TWI514423B

TWI514423B - 電流導線、超導系統及製作此電流導線的方法

Info

Publication number: TWI514423B
Application number: TW101137560A
Authority: TW
Inventors: Gregory Citver; Frank Sinclair; D Jeffrey Lischer; Nandishkumar Desai
Original assignee: Varian Semiconductor Equipment
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2015-12-21
Also published as: TW201324541A; US8933335B2; WO2013056119A1; KR101643372B1; US20130092413A1; KR20140089534A; CN103918043A; CN103918043B

Description

電流導線、超導系統及製作此電流導線的方法

本發明是有關於電流導線，特別是在交流電環境下減少熱負荷轉移的電流導線及其配置。

故障電流會發生於電力傳輸和分配網絡下。故障電流的情形是因為網絡中的短路(short circuit)或電流在網絡中流通時因為一故障而造成的電流量突然上升(Surge)激增。故障的原因可能包括雷擊網絡，、和嚴重氣候氣候惡劣或折斷的樹木造成的導致傳輸電源線的倒塌或接地而所造成。當故障發生時，則會瞬間發生巨大的負載。如此一來，網絡反應於此負載而配送大量的電流(例如：過載電流)，在此情況下即為故障電流。這上升浪湧或故障電流的情形是不良的且可能會破壞網絡或破壞連接於在網絡上的裝置。特別是會燒毀與其連線的網絡或裝置，在有些情況下還會爆炸。

斷路器是一用來防止因故障電流而造成電力設備毀壞的一種系統。當感應到故障電流時，斷電器會機械式地的打開斷開電路並和破壞中斷過載電流的流通。因為斷路器通常需要3到6功率週期(Power Cycle)功率循環(高達至0.1秒)來觸發，而仍會被破壞各種網絡元件，例如傳輸線、變壓器和開關裝置等。

另外一種限制故障電流和保護電力設備被故障電流破壞的系統是超導體故障電流限制器(Superconducting Fault Current Limiter，SCFCL)系統。一般來說，超導體故障電流限制器SCFCL系統包括一超導體電路，此超導體電路在一低於臨界溫度準位T_C、一臨界磁場準位H_C和一臨界電流準位I_C的情況下，所顯示出的阻抗值趨近於零。假若這些臨界準位至少一項超出標準，則此電路被抑制(Quenched)且顯示阻抗。

在正常操作期間，SCFCL系統的超導體電路會保持在T_C、H_C和I_C等臨界準位下。在發生故障時，則會超出一或多個上述臨界準位。SCFCL系統的超導體電路會瞬間地被抑制且阻抗上升，為了保護網絡和相關設備的超載，而反過來限制了故障電流的傳輸。延遲了一段時間且故障電流被清除後，超導體電路回到正常操作期間，臨界準位狀況皆未超出，而電流可傳輸通過網絡和SCFCL系統傳輸。

SCFCL系統可操作於直流電或交流電環境下。如果SCFCL系統操作於交流電環境下，則冷卻系統會清除交流電耗損(例如：超導熱或磁滯損耗)造成的穩定電力損耗。電流導線，通常以電線的形式，使用在SCFCL系統中能量或訊號的傳輸。然而，用在SCFCL系統中的傳統電流導線操作在交流電環境下時，通常會造成大量的熱流失。如此一來，優化電流導線的形狀和配置以減少熱流失是生產廠商要考慮的重大因素。

從而，鑑於上述的情況，應該要了解的是，當電流導線操作在交流電環境下時，可能會有顯著的問題或與現有技術相關連的缺點。

本發明揭露一種具優化配置的電流導線，此電流導線用以在交流電環境下減少熱負荷轉移。在本發明之一實施例中，電流導線包括一導電材料，包括一配置，其中當一交流電應用到電流導線時，此配置用以在電流導線中減少熱負荷轉移。溫度梯度沿著電流導線的長度展現。

