随着科技的快速发展,用电量的增加,具有高载流能力、低损耗、体积小的超导电缆就显得尤为重要,但交流损耗会导致超导电缆中产生热量进而增加制冷成本,导致超导电缆无法大规模使用。因此如何降低交流损耗,在超导电缆的研究中一直是一个重要问题。超导线材是制作电缆的关键材料,高温超导电缆的高温超导带一般是由超导线材围绕在支撑柱上组成的圆筒形结构。因此超导线材的结构也会影响到超导电缆的磁场分布,进而影响到交流损耗。新型高温超导方形线材通过将YBCO线材窄丝化与堆叠处理研制而成。方形线材相比于YBCO线材磁场分布更加趋近于圆形,可以大幅降低垂直于线材表面的磁场。但方形线超导电缆的性能仍需进一步分析,因此本文将基于仿真软件COMSOL Multiphysics建立超导体的二维有限元仿真模型,通过H方程以及E-J指数方程对仿真模型进行计算,分析其磁场分布情况,并对比其交流损耗。从方形线材入手分析YBCO线材结构对于超导电缆的交流损耗影响。本文采用由易到难的顺序进行研究,首先,使用优化后的超导仿真方法建立了三种2+4、4+2、6+0三种堆叠结构的方形线材的二维有限元仿真模型,并通过实验测量方形线材的交流损耗,将实验与仿真对比,验证仿真的正确性,并分析各线材的性能。随后对六边形YBCO超导电缆进行仿真计算,并与实验数据进行对比,分析其交流损耗特性,并验证仿真圆筒形超导体方法的正确性。最后基于前面的研究,建立六、八、十、十二边形方形线超导电缆的仿真模型进行计算,目的是分析线材数量与线材结构对于超导电缆交流损耗的影响,并对比六边形YBCO超导电缆探究超导电缆的优化方法。结果表明,通过对比分析4+2方形线材在三种线材中性能最好,6+0方形线材由于出现了劣化不使用其建立超导电缆的仿真模型;六边形YBCO超导电缆的仿真模型结果可靠,且圆筒形结构有助于降低交流损耗。当方形线超导电缆传输较高电流时4+2方形线超导电缆的交流损耗更低且载流能力更强,4+2方形线超导电缆与Monoblock模型的计算值基本吻合。随着超导电缆线材数量的增加,交流损耗的增幅逐渐减少;十二边形的方形线超导电缆相比于六边形YBCO超导电缆体积更小,交流损耗更低,载流能力更强。