있는 것처럼, 비교적 낮은 전류에서, 유선의 밀도는 분로 물질 아래에서 증가되며, 그 결과 이 영역에서 가열이 일어난다. 더 가열되면, 즉, 초전도 단면이 감소되면, 전류는 분로 물질 내로 정류되고, 고온 초전도체 물질은 열이 더 증가하는 것에 대하여 보호되고, 따라서 결국 모든 손상에 대해 보호된다(도 8).

전류 흐름이 증가된 경우에 똑같이 적용된다.

원칙적으로, 본 발명은 모든 형태의 벌크 초전도체 요소에 적용될 수 있고, 특정 기하학적 형태에 제한되지 않는다.

설명을 위해, 초전도체 요소가 튜브로 되어 있는 도 9 및 도 10을 참고할 수 있다.

튜브의 외부면에, 다수의 직선형 오목부(5)가 튜브의 외주를 둘러싸고 제공된다. 여기에서, 튜브의 한쪽 단부로부터 반대편 단부로 튜브의 길이방향 축을 따라 라인이 형성되어 있다.

분로 물질은 오목부(5) 내에 채워져 있고, 바람직하게는 아래와 같이 예를 들어 땜납에 의해 고정된다.

본 발명에 대해, 원칙적으로, 초전도체 요소 내의 과도 전류를 우회시키기 위해 분로로서 적합한 물질이라면 어떤 것이든 본 발명의 전기 분로를 위해 사용될 수 있다. 전기 분로용으로 적절한 물질은 일반적으로 작동되는 경우 즉, hts 물질이 초전도성일 때 hts 물질에 대하여 충분히 높은 저항을 가지고, 따라서 전류는 분로에 흐르지 않는다. 반면, 과도 전류의 경우, hts 물질이 저항을 가지게 되면, 분로 물질의 저항성은 충분히 낮아야만 하고, 따라서 전류는 분로로 우회된다.

적절한 물질에 대한 예는, 예를 들어 구리-니켈 10, 구리-니켈 20, 구리-30 과 같은 구리-니켈-합금 뿐만 아니라 예를 들어 니켈 20%와 망간 20%를 가지며 나머지는 구리와 기타 추가 금속으로 된 LV-7 과 같은 구리-니켈-망간-합금이 있다.

분로는 모든 기하학적 단면을 가질 수 있다. 예를 들면, 거의 직사각형 단면을 갖는 테이프와, 원형 또는 타원형 단면을 갖는 와이어나, 사다리꼴 단면과 같은 것들이 있다.

오목부 표면이 분로의 외부면과 잘 접촉할 수 있도록, 기하학적 조건이 서로 맞추어져야 한다.

예를 들어 적절한 땜납법을 이용하면 분로와 고온 초전도체 물질 사이에서 전기 접촉이 잘 이루어질 수 있다. 이를 위해, 제1 단계에서, 금속으로 피복된 표면이 두께가 감소된 영역 내에 생성된다. 표면을 금속으로 피복하는 것은 예를 들어 스프레이, 브러시질, 담금, 또는 이와 유사한 방법에 의해 상기 영역 내에서 적절한 금속, 예를 들어, 은으로 코팅함으로써 이루어질 수 있다.

금속으로 피복하는 것에 이어서 상기 영역 내에서 낮은 접촉 저항을 얻기 위해서, 금속은 열 가공에 의해 고온 물질 내로 연소된다.

예를 들어, BSCCO-2212의 경우, 약 850℃로 연소가 수행될 수 있다. 명백하게, 온도와 같이 연소 단계를 위한 특정 조건은 물질에 따라 달라질 수 있지만, 적절한 조건을 선택하는 것은 일반적인 과정으로 이루어질 수 있다.

유선(3)에 의해 표시된 것처럼 hts 물질을 통과하는 전류의 흐름 방향에 대한 분로의 방향에 있어서는 아무런 제한이 없다. 예를 들어, 도 9 및 도 10의 튜브를 참고하면, 전류 흐름의 방향이 튜브의 길이방향 축과 평행하면, 분로가 통과하는 방향은 예를 들어 평행할 수도 있고 수직할 수도 있으며 유선 쪽 방향에 대하여 기울어져 있을 수도 있다. 분로의 위치와 통로와 관련하여, 전류 흐름이 hts 튜브를 반경방향으로 통과하는 경우에도 똑같이 적용된다.

오목부의 수와 정도는 필요에 따라 선택될 수 있다. 바람직하게, 오목부는 분로로 덮혀 있지 않은 영역 내에서 원치 않는 핫-스팟이 형성되는 것을 막는데 충분하게 떨어진 상태로 hts 요소의 표면 전체에 분포되어 있다.

단면의 감소량(즉, 오목부의 깊이)을 결정하기 위해, 줄어든 단면 영역은 미리 정해진 취약 지점의 기능을 한다는 점에 유의해야 한다. 결과적으로, 단면의 감소량은 각각의 요소 내에 존재하는 비균질부를 상쇄하기 위해 선택되고, 물질의 비균질부를 고려하여 모든 요소에 대해 개별적으로 결정되어야 한다.

예를 들어, 여기에 기재된 실시예에서, 단면은 약 25 내지 30% 감소되었다.

분로로 덮힌 영역과 분포상태를 결정하기 위해, 정류 전류에 의해 유발되는 분로 물질의 가열 정도를 고려하여야 한다.

즉, 덮혀 있는 영역과 분포상태는 가열을 제어하기 위해, 특히 분로 물질 및/또는 땜납을 녹이는 것을 피하기 위해 충분하여야 한다.