在本發明之一實施例中，上述至少一導電性材料及其配置包括關於焦耳熱傳導的溫度依賴特性，以減少熱負荷轉移。

在本發明之一實施例中，上述電流導線可能是由沿著電流導線長度的兩種或更多種材料所搭接而成，以減少熱負荷轉移，。

在本發明之一實施例中，上述導電材料包括一圓柱狀和一配置，此配置包括導電材料內的中空部份。在一些實施例中，中空部份包括一錐狀。在一些實施例中，中空部份可能包括一階梯形、具有兩個或更多部份的錐狀。

在本發明之一實施例中，上述電流導線是由兩個或更多獨立的電流導線沿著電流導線的長度搭接而成的積體電流導線，其中各具有一整體剖面直徑的兩個或更多獨立的電流導線近似於其他電流導線。

在本發明之一實施例中，上述配置包括一錐狀導電材料和導電性材料內的一中空部份。

在本發明之一實施例中，上述配置包括一錐狀導電材料。

在本發明之一實施例中，更包括一絕緣材料，用以覆蓋電流導線至少一部份的表面。在一些實施例中，絕緣材料連接到導電性材料至少一部份的外表面。

在本發明之一實施例中，上述電流導線用以使用於一超導體系統中。在一些實施例中，上述超導體系統包括至少一超導體故障電流限制器系統、一超導體磁鐵系統及一超導體儲存系統。

在本發明之一實施例中，上述電流導線是由兩個或更多獨立的電流導線沿著電流導線的長度搭接而成的一積體電流導線。

在本發明之一實施例中，上述電流導線於不同的交流電輸入頻率下具有不同的形狀。

在本發明之一實施例中，更包括沿著電流導線的長度的一或多個電力輸入點以及沿著電流導線的長度的一或多個電力輸出點。

在本發明之另一實施例中提供一種超導電系統。上述超導電系統包括一導電材料，包括一配置，其中當一交流電應用到電流導線時，此配置用以在電流導線中減少熱負荷轉移。溫度梯度沿著電流導線的長度展現。

在本發明之再另一實施例中提供一種製造電流導線的方法。上述製造電流導線的方法包括提供一第一電流導線。此第一電流導線包括一第一導電性材料，具有一第一中空部份，其中第一導電性材料及第一中空部份都是圓筒狀，其中第一導電性材料的直徑大於第一中空部份的直徑；提供一第二電流導線，第二電流導線包括一第二導電性材料，具有一第二中空部份，其中第二導電性材料及第二中空部份都是圓筒狀，第二導電性材料的直徑大於第二中空部份的直徑，其中第一導電材料的直徑近似相同於第二導電材料的直徑，而第一中空部份的直徑不相同於第二中空部份的直徑；以及連接各第一電流導線與第二電流導線的對應端點，以形成具有一配置的積體電流導線，當提供一交流電至積體電流導線時，則減少於積體電流導線上的熱負荷轉移，其中溫度的波動或梯度沿著電流導線的長度展現。

現在將參考如附圖所示之實施例更詳細地說明本發明。雖然以下將參考實施例來說明本發明，但是須知本發明並不侷限於此。任何所屬技術領域中具有通常知識者在研讀本發明的說明之後將明瞭額外的施行、修改以及實施例，如同其他的使用領域一樣都屬於在此所述之本發明的範圍，所以本發明可具有極大效用。

本發明的實施例提供了一種具有優化配置的電流導線，以在交流電環境下減少熱負荷轉移。

一SCFCL(Superconducting Fault Current Limiter，SCFCL)系統可能包括一與地面電性分離從地面分離的外殼，使得外殼是電隔離於的接地電位。在一些實施例中，外殼可能被接地。SCFCL系統可能包括第一端和第二端，電力性式的連接到一或多個載流線，一第一超導體電路配置於外殼內，其中第一超導體電路電性連接到SCFCL系統的第一端和第二端。

請參照圖1，圖1是依照本發明的一實施例的SCFCL系統示意圖。在本實施例中，SCFCL系統100使用電流導線如圖1所示。雖然，本實施例僅說明SCFCL系統100，但並以此不限制。本領域的具有通常知識者應了解，其他可接觸於不同溫度的電力系統包括電流導線亦可適用於此。

