接头结构对高温超导带材的实用化起着至关重要的作用,其电磁与力学性能关系到整个超导电力装置的稳定运行,如何制造出电磁性能良好的接头对于超导电力装置的稳定运行十分重要,对超导接头传输特性的研究一直是该领域理论与工程应用中关注的基础性课题。目前的实验研究大多是从制作、焊接的角度分析,致力于提高超导接头的电学和力学性能,不断优化以减小接头所带来的电阻和强度缺陷,而针对接头结构电磁行为的有限元分析,可以明确接头内部电流及交流损耗的分布情况,为超导接头在涂层导体中的应用奠定理论基础。本文主要针对YBCO涂层导体的搭接接头展开研究,对其在自场传输交变电流时的电磁行为进行了仿真分析。首先,基于Maxwell方程,结合研究超导体常用的EJ幂次律,对描述超导体电磁行为的控制方程进行了推导,并采用H法对其求解;然后利用COMSOL仿真软件建立YBCO高温超导带材的二维模型,分析其在自场下传输交变电流时的磁场强度、电流密度等物理量的分布规律,进而计算了超导带材在自场传输下的交流损耗;最后针对高温超导带材搭接接头在自场传输交流电时的交流损耗研究建立三维仿真模型,围绕超导接头搭接长度以及传输电流的频率对各场量的影响展开分析,对接头以及接头结构内部超导层和焊接层的磁场分布、电流分布、交流损耗分布展开分析。研究结果表明,随着超导接头承载的交变电流频率增大,其产生的自场交流损耗也会增大,并且自场损耗的增长比与频率的增长比基本一致。此外还发现,通过增加接头的搭接长度尺寸可以起到减小接头交流损耗的作用。经过对磁场强度及电流密度分布规律的分析,发现超导接头在传输交变电流时主要通过超导层传输且在超导层内具有较强的边缘效应:沿长度方向的边缘区域密度较大,中间区域的密度相对很小,随着传输的交流电幅值增大,主要的电流传输区域从超导层边缘向超导体中心扩散。