JPH0869910A - 水冷マグネットシステム - Google Patents
水冷マグネットシステムInfo
- Publication number
- JPH0869910A JPH0869910A JP20474094A JP20474094A JPH0869910A JP H0869910 A JPH0869910 A JP H0869910A JP 20474094 A JP20474094 A JP 20474094A JP 20474094 A JP20474094 A JP 20474094A JP H0869910 A JPH0869910 A JP H0869910A
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- cooled magnet
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水冷マグネット本体と、マグネットケースす
なわち大地の間の部分的あるいは平均的な絶縁劣化を検
知し、必要に応じて電源強制しゃ断等の保護を自動的に
行うことにより安全性の高い水冷マグネットシステムを
提供することにある。 【構成】 水冷マグネット用電源あるいは同電源と水冷
マグネット本体を接続する直流送電路の任意の１点を高
電気抵抗体を介して接地し、該抵抗体を流れる電流を直
流変流器等の手段により検知し、必要に応じて電源強制
しゃ断等の保護を同電流値により行う。
なわち大地の間の部分的あるいは平均的な絶縁劣化を検
知し、必要に応じて電源強制しゃ断等の保護を自動的に
行うことにより安全性の高い水冷マグネットシステムを
提供することにある。 【構成】 水冷マグネット用電源あるいは同電源と水冷
マグネット本体を接続する直流送電路の任意の１点を高
電気抵抗体を介して接地し、該抵抗体を流れる電流を直
流変流器等の手段により検知し、必要に応じて電源強制
しゃ断等の保護を同電流値により行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流大電流を供給する
ことにより強磁場を発生させるための水冷マグネットシ
ステムに関するものである。
ことにより強磁場を発生させるための水冷マグネットシ
ステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水冷マグネットシステムは、例えば、強
い磁場により量子状態を変化、制御することによって、
新現象，新物質の発掘を行うために用いられ、一般的に
は、連続的に数10Ｔ（テスラ）の強磁場を発生させるた
めに、超電導マグネットと同心円上に組合せて使用され
ることが多い。以下、図２を用いて水冷マグネットシス
テムの概要、構成を説明する。同図において１は水冷マ
グネット本体、２はそれを収容するためのマグネットケ
ース、３は該マグネット本体１を冷却するための冷却
水、４は同冷却水３を冷却，供給，循環させるための冷
却水設備、５は上記マグネット本体１に直流電流を供給
するための電源装置である。次にこれらの機能につき簡
単に説明を加える。１の水冷マグネット本体は、常電導
導体に数10ｋＡの直流電流を通電することにより数10Ｔ
の磁場を発生させるためのものであり、数10ｋＡという
大電流のためにかなりの発熱を伴う。また高磁場大電流
という環境下のために多大な電磁力が作用する。これら
の理由により、アルミナ分散強化銅等の熱伝導が良好で
かつ高強度を有する銅合金で構成され、マグネット本体
１とマグネットケース２の間の空間を循環する冷却水３
により冷却される。また５の電源装置は、受電した交流
電流をサイリスタ変換器等の整流器により交直変換し水
冷マグネット本体１に大電力直流電流を供給するもので
ある。
い磁場により量子状態を変化、制御することによって、
新現象，新物質の発掘を行うために用いられ、一般的に
は、連続的に数10Ｔ（テスラ）の強磁場を発生させるた
めに、超電導マグネットと同心円上に組合せて使用され
ることが多い。以下、図２を用いて水冷マグネットシス
テムの概要、構成を説明する。同図において１は水冷マ
グネット本体、２はそれを収容するためのマグネットケ
ース、３は該マグネット本体１を冷却するための冷却
水、４は同冷却水３を冷却，供給，循環させるための冷