在本實施例中，SCFCL系統100包括一或多個相位模組110。雖然，本發明多數實施例會採用一個以上的相位模組，但基於清晰與簡潔，SCFCL系統100僅以單一相位模組110做說明。

SCFCL系統100中的相位模組110包括一外殼或槽112，其中定義一腔室(Chamber)。在一實施例中，外殼或槽112可為熱絕緣的。在其他實施例中，外殼或槽112可為電絕緣的。外殼或槽112可由多種材料所組成，例如玻璃纖維或其他絕緣材料。在其他實施例中，外殼或槽112可為導電材料製成，例如金屬(例如；不銹鋼、銅、鋁或其他金屬)。槽112的外殼可能包括一外層112a和一內層112b。絕緣介質(例如；熱及/或電絕緣介質)可能配置於外層112a和內層112b之間。

在一些實施例中，外殼或槽112可接地或不可接地。如圖1所繪示之配置中，外殼或槽112沒有接地，所以可表示為一浮動槽(Floating tank)配置。

在外殼或槽112內，有一或多個故障電流限制單元120，但基於清晰與簡潔，僅繪示一方塊。相位模組110可能包括一或多個電性的套管116。套管116的末端透過端點144和146分別耦接到傳輸網絡的電流線142a和142b。此配置使相位模組110耦接至一傳輸網絡。電流線142a和142b可以從一地方傳輸電力到另一地方(例如：電流源到電流終端使用者)的傳輸線、電源或電流分配線。

套管116包括具有內部導電材料的端點144和146連接至故障電流限制單元120的電流線。此外，外層112a使內部導電材料與外殼或槽112絕緣，因此，使外殼或槽112與端點144和146保持在不同的電位。在一些實施例中，為了連接電性的套管116中的導電材料，相位模組110包括一內部的分流電抗器118或外部的分流電抗器148兩者其中之一或兩者皆是。

多種絕緣支持體可用以絕緣各種電壓。例如外殼或槽112內的絕緣支持體132可用來隔離外殼或槽112與相位模組110的電壓。外加支持體134可用來隔離地與一平台160和其他組件。

故障電流限制單元120的溫度透過外殼或槽112內的冷卻液114以維持在一期望溫度範圍中。在一些實施例中，故障電流限制器單元120的溫度被冷卻且維持在一低溫範圍內，例如約77°K。冷卻液114包括液態氮或其他低溫流體或氣體。冷卻液114透過具有低溫氣體壓縮機117的電動冷卻系統所冷卻。也可用其他冷卻系統保持冷卻液 114在低溫環境下。

電流導線中接近端點144和146的部份位於環境溫度或室溫下，而電流導線中接近相位模組110或故障電流限制單元120的其他部份則位於低溫環境下。此環境溫差對於電流導線造成影響。大量的熱損失和其他不良影響表現在電流導線上。舉例而言，在交流電的應用中，上述效果則會加劇。

舉例而言，”表面效應”的現象也可能會產生。在交流電的應用中，電流導線表面上、表面附近或周圍的電流密度是最高的。表面效應可能是由改變交流電中的磁場而誘導出來的反對電渦流(Opposing eddy current)所造成的。

圖2是依照本發明的一實施例的一整個電流導線直徑的電流密度曲線圖。依據曲線圖200，應該了解電流導線的外部表面有更高的電流密度，而電流導線的內部則有最低的電流密度。

表層深度是衡量表面效應發生於電流導線中的深度。表層深度表示平面幾何內電流密度下降到1/e的深度，其中，e是指納氏對數(Napierian logarithms)的自然基礎(natural base)(例如：表面附近的一深度值為2.71828)。

圖3是依照本發明的一實施例的一電流導線的表層深度示意圖。如圖3所繪示之電流導線300，電流導線300的導電部份302具有沿著電流導線300且不均勻的一表層深度304。假若在一類似SCFCL100的系統中，電流導線300會暴露於不同溫度下。例如：電流導線的一部份(例如：上部301)在槽112的外面和一較高的溫度(例如：周圍溫度)，而另一部份(例如：下部303)在槽112內和一較低的溫度(例如：低溫)。在此狀況下，電流導線300的表層深度可能從上部301減少到下部303。隨著表層深度的減少，則電流流動的一有效橫截面面積會減少。

