Устройство для эвакуации энергии из обмоток магнитных систем

Устройство для эвакуации энергии из обмоток магнитных систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

3249 (») 66

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Веюв Веветскик

Сациалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 52б22б (22) Заявлено 11.05.77 (21) 2483086/24-07 (51) М. К, Н 02Н 7/00

Н 01F 7/22 с присоединением заявки №вЂ”

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

СССР пе делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 15.08.82 (53) УДК 621.316.9 (088.8) (72) Авторы изобретения H Г. Анищенко, В. А. Образцов, И, А. Хорев и Ю. А. Шишов (71) Заявители Объединенный институт ядерных исследований и Ленинградское производственное электротехническое объединение «Электросила» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Э ВАКУАЦИ И ЭНЕРГИИ

ИЗ ОБМОТОК МАГНИТНЫХ СИСТЕМ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для защиты обмоток крупных магнитных систем, в том числе сверхпроводящих, в которых накапливается значительная энер- 5 гия. .!

По основному авт, св, ¹ 52б22б известно устройство для эвакуации энергии из обмоток магнитных систем, в том числе сверхпроводящих, содержащее быстродействую- 10 щий выключатель с подсоединенной параллельно ему дисковой дугогасительной решеткой, шунтированной проходящим сквозь все диски решетки II;IBBKH элементом. Для повышения надежности и расши- )5 рения функциональных возможностей устройства плавкий элемент выполнен в виде по крайней мере двух плавких проволок, каждая из которых соединена через коммутатор с крайними дисками и изолирована 20 от остальных. Такое устройство позволяет производить многократную эвакуацию энергии на одну и ту же решетку без остановки для смены плавкой проволоки.

Однако все режимы эвакуации осущест- 25 вляются при одном и том же напряжении, т. е. при одинаковой скорости снижения тока (и соответственно магнитного поля) в обмотке магнитной системы. Это связано с тем, что при ка кдом ре>киме эвакуации ЗО электрическая дуга зажигается всегда во всех промежутках решетки, которые шунтированы плавкими проволоками одинаковой длины, проходящими сквозь все диски.

В то же время аварийные ситуации в магнитных системах можно сгруппировать в несколько различных видов, для каждого из которых можно выбрать свою оптимальную скорость вывода энергии. Особенноэто относится к сверхпроводящим магнитным системам, оптимальная скорость вывода энергии из которых выбирается исходя из ряда противоречивых условий. Например, аварии, связанные с поломкой сверхпроводника и появлением электрической дуги в обмотке, требуют как можно большей скорости эвакуации энергии, т. е. ее требуется вести при максимально возможном напряжении эвакуации, ограниченном, например, только электрической прочностью изоляции системы. В этих случаях в процессе поглощения энергии должны участвовать все диски решетки. Другие виды аварийных ситуаций со сверхпроводящими магнитными системами (быстрая потеря вакуума в гелиевых криостатах, резкое снижение уровня жидкого гелия и т. п.) допускают аварийную эвакуацию при меньших, чем в первом случае, скоростях, причем такой режим являстся более оптимальным, так как боле

1 к

3 медленная эвакуация приводит к меньшим тепловыделениям как в самой обмотке (потери на вихревые токи в нормальном металле комбинированного сверхпроводящего кабеля), так и в металлических элементах конструкции системы (обечайках криостата и т. п.), имеющих температуру 4,2 К и индуктивно связанных с основной обмоткой.

Указанное устройство с несколькими плавкими проволоками одинаковой длины, проходящими сквозь все диски решетки, не позволяет выбирать необходимый режим вывода энергии по величине напряжения эвакуации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены изолирующие втулки, часть плавких проволок выполнена меньшей длины, концы их подключены к коммутаторам за одним из средних дисков, который изолирован от остальных плавких проволок изолирующими втулками и электрически соединен с крайним диском, к которому непосредственно подключен коммутатор, а диски, соседние с указанным средним диском, электрически соединены друг с другом, Диски, расположенные между концами коротких проволок, выполнены большей толщины, чем другие диски решетки.