却水設備、５は上記マグネット本体１に直流電流を供給
するための電源装置である。次にこれらの機能につき簡
単に説明を加える。１の水冷マグネット本体は、常電導
導体に数10ｋＡの直流電流を通電することにより数10Ｔ
の磁場を発生させるためのものであり、数10ｋＡという
大電流のためにかなりの発熱を伴う。また高磁場大電流
という環境下のために多大な電磁力が作用する。これら
の理由により、アルミナ分散強化銅等の熱伝導が良好で
かつ高強度を有する銅合金で構成され、マグネット本体
１とマグネットケース２の間の空間を循環する冷却水３
により冷却される。また５の電源装置は、受電した交流
電流をサイリスタ変換器等の整流器により交直変換し水
冷マグネット本体１に大電力直流電流を供給するもので
ある。
【０００３】なお、上記水冷マグネット本体１と電源装
置５及びそれを接続する直流送電路６により構成される
閉回路は、一般に、漏電，感電，火災，電力損失等を防
止する観点より、大地から絶縁されている、いわゆる非
接地系の回路が採用されており、またマグネットケース
３は、同じく危険防止のため、大地への接地が施されて
いる。
置５及びそれを接続する直流送電路６により構成される
閉回路は、一般に、漏電，感電，火災，電力損失等を防
止する観点より、大地から絶縁されている、いわゆる非
接地系の回路が採用されており、またマグネットケース
３は、同じく危険防止のため、大地への接地が施されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上、従来技術による
水冷マグネットシステムについてその概要を説明した
が、本マグネットは前に述べたとおり、バックグランド
となる10数Ｔの磁場を発生させるための超電導マグネッ
トと同心円状に組合せて使用される、言い替えるなら超
電導マグネットの常温ボア内に設置されることが多く、
設置空間にかなりの制約を受けるケースが多い。この様
な状況の中で、すなわち制限されたスペースの中で、発
生磁場を最大限に大きくするためには、図２において、
ある制約の下でボリュームが設定されたマグネットケー
ス２の内部、というスペースの中で、マグネット本体１
を出来る限り大きくするしかない。よって、それに伴い
マグネット本体１とマグネットケース２の間の、冷却水
３が循環するスペースが小さくなり、水冷マグネット本
体１と、マグネットケース２すなわち大地、との絶縁抵
抗低下の可能性の増加が懸念される。これは例えば、他
の電源の地絡検出のための接地点を経由して電流が外部
に漏れる、いわゆる漏れ電流が増加する、等の、影響を
及ぼすのみならず、感電，漏電による火災、等の可能性
が高くなることに他ならない。これを防止するために、
一般的には、ドアインタロック等の安全対策を強化する
とともに冷却媒体である水（通常は純水）の比抵抗管理
を強化する、という様な処置が講じられている。しかし
ながら、比抵抗管理を強化するといっても、該冷却水３
は、冷却水設備４により常時循環されているものであ
り、比抵抗計測の頻度を多くしても、何らかの要因によ
る瞬時の絶縁劣化、部分的な漏れ電流の増加、等は検出
できる余地は無く、すなわち、本質的な解決とはなって
いない。またマグネット本体表面に絶縁コーティングを
施すということも試みられているが、同コーティングが
循環冷却水中におかれるため、劣化，腐蝕が著しく、や
はり抜本的解決には至らない。
水冷マグネットシステムについてその概要を説明した
が、本マグネットは前に述べたとおり、バックグランド
となる10数Ｔの磁場を発生させるための超電導マグネッ
トと同心円状に組合せて使用される、言い替えるなら超
電導マグネットの常温ボア内に設置されることが多く、
設置空間にかなりの制約を受けるケースが多い。この様
な状況の中で、すなわち制限されたスペースの中で、発
生磁場を最大限に大きくするためには、図２において、
ある制約の下でボリュームが設定されたマグネットケー
ス２の内部、というスペースの中で、マグネット本体１
を出来る限り大きくするしかない。よって、それに伴い
マグネット本体１とマグネットケース２の間の、冷却水
３が循環するスペースが小さくなり、水冷マグネット本
体１と、マグネットケース２すなわち大地、との絶縁抵
抗低下の可能性の増加が懸念される。これは例えば、他