如圖3所示，電流導線300是一具有均勻直徑D的圓柱狀。當提供交流電為60Hz時，則位於上部301的表層深度(A)大於位於下部303的表層深度(a)。當提供交流電至銅製電流導線為60Hz時，則表層深度(A)在300°K時約在8到8.5微米的範圍內，而表層深度(a)在77°K時約在3微米。在較高頻率下，表層深度可能有較小的值。

由於一般大型固態電流導線的內部通常載有少量的電流，且此電流導線是非常沉重、沒有效率和不符經濟效益的。具中空的管狀電流導線可解決表層深度的問題，這類管狀電流導線的厚度是均勻的，如上所述，不容易解決不同表層深度的問題。

圖4依照本發明的一實施例中在60Hz時銅製電流導線的表層深度曲線圖。表層深度曲線圖400中，可以看出阻抗、溫度和表層深度在銅製電流導線中於60Hz時的關係。這些關係可以表示為：阻抗α溫度

表層深度α(阻抗)^1/2

焦耳熱(Joule heating，Q)，也稱為歐姆熱或阻抗熱展現於電流導線上。焦耳熱表示為電流通過電流導線釋放熱的過程。電流導線產生的熱量與電流平方乘以電流導線的電阻值成正比。此關係可以表示如下：Q α I²R

如上所述，SCFCL系統100包括一電流導線。焦耳熱透過電流導線導熱到SCFCL系統。假若SCFCL系統包括一低溫或冷卻液，焦耳熱可能會增加低溫或冷卻液的蒸發率。同時，電流導線會提供一路徑從周圍環境導熱進入冷卻液系統。如此一來，具有巨大截面的電流導線，僅有少許的焦耳熱但會加大的導熱係數。相對來說，薄電流導線(例如；具有小截面)會提供較少導熱係數，但會增加焦耳熱。因此，可透過優化電流導線的形狀或配置，以最小化電流導線的總熱負荷。

圖5A是依照本發明的一實施例中具有優化配置的電流導線示意圖。請參照圖5A，為了最小化總熱負荷，電流導線500i為優化過的形狀。在本實施例中，電流導線500i的導電部份502有表層深度504，與圖3所繪的電流導線300相似。然而，電流導線500i具有一中空部份506實質上對應於表層深度504。換句話說，電流導線500i的上部501的厚度(X1)通常可對應於如圖3所示的表層深度(A)，而電流導線500i的下部503的厚度(X2)可對應於如圖3所示的表層深度(a)。

銅製電流導線在60Hz時，上部501在溫度300°K下，而下部503在77°K下，則X約在8到8.5微米，而x大概在3微米。在本實施例中，電流導線的整個外部直徑保持不變。僅電流導線500i的中空部份506不同。在本實施例中，中空部份506是光滑的錐形形狀，實質上可對應於電流導線500i的表層深度。

具有優化形狀且較小橫截面面積的電流導線500i的橫截面的面積導致較小的熱傳導，而維持整體的焦耳熱，因為熱主要產生在電流導線500i的導電部份502的表層深度面積內。本實施例亦可以透過提供其他不同各種的優化配置來實現。

圖5B是依據本公開的另一實施例中具有優化配置的電流導線示意圖。與圖5A的電流導線500i相同，電流導線500ii有一導電部份502和一中空部份506。但與具有圓滑錐狀的中空部份506的電流導線500i不同的是，如圖5B所示，電流導線500ii有一分成多個部份的中空部份。在本實施例中，多個部份的中空部份包括第一中空部份506a、第二中空部份506b和第三中空部份506c。每個中空部份506a、506b和506c都是圓錐狀。當電流導線500ii內每個中空部份堆疊在一起時，整個中空部份可能粗略地對應到電流導線500ii的表層深度504，如此一來，可以粗略地得到與圖5A中電流導線500i的圓滑圓錐狀的中空部份506相同的功效和優點。

