高温超导材料的发现大幅降低了超导技术应用的成本,而第二代高温超导带材的广泛商品化,将超导技术应用门槛进一步降低。虽然,横截面积相等的高温超导带材载流能力远胜于常规导体,但单根高温超导带材往往不能满足实际工程应用的载流能力需求。于是,学者研制出一系列以CORC导体(Conductor On Round Core)、TSTC导体(Twisted Stacked-Tape Conductor)、QIS导体(Quasi-Isotropic Stand)等为代表的高温超导导体,这些高温超导导体性能足以满足很多实际应用的需求。但是,研制载流能力更大、交流损耗更小的导体可为超导技术应用提供更多的可能。因为,高温超导导体的载流能力大小直接决定其能否满足实际应用需求,它的交流损耗大小则影响冷却成本甚至是系统运行安全。所以,对高温超导导体的载流性能和交流损耗特性进行研究具有重要意义。在此背景下,本文从如何提高CORC型导体载流能力的问题出发,研究了TSTC-CORC复合导体和QIS-CORC复合导体载流性能,随后又研究了各自交流损耗特性的差异;基于复合导体的研究结论,本文同时研究分析了三通道TSTC导体和三通道QIS导体的载流性能和交流损耗特性的差异。论文内容分为以下几点:1、采用实验与仿真相结合的方式,探究了不同绕制方向CORC型导体临界电流的差异。首先绕制了不同层数、不同绕制方向的CORC型导体样品,在液氮环境中进行测试;提出反向电流的概念,在有限元软件中仿真了不同绕制方向CORC型导体的临界电流差异,仿真结果和实验结果能够吻合,两者均证实CORC型导体需要通过交叉绕制的方式以获取更高的临界电流。基于研究结论成功研制出千安级CORC型导体。2、基于前述研究中不同绕制方向CORC型导体的结果,再基于TSTC-CORC复合导体和QIS导体进行拓展,最后提出QIS-CORC复合导体结构。通过在有限元软件中建立了TSTC导体、QIS导体、TSTC-CORC复合导体、QIS-CORC复合导体的二维仿真模型,探究不同的复合导体所具有的临界电流和临界电流各向异性、并排运行时临界电流的变化,以及同向绕制复合导体的交流损耗特性。研究显示:a)交叉绕制的复合导体临界电流更大;b)复合导体临界电流各向异性和中心导体有关;c)复合导体并排运行时载流性能不及原始导体;d)中心导体决定复合导体交流损耗大小,外层CORC导体层数决定复合导体交流损耗变化形式。3、基于已经研究的TSTC导体和QIS导体在临界电流、临界电流各向异性、交流损耗三个方面的差异,结合现有的三通道TSTC导体(3-channel TSTC conductor)和QIS导体,提出三通道QIS导体结构。在有限元软件中建立两种三通道导体的二维仿真模型并加以仿真。仿真结果显示三通道QIS导体临界电流各向异性低于三通道TSTC导体,且产生更少的传输损耗。表明三通道QIS导体拥有良好的载流性能与交流损耗特性,是一种具有应用潜力的新型高温超导导体。