超导线在应用于超导磁体或超导电力设备时,始终会在不同程度上处于交直流的外界磁场下,外界磁场会影响其临界电流和交流损耗等特性,尤其是垂直于超导线表面的磁场。为了减少外界磁场与温度变化对超导线电磁特性的影响,在低温超导线的制作工艺方面主要采用的是扭绞丝芯、丝换位等方法。但受限于超导线中超导带材的材料特性,目前应用中第二代高温超导带材的宽度都在4mm以上,无法灵活运用上述方法。如果可以把第二代高温超导带材宽度窄化到1mm或以下,然后进行扭绞化,就可以大幅度提高超导线电磁特性。课题围绕着外界磁场环境,对新型高温超导方形线临界电流开展系统性研究。本研究根据外场下高温超导带材临界电流测试原理,设计并搭建了分别针对平行带材与扭绞带材的临界电流测试系统,主要研究不同结构下1mm宽超导方形线在不同磁感应强度(0T-1.2T),不同角度(0°-360°)下临界电流的变化情况,并与4mm、1mm宽高温超导带相比较,分析了磁场对超导方形线临界电流的影响,并进一步研究了扭绞结构的高温超导方形线在不同磁感应强度(0T-0.25T)与不同角度(0°、45°、90°)下临界电流的变化情况。课题的研究对象是基于1mm宽度第二代高温超导细丝的方形超导线,由上海交通大学在2016年首次提出,并成功完成了1mm超导细丝的分切、堆叠、扭绞等工艺,已经具备了材料制备、临界电流和交流损耗测试等相关实验条件。课题通过实验研究,得出了高温超导方形线的临界电流特性在不同磁场环境下的变化规律。课题成果将为高温超导方形线的仿真研究提供数据基础,对方形线的产业化及其应用于电力系统设备打下铺垫。