Такое выполнение устройства позволяет при помощи управляемых включающих устройств (коммутаторов) поджигать любую, наперед выбранную плавкую проволоку, инициируя электрическую дугу соответственно в определенном, наперед заданном количестве промежутков решетки, т. е. вести эвакуацию при различном, заранее рассчитанном напряжении.

На чертеже показано предлагаемое устройство многократного действия.

Устройство состоит из быстродействующего выключателя 1 и подключенной параллельно ему кольцевой дугогасительной решетки 2, сквозь отверстия в дисках 3 которой проходят несколько длинных (сквозь все диски, кроме крайнего левого) плавких проволок 4 и несколько коротких (сквозь часть дисков плавких проволок 5. Все проволоки электрически соединены с крайними дисками решетки через включающие устройства (коммутаторы) 6, от остальных дисков проволоки изолированы (например, покрыты лаком).

Один из средних дисков решетки, являющийся крайним правым для коротких проволок, тщательно изолирован от всех длинных проволок изолирующими втулками 7.

Некоторые диски соединены между собой и с общей точкой коммутаторов перемычками 8 — 10 (соответственно а — а, б — б, в — б). Все устройство включено последовательно в цепь, состоящую из источника 11 питания и магнита 12, 5

55 б0

Устройство в схеме, например, со сверхпроводящим магнитом работает следующим образом, Один из датчиков (на чертеже не показаны) аварийных ситуаций, сгруппированных, например, в две группы, подает сигнал на отключение быстродействующего выключателя 1 и одновременно на включение одного из соответствующих включающих устройств 6 в зависимости от требуемой скорости эвакуации. После отключения выключателя 1 рабочий ток от источника 11 питания к сверхпроводящему магниту 12 начинает протекать по соответствующей плавкой проволоке 4 (или 5) и сжигает ее, что инициирует электрические дуги во всех (или части) промежутках дугогасительной решетки. Начинается процесс вывода энергии из магнита 12 при автоматически выбранном напряжении эвакуации, Непосредственно после зажигания дуги соответствующее включающее устройство оказывается сразу же шунтированным благодаря перемычкам 9 или 10 (соответственно б — б или б — в). Ток через данное включающее устройство 6 больше не протекает.

Таким образом, включающие устройства могут выбираться со значительно сниженными номинальными током и рассеиваемой мощностью, поскольку они работают только кратковременно (в течение времени сгорания плавкой проволоки и зажигания дуги во всех промежутках решетки).

В качестве включающих устройств могут применяться, например, управляемые разрядники, тиристоры или другие быстродействующие коммутаторы.

При сгорании длинных проволок диск б является неработающим, т. е. электрическая дуга между ним и соседними дисками (а и а ) не загорается. Для этого применяются изолирующие втулки 7 и установлена перемычка 8 (а — а ). Такое выполнение дугогасительной решетки обеспечивает работу и коротких проволок 5, при сгорании которых электрическая дуга горит во всех промежутках между крайним левым диском и диском б. Чтобы в режимах эвакуации, начинающихся со сгорания коротких проволок, не было значительного снижения энергоемкости решетки (пропорционального обычно числу работающих медных дисков, между которыми горит дуга), диски, сквозь которые проходят короткие проволоки 5, имеют большую толщину, чем остальные.

Эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что оно заменяет две (или несколько при наборе проволок разной длины) дугогасительные решетки, имеющие разное число промежутков и соответствующие напряжения эвакуации.

663249

Формула изобретения

Техред A. Камышникова Корректор Н. Федорова

Редактор М. Кузнецова

Заказ 1186, 7 Изд. М 205 Тираж 670 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1. Устройство для эвакуации энергии из обмоток магнитных систем по авт, св, Мв 52б22б, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены изолирующие втулки, часть плавких проволок выполнена укороченной по сравнению с другими плавкими проволоками, концы укороченных плавких проволок подкл.очены к коммутаторам за одином из средних дисков, который изолирован от других плавких проволок изолирующими втулками и электрически соединен с крайним диском, к которому непосредственно подключен коммутатор, а

5 диски, соседние с указанным средним диском, электрически соединены друг с другом.

2. Устройство по и. 1, отл ич а ющее с я

10 тем, что диски, расположенные между концами коротких проволок, выполнены большей толщины, чем другие диски.