Способ диагностики нормальной фазы в обмотке импульсного сверхпроводящего магнита

. СТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР ИСАБИЕ ИЗОБРЕТ1 ОРСКОМУ СВИДЕ 1 ЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ НОРМАЛЬНОЙФАЗЫ В ОБМОТКЕ ИМПУЛЬСНОГО СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО. МАГНИТА(57) Изобретение мажет бь 1 ть использовано дпядиагностики сверхпроводящих магнитных систем.Способ диагностики нормальной фазы в обмоткеимпульсного сверхпроводящего магниты (ИСПМС)осуществляют следующим образом. Компенсируютреактивное напряжение, поступающее в измерительобмотки ИСПМС, производя ее по критерию минимизации разницы между напряжением на обмоткеИСПМС и компенсирующим напряжением, в качестве которого может служить напряженйе с.совместной обмотки. Настроенный таким образом измеритель используют в дальнейшем при работе намаксимальных токах в ИСПМС, когда появлениенормальной фазы уже опасно дпя обмотки. Наэтапе заведения тока определяют. скорость заведения тока в ИСПМС, Полученную величину используют во время защитного выведения энергии после срабатывания защиты для отсчета интервала времени от начала выведения тока, через который необходимо изменять скомпенсированное напряжение. Определение момента срабатывания защиты ИСПМС при появлении нормальной фазы проводят для фиксации начала выведения энергии иа обмотки. Измеряют скость защитного выведения тока иэ обмотки ИСПМС после срабатывания защиты. Рассчитывают остаточное сопротивление обмотки после вывода энергии по формуле Й =ц /Ьст ,где тт - величина напряжения,ОСТ ИЗМ НЗМизмеренного в определенный момент, 1 - скорость заведения тока до срабатывания защиты, г - пав стоянная времени защитного вывода энергии из ИСПМС. Зная величину остаточного сопротивления, можно оценить нагрев сверхпроводника за время осуществления нормальной фазы и, при необходи - мости, объективно скорректировать в ту или иную сторону порог срабатывания защиты или постоян ную времени вывода тока, что позволяет достичь наибольшей эффективности работы схемы защиты, увеличить ресурс работы магнитной системы. т ил, 1464697Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено длядиагностики сверхпроводящих магнитныхсистем.Цель изобретения - расширение. функциональных возможностей способа путемобеспечения возможности нормальной фазы в процессе защитного выведения тока,Диагностика нормальной фазы в процессе защитного выведения тока позволяетоценить правильность выбранных защитных мероприятий. Известные же способыдиагностики не обеспечивают определениянормальной фазы на этом этапе ввиду значительной скорости изменения тока,На чертеже изображены временнь 1 е диаграммы тока в обмотке сверхпроводящегомагнита (а) и измеряемого напряжения (б),представляющего собой сумму напряжения. на обмотке и компенсирующего напряжения,Способ осуществляется следующим образом.Компенсируют реактивное напряжение, поступающее в измеритель с обмоткисверхпроводящей магнитной системы(СМС), Это делают для повышения чувствительности измерения напряжения нормальной фазы, т.к. реактивное напряжение,наблюдаемое на обмотке СМС при изменении (заведении) тока, значительно превышает активное напряжение нормальнойфазы, которое появляется при переходе части обмотки из сверхпроводящего в нормальное состояние .(например, принезапланированном. повышении температуры сверхпроводника, достижении критических параметров или из-за других причин).Компенсацию выполняют перед заведением рабочего тока в обмотку СМС на токе,изменяющемся в безопасных для СМС пределах (см. чертеж). Компенсацию проводятпо критерию минимизации разницы междунапряжением на обмотке СМС и компенсирующим напряжением, в качестве которогоможет служить напряжение с совместнойобмотки, пояса Роговского и т.д, Настроенный таким образом измеритель используютв дальнейшем при работе на максимальныхтоках в СМС, когда появление нормальнойфазы уже опасно для обмотки, На этапе заведения тока определяют скорость заведения тока в СМС, Полученную величинуиспользуют во время защитного выведенияэнергии после срабатывания защиты для отсчета интервала времени от начала выведения тока, через который необходимоизменять скомпенсированное напряжение.