超导限流器是柔性直流电网必不可少的电力设备之一。高温超导带材作为超导限流器的核心组成部分,其冲击及恢复特性直接影响了超导限流器的限流和快速自恢复性能。研究高温超导带材的直流冲击及恢复特性与能量耗散特性,可为超导限流器在直流系统工程应用中串并拓扑参数设计提供参考依据,对超导限流器的运行稳定性有重大意义。本文通过理论分析、实验和仿真相结合,对高温超导带材的直流冲击及恢复特性与能量耗散特性展开了研究。首先结合高温超导基本理论分析了高温超导带材在承受直流冲击后的失超及恢复过程中电、磁、热参量相互作用的非线性动态变化规律,确立了实验宏观表征与仿真微观分析相结合的方法研究高温超导带材的直流冲击及恢复特性与能量耗散特性,并基于超导体临界态模型推导得到了描述高温超导带材电-磁-热耦合关联关系的E-J-B-T本构方程。其次根据高温超导带材冲击及恢复实验原理,设计并搭建了实验平台,通过对冲击及恢复实验结果的分析,对高温超导带材的直流冲击及恢复特性进行了宏观整体描述。失超电阻的变化总是滞后于冲击电流的变化,电流上升到带材临界电流后失超电阻开始增加,电流达到幅值开始下降后失超电阻上升速率减小直至达到最大值,其后以明显高于上升速率的下降速率快速减小至0。温度的变化是热量积累的体现,测量带材表面不锈钢层的温度判据标定的恢复时间ts始终滞后于直接测量带材超导层的电压判据。最后基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,建立了高温超导带材的电-磁-热耦合模型,通过磁场约束电流密度和限定电场E取值上下限的方法提高了模型收敛性,针对各层材料电流分布情况分别划分网格从而极大地减小了计算量。仿真获得了高温超导带材内部磁通密度、电流密度、电阻率、发热功率、温度和热通量等电、磁、热参量的动态分布,通过分析其变化规律及形成原因,结合实验所得结论,系统研究了高温超导带材的冲击及恢复特性,揭示了其能量耗散特性。