提供分多個部份的中空部份的提供，為透過電流導線的精簡製造以達到符合經濟效益。例如：電流導線500ii結合3個種不同的電流導線以形成一單獨積體電流導線。因為可大批的製造三種電流導線分別具有一中空部份 506a、506b或506c，且可分開或各自獨立使用，故製造費用上可大幅降低。此外，可透過各個大小、形狀和配置不同的中空部份來組裝電流導線，可得到其他額外的靈活性和客製化等好處。

如圖5B僅繪示506a、506b和506c等三個中空部份，亦可透過更多或更少數量的中空部份來組成，並不以此為限制。更多數量的電流導線的中空部份更能對應到表層深度的結果。更少數量的電流導線的中空部份可粗略對應到表層深度的結果，不過就製造來說更具有經濟效益。

圖5C是依據本公開的另一實施例中具有優化配置的電流導線示意圖。與圖5A的電流導線500i一樣，電流導線500iii有一導電部份502和一中空部份506。但與具有圓滑錐狀的中空部份506的電流導線500i不同的是，如圖5C電流導線500iii有一非錐形和圓筒狀的中空部份506。此外，電流導線500iii的導電部份502可以是錐狀，不同於電流導線500i。例如，電流導線500iii的上部501有較大的橫截面面積和厚度(X1)，相較而言，電流導線500iii的下部503有較小的橫截面面積和厚度(X2)。

在本實施例提出具有圓柱狀中空部份506和圓錐狀導電部份502，為提供易於製造且具有經濟效益的方法。

圖5D是依據本公開的另一實施例中具有優化配置的電流導線示意圖。請參照圖5D，電流導線500iv有優化形狀以最小化總熱負荷轉移。相同於圖3的電流導線300，電流導線500iv有一導電部份502和一表層深度504。然而，電流導線500iv有一實芯和一錐形的導電部份502，而不是具有中空部。例如：電流導線500iv的上部501較厚且具有直徑(D1)和電流導線500iv的下部503較厚且具有直徑(D2)，其中D1大於D2。如此一來，表層深度504大致有為一圓筒狀。換句話說，表層深度504沿著電流導線500iv保持非均勻，類似於與圖3中的電流導線300，但因為電流導線500iv的導電部份502是錐狀，電流導線500iv的表層深度504沿著電流導線500iv則會呈現均勻。此處，電流導線500iv的導電部份502可以是錐狀，用這個方式沿著電流導線500iv來保持表層深度的相對圓柱形狀。

上述實施例指出電流導線的諸多配置或電流導線的中空部份，亦可透過其他各種配置和形狀來實現，不以此為限制。例如：電流導線的中空部份以一分部份的錐狀中空部分，而不是圓柱形狀的中空部份。電流導線可為以螺旋錐狀的中空部份，透過螺釘或其他相似的組件來定義電流導線的內部形狀。電流導線也有一分段的外部形狀、一錐形配置、或兩者之組合。也可以是其他各種配置、形狀、變異的組合。

因為表層深度是電流頻率的一功能，應被理解為以計算表層深度的方式來提供各種不同的其他配置，並依照使用這些計算電流頻率以引導電流導線的設計。

在一些實施例中，沿著電流導線的長度的一或多個端點提供一或多個電子輸入。在一些實施例中，沿著電流導線的長度的一或多個端點可能提供一或多個電子輸出。以沿著電流導線的長度提供一或多個輸入及/或一或多個輸出，以提供更大的靈活度、對表層深度較佳的控制和整體熱流失的下降。

上述實施例描述導電材料是以銅為例，亦可由其他導電材料來實施。例如鋁、銀、鋼等，但不以此為限制。雖然圖5A-5D沒有描繪，使用在電流導線500i、500ii、500iii或500iv上的一或多個絕緣體或塗層。此一或多個絕緣體或塗層可能提供在電流導線的外面、裡面或組合上。在一些實施例中，一或多個絕緣體或塗層能承受低溫(例如低溫環境下)並於低溫傳導的能力。在一些實施例中，一或多個絕緣體或塗層可以是各種材料或合成物，例如：玻璃、塑膠、橡膠、環氧化合物、環氧基底合成物、鐡弗龍及空氣等，但不以此為限制。