Скорость заведения может быть определена дифференцированием сигнала с измерительного шунта в силовой цепи СМС, с помощью калиброванного пояса Роговского,по величине реактивного напряжения на обмотке СМС либо расчетным путем, Момент5 срабатывания защиты СМС при появлениинормальной фазы определяют,цля фиксации начала выведения энергии из обмотки,Затем измеряют скорость защитного выведения тока из обмотки СМС после срабаты"О ваниа защиты, например,. по величинереактивного напряжения на обмотке, Измерение проводят для определения момента,в который необходимо измерить скомпенсированное напряжение на обмотке СМС.16 Скомпенсированное напряжение, поступающее с обмотки СМС, изменяют в момент времени то (см, чертеж). Затемрассчитывают остаточное сопротивлениеобмотки после вывода энергии20 деизмВост = - ,1 тгде Оизм - величина напряжения, измеренного в момент тс 61- скорость заведения тока до срабаты 25 вания защиты;т - постоянная времени защитного вывода энергии из СМС.Величина Вост позволяет оценить эффективность защиты,30 На ряжение измеряют в момент времени, когда скорость выведения равнаскорости заведения тока, при котором компенсировали индуктивное напряжение наобмотке магнйта до появления нормальнойЭ 5 фазы, В общем случае измеряемое напряжение ;ЪО =1 В+ (1.м - 1.э)1 п,где, 1 п - величина и скорость подъема тока;В - сопротивление участка обмотки, пе 40 решедшей в нормальное состояние;. 1.м,1 з - индуктивность обмотки магнитаи эквивалентная индуктивность, используемая для компенсации (пояс Роговского сусилителем, совместная обмотка, половина45 обмотки при использовании мостовой схемы и т.д.).Индуктивности 1 м и 1 э не являются постоянными величинами и зависят от 1 п, поэтому полная компенсация реактивного50 напряжения возможна, в принципе, на какой-то одной скорости 1 П, что и происходитпри заведении тока в обмотку. Защитныйвывод тока осуществляют путем подключения обмотки магнита к разрядному сопро 65 тивлению, т.е. по экспоненциальномузакону1(Е) = 1 оегде 1 о - ток, при котором происходит отключение;1464697 Составитель С,ШумилишскаяТехред М.Моргентал Корректор С Патрушева дактор Г.Федото Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента,13035, Москва,.Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 318 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 т- постоянная времени вывода,причем видно, что через время тост 1 о = будет выполняться условие4 тф) - 4. Именно в этот момент вновь выпол няется условие компенсации, полученное при заведении тока со скоростью Ь до появления нормальной фазы, Таким образом, измерение напряжения в момент то позволяет устранить влияние раскоменсации реактив ного напряжения, и измеряемое напряжение в этот момент определяется только активным остаточным сопротивлением обмотки, откуда можно получить его величину 15 Оизм ост1 оХ где Вост - остаточное сопротивление обмотки;Оиэм напряжение, измеренное в мо мент то.Для реализации описанного способа достаточно иметь осциллограмму с записью во времени тока, спадающего по25 Формула изобретения Способ диагностики нормальной фазы в обмотке импульсного сверхпроводящего магнита, включающий одновременное заведение тока и измерение напряжения на об мотке с одновременной компенсацией реактивной составляющей измеряемого напряжения, защитное выведение тока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей спЪсоба за 35Х указанному закону, и напряжения, скомпенсированного на стадии заведения тока (см. чертеж), Отсчитав от момента срабатывания защиты необходимый интервал времени, измеряют напряжение и рассчитывают остаточное сопротивление обмотки, Зная остаточное сопротивление. можно оценить нагрев сверхпроводника за время существования нормальной фазы и при необходимости обьективно скорректировать в ту или иную сторону порог срабатывания защиты или постоянную времени вывода тока, что позволяет достичь наибольшей эффективности работы схемы защиты, увеличить ресурс работы магнитной системы, уменьшить количество.испаряемого при выведении жидкого гелия, снизить величину высокого напряжения на магните. 56) Дубасов В,Г. и др, Защита импульсных сверхпроводящих магнитов, Препринт 6- 0370 НИИЭФА, 1978.Авторское свидетельство СССР Ь 879523, кл. 6 01 В ЗЗУ 12, 1979,счет диагностики нормальной фазы в процессе защитного выведения тока, в процессе заведения тока определяют скорость заведения тока, в процессе защитного выведения тока определяют скорость защитного выведения така, аизмерения напряжения на обмотке производят в момент равенства абсолютных значений скорости защитного выведения тока и скорости заведения тока.