Current Sharing Technology in Transmission Conductors of Cold Dielectric High Temperature Superconducting Cables Using Second-generation HTS Wires

冷绝缘高温超导电缆的导电层一般设计为多层结构以满足大电流载流特性，但伴随层数的增加，超导体上的集肤效应会引起电缆输电导体各层电流分布不均匀的问题，从而造成电缆损耗增加和传输性能下降。采用基于动态惯性权重因子的粒子群优化算法，提出了电缆导体层电流层间均流优化的设计方法。应用第2代高温超导材料钇钡铜氧涂层导体，通过建立超导电缆的等效电路模型，考虑电场、磁场等约束因素，对一根1km长，110kV／3kA等级的冷绝缘高温超导电缆进行优化设计，获得了电缆本体结构参数及输电导体层和屏蔽层的电流分布。比较优化前后层电流的结果可知，优化后超导电缆各导体层电流与平均电流相比最大不平衡率小于3．5％，各屏蔽层电流达到均布，较好地实现了电缆各导体层电流均匀分布的优化目标。最后，超导模型样缆载流特性实验也验证了优化设计方法的有效性。

The cold dielectric high temperature superconducting （CD HTS） cable has multilayer conductors. The non-uniform AC current distribution in these multilayer conductors will increase the AC loss and decrease the current transmission efficiency. So it is important to understand the current sharing among layers in order to fully exploit the performance of the HTS cable.