Устройство для эвакуации энергии из обмоток магнитных систем

3249 01166 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Йоюа Советокик Социалистических Республик(088.8) 5.08.82. Бюллетеньпо делам изобретен н открытий 5) Дата опубликования описания 15.08,82(7 Образцов,итут ядерных иссектротехнич еское ОЙСТВО ДЛЯ ЭВАКУАЦИИ ЭНЕРГИИОБМОТОК МАГНИТНЫХ СИСТЕМ(54) Авторыизобретения Н, Г. Анищенко, Заявители Объединенный инпроизводственное Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для защиты обмоток крупных магнитных систем, в том числе сверхпроводящих, в которых накапливается значительная энергия. ,По основному авт, св,52 б 22 б известно устройство для эвакуации энергии из обмоток магнитных систем, в том числе сверхпроводящих, содержащее быстродействующий выключатель с подсоединенной параллельно ему дисковой дугогасительной решеткой, шунтиров анной проходящим сквозь все диски решетки плавким элементом, Для повышения надежности и расширения 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 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 осуществляются 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 каткдом режиме эвакуации А, Хорев и Ю. А. Шишовдований и Ленинградскоебъединение Электросила электрическая дуга зажигается всегда во всех промежутках решетки, которые шунтированы плавкими проволоками одинако.вой длины, проходящими сквозь все диски, 5 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 10 относится к сверхпроводящим магнитнымсистемам, оптимальная скорость вывода энергии из которых выбирается исходя из ряда противоречивых условий, Например, аварии, связанные с поломкой сверхпровод ника и появлением электрической дуги вобмотке, требуют как можно большей скорости эвакуации энергии, т. е. ее требуется вести при максимально возможном напряжении эвакуации, ограниченном, например, 20 только электрической прочностью изоляциисистемы. В этих случаях в процессе поглощения энергии должны участвовать все диски решетки. Другие виды аварийных ситуаций со сверхпроводящими магнитными 25 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 яв лястся более оптимальным, так как более3медленная эвакуация приводит к меньшимтепловыделениям как в самой обмотке (потери на вихревые токи в нормальном металле комбинированного сверхпроводящегокабеля), так и в металлических элементахконструкции системы (обечайках криостата и т. п,), имеющих температуру 4,2 К ииндуктивно 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 расширениефункциональных возможностей устройства,Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены изолирующие втулки, часть плавкихпроволок выполненаменьшей длины, концы их подключены ккоммутаторам за одним из средних дисков,который изолирован от остальных плавкихпроволок изолирующими втулками и электрически соединен с крайним диском, к которому непосредственно подключен коммутатор, а диски, соседние с указанным средним диском, электрически соединены другс другом,Диски, расположенные между концамикоротких проволок, выполнены большейтолщины, чем другие диски решетки,Такое выполнение устройства позволяетпри помощи управляемых включающихустройств (коммутаторов) поджигать любую, наперед выбранную плавкую проволоку, инициируя электрическую дугу соответственно в определенном, наперед заданномколичестве 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 дугогасительнойрешетки 2, сквозь отверстия в дисках 3 которой проходят несколько длинных (сквозьвсе диски, кроме крайнего левого) плавкихпроволок 4 и несколько коротких (сквозьчасть дисков плавких проволок 5. Всепроволоки электрически соединены скрайними 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 собойи с общей точкой коммутаторов перемычками 8 - 10 (соответственно а - а, б - б,в - б). Все устройство включено последовательно в цепь, состоящую из источника 11питания и магнита 12,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б 0 65 Устройство в схеме, например, со сверхпроводящим магнитом работает следующимобразом,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 А. Камышникова Корректор Н. Федорова Редактор М. Кузнецова Заказ 1166/7 Изд. Ме 205 Тираж 670 ПодписноеНПО с;Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 1. Устройство для эвакуации энергии из обмоток магнитных систем по авт, св, Мв 52 б 22 б, 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 одним 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, отличающееся 10 тем, что диски, расположенные между концами коротких проволок, выполнены большей толщины, чем другие диски.