国民经济的发展,城市建设加快,电力需求急剧增长,供电系统面临着输电走廊减少,为了解决输电“瓶颈”[1-3],提出了新的输电方式——高温超导输电技术。高温超导电缆能大容量输送电能,现已进入工程应用阶段。电力系统内一旦发生故障,高温超导电缆的暂态特性会对电力系统产生什么样的影响以及高温超导电缆失超检测等关键技术需要研究。本文在分析和总结国内外经验基础上,设计并制作了 1:1高温超导电缆实体模型,电缆的导体层和屏蔽采用YBCO高温超导带材;导体层与屏蔽层绝缘采用PPLP绝缘纸;冷却方式为内冷却,即液氮从铜骨架内循环流过以带走电缆运行中的损耗产生的热量。通过对高温超导电缆模型进行电流冲击试验,得出高温超导电缆U-I特性曲线,并计算得出电缆暂态阻抗特性。本文分析了高温超导电缆中影响阻值变化的各个因素非线性耦合关系,建立高温超导电缆的数学模型(包括电缆截面暂态温度分布),通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC里面建立高温超导电缆组件,模型中考虑了临界电流、超导体N值曲线、铜体积比热容、超导带材体积比热容、热传导系数、电缆截面温度分布等,上述因素都是温度函数;仿真分析了高温超导电缆系统发生单相接地、三相接地等各种故障情况下的各个因素变化曲线、电流分布特性、高温超导电缆阻抗特性。本文理论上分析了高温超导电缆屏蔽层电流在短路故障情况下,屏蔽层电流与导体层电流相位、幅值关系基础上,提出了针对含有屏蔽层的高温超导电缆的失超检测方法——幅值差值检测和相位差值检测。通过仿真电力系统发生各种短路故障验证了这两种检测方法的可行性。这两种检测方法优点在于快速检测和节省纵联差动保护使用的通信设备和光线通道,最大优点在于由故障相引起非故障相屏蔽层失超情况也可以检测出来。