상술한 원리를 고려하면, 분로로 덮혀 있는 영역과 분포상태 뿐만 아니라 단면을 충분히 줄이는 것을 선택하는 것이 각각의 요소에 대해 쉽게 수행될 수 있다.

본 발명에 대한 또 다른 실시예가 도 11에 도시되어 있다.

상기에 언급한 전기 분로(6)에 더하여 이 실시예에 따르면, 전기 분로(6)에 연결된 추가 분로(7)가 제공될 수 있다. 이 추가 분로(7)는 열 전도성이 좋은 물질로 제조되어 있다("열 분로"라고 부름). 이러한 추가 열 분로를 제공함으로써, 열을 제거하는 것이 촉진된다.

열 분로에 적합한 열 전도성을 갖는 물질에 대한 예는, 구리, 알루미늄, 또는 비슷한 열 전도성을 갖는 물질이면 모두 가능하다.

도 11에 도시된 것처럼, hts-요소(1)에, 여기에서는 BSCCO-2212로 만들어진 튜브에, 외주면 전체 주위에 오목부(5)가 제공된다. 오목부(5)는 전기 분로(6)로 채워지고, 이 전기 분로(6)에 열 분로(7)가 제공된다.

고리 모양으로 된 상기 전기 분로(6)를 길이방향으로 형성시키는 것은 튜브(1)의 전체 길이와 비교할 때 약간일 뿐이므로, 유도되는 원형 전류의 영향을 무시할 수 있다.

추가로 보강 수단(8)이 도시되어 있고, 이 보강 수단은 hts 요소의 기계적 안정화를 위해 튜브형 hts 요소(1)의 외부면을 둘러싸면서 제공된다. 이러한 보강 수단 및 물질은 일반적으로 기술분야에 널리 알려져 있다. 예를 들어, 도 11의 실시예에서와 같이, 보강 수단(8)은 예를 들어 유리 강화 탄소로 제조된 강화 튜브일 수 있다.

도 11에 도시된 것처럼, 열 분로(7)의 표면은 열을 더 잘 제거하기 위해 강화된 표면 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, 표면 영역을 강화하기 위해, 갈라진 틈들(rip) 또는 이와 유사한 것이 제공될 수 있다.

본 발명은 전류 흐름의 유선을 전기 우회로 내로 정류시킴으로써 원치 않는 핫-스팟이 형성되는 것을 방지하는 hts 요소에 관한 것으로서, hts 요소의 벽 두께의 구배(gradient)에 의해 정류량이 제어된다.

본 발명의 고온 초전도체 요소는 hts 변압기, 권선, 자석, 전류 제한기 또는 전기 리드선을 생성할 때처럼 광범위한 분야에서 적절히 사용될 수 있다.

도 1은 T, B, J 축을 갖는 상태 다이어그램 내의 표면을 그래프로 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 4는 플레이트형 고온 초전도체 내에서 핫-스팟이 형성되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5 내지 도 6은 미리 정해진 취약 지점을 갖는 플레이트형 고온 초전도체를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따라 플레이트형 고온 초전도체를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 8은 도 7에 따라 고온 초전도체 요소 내의 전류 밀도의 분포를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 대한 추가 실시예를 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

[도면의 주요부호에 대한 설명]

1. hts 요소

2. 비균질부

3. 유선

4. 가열 영역

5. 오목부

6. 전기 분로

7. 열 분로

8. 보강 물질

9. 표면 강화 수단

Claims (11)

1. 벌크 요소로 되어 있는 고온 초전도체 요소에 있어서,

   상기 고온 초전도체 요소(1)의 표면에 미리 정해진 취약 지점을 형성하기 위해 벽 두께가 감소된 하나 이상의 영역이 제공되고, 전기 분로(6)가 벽 두께가 감소된 영역 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
2. 제1항에 있어서,

   상기 벽 두께가 감소된 하나 이상의 영역은 상기 고온 초전도체 요소(1) 표면 내의 오목부(5)인 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   다수의 오목부(5)가 상기 고온 초전도체 요소(1)의 표면 전체에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   하나 이상의 오목부(5)는 직선형, 원형, 타원형, 또는 덮힌 상태로 뻗어나가는 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 전기 분로(6)는 열 분로(7)로 덮혀 있는 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
6. 제5항에 있어서,

   상기 열 분로(7)의 표면에 이 표면 영역을 강화하는 강화 수단(9)이 제공되는 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
7. 제6항에 있어서,

   상기 열 분로(7)의 표면 영역을 강화하는 강화 수단(9)은 갈라진 틈들인 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 고온 초전도체 요소(1)는 튜브 또는 막대인 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 고온 초전도체 요소는 압축에 의해서 또는 용융-주조 공정에 의해 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    하나 이상의 오목부(5)는 상기 고온 초전도체(1)의 외주면을 따라 뻗어나가는 것을 특징으로 하는 고온 초전도체 요소.
11. 전기요소를 제조하는 방법으로서,

    - 고온 초전도체 변압기, 권선, 자석, 전류 제한기, 또는 전기 리드선을 형성하는 단계; 및

    - 제1항에 따른 고온 초전도체 요소를 사용하여, 상기 고온 초전도체 변압기, 권선, 자석, 전류 제한기, 또는 전기 리드선의 내부에 하나 이상의 고온 초전도체 요소를 형성하는 단계;를 포함하는 전기요소를 제조하는 방법.

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