當本發明的實施例為SCFCL系統時，也可能提供其他各種應用和實施，例如：超導磁鐵、超導能量儲存及其他超導應用或用電流導線的其他應用。

在交流電應用時，提供具優化配置的電流導線可以減少熱負荷轉移。進一步來說，電流導線配置的優化可以提供靈活、客制化、節省成本和易於製造之功效。

目前公開揭露的範圍，沒有因具體的實施例而被限制在些處。的確，目前公開揭露的各種實施例和修改，除了本文所描述的那些，從前面的描述和附圖對本領域的通常知識者來說是顯而易見的。因此，這樣的其他實施例和修改都將落入本公開的範圍內。此外，雖然本公開已經描述了本發明的上下文在特定環境中的特定實現針對特定用途的，那些在本技術領域的普通技術人員將認識到其有用性不限於此，並且本公開的可能實益在任何數目的環境中實現任何數量的目的。因此，以下列出的權利要求項應被在完整廣度觀念及目前揭露的精神上做完整的解釋。

100‧‧‧超導體故障電流限制器

110‧‧‧相位模組

112‧‧‧槽

112a‧‧‧外層

112b‧‧‧內層

114‧‧‧冷卻液

116‧‧‧套管

117‧‧‧低溫氣體壓縮機

120‧‧‧故障電流限制單元

118、148‧‧‧分流電抗器

132‧‧‧絕緣支持體

134‧‧‧外加支持體

142a、142b‧‧‧傳輸網絡電流線

144、146‧‧‧端點

160‧‧‧平台

200‧‧‧曲線圖

300、500i、500ii、500iii、500iv‧‧‧電流導線

301、501‧‧‧上部

302、502‧‧‧導電部份

303、503‧‧‧下部

304、504‧‧‧表層深度

A、a、X1、X2‧‧‧表層深度

400‧‧‧表層深度曲線圖

506、506a、506b、506c‧‧‧中空部份

為了使本揭露的內容更好理解，以附圖和數字參考元件作為參考，這些附圖不應被解釋為限制目前之揭露內容，而只是作為範例圖示。

圖1是依照本發明的一實施例的一超導體故障電流限制器(Superconducting Fault Current Limiter，SCFCL)系統示意圖。

圖2是依照本發明的一實施例的一整個電流導線直徑的電流密度曲線圖。

圖3是依照本發明的一實施例的一電流導線的表層深度示意圖。

圖4依照本發明的一實施例中在60Hz時銅製電流導線的表層深度曲線圖。

圖5A是依照本發明的一實施例中具有優化配置的電流導線示意圖。

圖5B是依據本公開的另一實施例中具有優化配置的電流導線示意圖。

圖5C是依據本公開的另一實施例中具有優化配置的電流導線示意圖。

圖5D是依據本公開的另一實施例中具有優化配置的電流導線示意圖。

300‧‧‧電流導線

301‧‧‧上部

302‧‧‧導電部份

303‧‧‧下部

304‧‧‧表層深度

Claims

一電流導線，包括：一導電材料，包括一配置，其中當一交流電應用到該電流導線時，該配置用以在該電流導線中減少熱負荷轉移，該電流導線包括用以操作於第一溫度的一第一部份以及用以操作於高於該第一溫度的第二溫度的一第二部份，其中溫度梯度沿著該電流導線的長度展現，其中該導電材料圍繞著一內部部份，於該第一部份的導電材料具有一第一厚度，該第一厚度從該第一部份的表面延伸至該內部部份的表面，於該第二部份的導電材料具有一第二厚度，該第二厚度從該第二部份的表面延伸至該內部部份的表面，且該第二厚度大於該第一厚度。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中，該導電性材料和該配置至少其中之一，包括依焦耳熱而隨溫度變化的特性和以傳導的方式來減少熱負荷轉移。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中，該電流導線由兩個或更多材料沿著該電流導線的該長度搭接而成，用以減少熱負荷轉移。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中該內部部份包括一中空部份，其中該導電性材料包括一圓筒狀且該配置包括由該導電性材料所包圍的該中空部份。
如申請專利範圍第4項所述之電流導線，該中空部份包括一圓錐狀。
如申請專利範圍第4項所述之電流導線，該中空部份包括具有兩個或更多部份的一階梯式錐狀。
