件302与接头304之间的接触的所需持续时间在I至20秒之间。在特定实施例中，持续时间可设为在I至6秒之间。弹簧响应可经设定以允许超导体元件120恢复在电流通过SCFCL 102之前超导体状态的足够时间。这可帮助避免超导体元件的恢复的延迟，此延迟当超导体元件在有限电阻状态时，在错误条件清除后若电流通过超导体元件120可能另外发生。在这种情况下，任何通过超导体元件120的负载电流可能会引起电阻加热或延迟或阻止超导体元件转换成超导状态的其他有害的影响。
[0038]图4A至图4D进一步显示符合本发明的实施例的SCFCL系统200的操作的不同阶段。特别是图4A描绘在所谓的正常操作模式的期间使用SCFCL 200的一个实例。如图所显示，负载电流402沿着电路径116通过SCFCL 102和电磁线圈310。负载电流不足以驱使中央电磁构件302离开接头304及电路径116，因此保持不变。同时，分路电抗器104和SCFCL经配置以使得很少或没有电流通过电路径114。
[0039]图4B描绘一个在错误事件的早期阶段期间SCFCL系统200的实例，在其中过大的电流通过SCFCL 200。如上所述，SCFCL系统200经配置以在错误事件的期间藉由使用超导体元件120来限制电流。其中超导体元件120转换成对沿着电路径116的电流产生大阻抗的有限电阻状态。同时SCFCL系统200经配置以使得沿着电路径114通过分路电抗器104的错误电流414大于通过SCFCL 102的错误电流412。在一些实施例中，当在错误电流大于5k安培的错误条件的初始期间，通过SCFCL的错误电流的比例小于全部错误电流的百分之20。在一实例中，SCFCL 102可经配置为138k伏特SCFCL伴随在正常操作下的1200A的负载电流，并且可在错误期间将全部25k安培的错误电流的5k安培左右的错误电流通过SCFCL 102ο
[0040]在图4Β的实例中，错误电流414和错误电流412产生一个沿着方向416施加力度的磁场其促使中央磁性构件302离开接头304。当错误电流414和错误电流412总合足够大时，亦即当他们超过临限电流时，保护开关202使中央磁性构件302中断与接头304的接触。在可替代的实施例中，错误电流414或错误电流412的任一个，但不是两者，可经采用以中断中央磁性构件302与接头304的接触。在此配置中仅一个线圈可被缠绕和使用。
[0041]图4C描绘一个在图4A和图4B所描绘的实例之后的更进一步的局面，在其中反应于暂时产生过多电流的错误事件，在中央磁性构件302和接头304之间的接触已中断。据此，因为保护开关202电串联于SCFCL 102，故无电流通过电路径116。在图4C所描绘的实例中，因错误事件产生的错误电流已被减少，使得通过电路径116的错误电流422相较于在错误事件的早期阶段存在的错误电流412减少。因为通过电磁线圈312的已减少的错误电流，弹簧314的恢复力大于藉由电磁线圈组308产生的磁场产生的力度，导致中央磁性构件302向接头304移动。
[0042]在各种不同实施例中，如上述指出的，弹簧314的弹簧常数是使中央无性构件302在错误条件清除后通过电路径116的负载电流下降至很小的值或零的时间点后的I至20秒之后，恢复成抵接接头304。在此期间，在图4C的局面中，超导体元件120开始回到超导状态。因为无电流可以穿过超导体元件120，故由有限电阻状态转换至超导状态可更迅速地发生。
[0043]图4D描绘一个在图4A至图4C所描绘的实例之后在图4C所表示的实例后续。在此实例中，SCFCL系统200已由错误条件恢复，中央磁性构件已被带回至与接头314接触。如所显示，小的负载电流432通过电路径116，而很少或没有电流通过电路径114。
[0044]图7表示根据本实施例的例示性电流曲线，此电流曲线更进一步显示SCFCL系统的功能的操作。在图7中显示有两个分别沿着电路径116和电路径114通过的电流的示例性电流曲线702及704。在初始正常操作期间706，传导通过SCFCL 102(见图2)的电流程度相对较低，例如低于几千安培。通过分路电抗器104的电流被忽略或零。如电流曲线702所显示，在时间Tl，错误条件发生导致通过SCFCL 102的电流迅速地上升。然而，这同时引起超导体元件120转换至沿着电路径116大大增加阻抗的有限状态电阻，而导致电流曲线702的电流程度的增加有限。几千安培的最大值可能会导致在某些情况下。在错误期间708的同时，分路电抗器104经配置以产生导致相对于沿着电路径114通过的电流较大的电流程度的错误电流。
[0045]在时间T2时，电流曲线702及704所表示的总电流超过将保护开关202断开的临限值，使电流曲线702瞬间降低至零。在随后的恢复期间710，无电流流过电路径116，而如电流曲线704所显示，错误电流衰变和有限电流存留在电路径114中。在持续几秒或更多的恢复期间710中，超导体元件120经历无电流促使他们恢复成超导状态。在时间T3中，弹簧314闭合保护开关202，导致在SCFCL系统200的正常操作的后续期间712电流重新通过电路径116。在一些实施例中，保护开关202可经配置以提供完全恢复至超导体元件120的超导状态的足够时间。
[0046]需注意的是，时间T2和时间T3之间在其中保护开关保持断开的持续时间，可经设定以最佳化SCFCL系统的功率。例如，最小化在其中SCFCL 102为“离线”的时间(在离线中电路径116断开)可能是可取的。在这种情况下，例如即使所有超导体元件120的完全恢复可能平均预期需要4秒无电流负载，保护开关202可经设计以仅保持断开3秒钟。
[0047]图5描绘一种符合本发明的附加实施例的附加电流限制系统。在此实施例中，SCFCL系统500包括除了下述指出的不同外，一般如上文详述SCFCL系统200的相同构件。特别是，SCFCL系统500经安置成被称为“死槽(dead tank) ”的结构，其不包括高电压绝缘体206。死槽结构是指具有一个接地的低温恒定器502或其他冷却系统的SCFCL设备，其中高压绝缘体存在于低温恒定器内。在图1?图4的实施例的特有的一个活槽(live tank)SCFCL设计，冷却系统204不接地(而是浮接)需要高电压绝缘体206在周围空气和支撑结构。同样地，在各种实施方式中，如电磁开关保护开关或断路器装置的保护构件，可被安置成活槽或死槽结构(活槽结构显示于图2?图4D的保护开关202)。
[0048]图6显示符合进一步实施例的又另一附加电流限制系统。SCFCL系统600除了提供断路器602取代电磁开关外，包括如上述SCFCL系统200所描述的相同构件。据此，在当过多的电流开始在进入点110和离开点112之间的错误条件期间，超导体元件120转换成有限电阻状态以限制电流。若仍在电路径116的电流604超过临限值，断路器602经配置以断开电路径116。接着，在恢复期间任何负载电流606沿着电路径114传导通过分路电抗器104。在此期间超导体元件120可在没有任何电流存在的情况下恢复至超导状态，直到断路器602被重新设定。
[0049]图8描绘另一个附加的电磁开关实施例，此实施例示出了包括调节气缸和弹簧以控制接触分离的速度和恢复时间详细机构。提供一种恢复开关800，其包括与弹簧803连接在一起的调节气缸801、锁定机构802和其弹簧804，以及确定接头807的分开速度及恢复时间的预先行程调节部806。杠杆臂藉由其连接锁定机构802及真空断路器807控制电路恢复。杠杆臂808控制在Pl和P2之间的接触分开距离(参看图3)，其中接触分开距离是决定保护系统的操作电压的主要机构。保护系统800亦可以包括可变线圈配置部809，其中绕线圈的数量是用以改变电磁力。