如申請專利範圍第4項所述之電流導線，其中該電流導線是由兩個或更多獨立的電流導線沿著該集成電流導線的該長度搭接而成的集成電流導線，其中各具有一整體剖面直徑的該些兩個或更多獨立的電流導線近似於其他電流導線。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中該內部部份包括一中空部份，其中該優化配置包括圍繞該中空部份的一錐狀導電材料的該導電性材料。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中該優化配置包括一錐狀導電材料。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中更包括一絕緣材料，用以覆蓋該電流導線至少一部份的表面。
如申請專利範圍第10項所述之電流導線，其中該絕緣材料連接到導電性材料至少一部份的外表面。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中該電流導線用以使用於一超導體系統中。
如申請專利範圍第12項所述之電流導線，其中該超導體系統包括至少一超導體故障電流限制器系統、一超導體磁鐵系統及一超導體儲存系統。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中該電流導線是由兩個或更多獨立的電流導線沿著該集成電流導線的該長度搭接而成的一集成電流導線。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中該電流導線對應不同的交流電輸入頻率而具有有不同的形狀。
如申請專利範圍第1項所述之電流導線，其中更包括沿著該電流導線的該長度的一或多個電力輸入點以及沿著該電流導線的該長度的一或多個電力輸出點。
一種超導體系統，包括：一導電材料，包括一配置，其中當一交流電應用到該電流導線時，該配置用以在該電流導線中減少熱負荷轉移，該電流導線包括用以操作於第一溫度的一第一部份以及用以操作於高於該第一溫度的第二溫度的一第二部份，其中溫度梯度沿著該電流導線的長度展現，其中該導電材料圍繞著一內部部份，於該第一部份的導電材料具有一第一厚度，該第一厚度從該第一部份的表面延伸至該內部部份的表面，於該第二部份的導電材料具有一第二厚度，該第二厚度從該第二部份的表面延伸至該內部部份的表面，且該第二厚度大於該第一厚度。
如申請專利範圍第17項所述之超導體系統，其中該配置包括由該導電材料所圍繞的一中空部份，其中該導電材料包括一錐狀導電性材料內，其中該中空部份包括至少一圓錐狀以及具有兩個或更多部份的階梯式錐狀，而該錐狀導電材料包括至少一光滑錐度和一階梯式錐度。
如申請專利範圍第17項所述之超導體系統，其中該電流導線是由兩個或更多獨立的電流導線沿著該集成電流導線的該長度搭接而成的集成電流導線。
一製造電流導線的方法，包括：提供一第一電流導線，該第一電流導線包括：一第一導電性材料，具有一第一中空部份，其中該第一導電性材料及該第一中空部份都是圓筒狀，其中該第一導電性材料的直徑大於該第一中空部份的直徑；提供一第二電流導線，該第二電流導線包括：一第二導電性材料，具有一第二中空部份，其中該第二導電性材料及該第二中空部份都是圓筒狀，該第二導電性材料的直徑大於該第二中空部份的直徑，其中該第一導電材料的直徑近似相同於該第二導電材料的直徑，而該第一中空部份的直徑不相同於該第二中空部份的直徑；以及連接各該第一電流導線與第二電流導線的對應端點，以形成具有一配置的集成電流導線，當提供一交流電至該集成電流導線時，則減少於該集成電流導線上的熱負荷轉移，其中溫度的波動或梯度沿著該電流導線的長度展現。
如申請專利範圍第20項所述之製造電流導線的方法，更包括：提供一第三電流導線，該第三電流導線包括：一第三導電材料，具有一第三中空部份，其中該第三導電性材料和該第三中空部份都皆為圓筒狀，該第三導電性材料的直徑大於該第三中空部份的直徑，而其中該第二導電材料的直徑與近似相同於該第三導電材料的直徑，而該第三中空部份的直徑不相同於該第二中空部份的直徑；以及連接各該第三電流導線與第二電流導線的對應端，以形成具有一配置的集成電流導線，以減少熱負荷轉移。