の電源の地絡検出のための接地点を経由して電流が外部
に漏れる、いわゆる漏れ電流が増加する、等の、影響を
及ぼすのみならず、感電，漏電による火災、等の可能性
が高くなることに他ならない。これを防止するために、
一般的には、ドアインタロック等の安全対策を強化する
とともに冷却媒体である水（通常は純水）の比抵抗管理
を強化する、という様な処置が講じられている。しかし
ながら、比抵抗管理を強化するといっても、該冷却水３
は、冷却水設備４により常時循環されているものであ
り、比抵抗計測の頻度を多くしても、何らかの要因によ
る瞬時の絶縁劣化、部分的な漏れ電流の増加、等は検出
できる余地は無く、すなわち、本質的な解決とはなって
いない。またマグネット本体表面に絶縁コーティングを
施すということも試みられているが、同コーティングが
循環冷却水中におかれるため、劣化，腐蝕が著しく、や
はり抜本的解決には至らない。
【０００５】本発明は、以上述べたような従来技術の不
具合に鑑みてなされたものであり、その目的は、水冷マ
グネット本体と、マグネットケース、すなわち大地の間
の部分的あるいは平均的な絶縁劣化を検知し、必要に応
じて、電源強制しゃ断等の保護を自動的に行うことを可
能とならしめる、より安全性の高い水冷マグネットシス
テムを提供することにある。
具合に鑑みてなされたものであり、その目的は、水冷マ
グネット本体と、マグネットケース、すなわち大地の間
の部分的あるいは平均的な絶縁劣化を検知し、必要に応
じて、電源強制しゃ断等の保護を自動的に行うことを可
能とならしめる、より安全性の高い水冷マグネットシス
テムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明による水冷マグネットシステムでは、水冷マ
グネット用電源あるいは同電源と水冷マグネット本体を
接続する直流送電路の任意の１点を高電気抵抗体を介し
て接地し、該抵抗体を流れる電流を直流変流器等の手段
により検知し、必要に応じ電源強制しゃ断等の保護を、
同電流値により行うことを特徴としている。
め、本発明による水冷マグネットシステムでは、水冷マ
グネット用電源あるいは同電源と水冷マグネット本体を
接続する直流送電路の任意の１点を高電気抵抗体を介し
て接地し、該抵抗体を流れる電流を直流変流器等の手段
により検知し、必要に応じ電源強制しゃ断等の保護を、
同電流値により行うことを特徴としている。
【０００７】
【作用】上記のような構成によれば、何らかの要因によ
り、水冷マグネット本体と、マグネットケースすなわち
大地の間の部分的または平均的絶縁劣化が発生した場
合、水冷マグネット本体からコイルケースすなわち大
地、上記の任意の接地点、を経由し、再び電源あるいは
直流送電路に戻るルートで電流パスが形成されることと
なり、同パスを流れる電流が増加することになる。この
電流を前述の様に直流変流器等により計測し、その電流
値の大小、変化の度合等を鑑み、必要に応じ電源強制し
ゃ断等の保護が施される。
り、水冷マグネット本体と、マグネットケースすなわち
大地の間の部分的または平均的絶縁劣化が発生した場
合、水冷マグネット本体からコイルケースすなわち大
地、上記の任意の接地点、を経由し、再び電源あるいは
直流送電路に戻るルートで電流パスが形成されることと
なり、同パスを流れる電流が増加することになる。この
電流を前述の様に直流変流器等により計測し、その電流
値の大小、変化の度合等を鑑み、必要に応じ電源強制し
ゃ断等の保護が施される。
【０００８】以上により、水冷マグネット本体とマグネ
ットケースすなわち大地の間の絶縁劣化の検知とそれに
対する保護が自動的に行われることとなり、より安全な
信頼性の高い水冷マグネットシステムを得ることが可能
となる。なお、本発明によれば、水冷マグネット本体、
同マグネット用電源、及びマグネット本体と電源を接続
する直流送電路にて構成される閉回路は、いわゆる接地
系となり、人身保護上の安全が懸念される面もあるが、
高電気抵抗体による接地であり、実際に大地を介して流
れる電流値も微々たるものであり、特に問題は無い。
ットケースすなわち大地の間の絶縁劣化の検知とそれに
対する保護が自動的に行われることとなり、より安全な
信頼性の高い水冷マグネットシステムを得ることが可能
となる。なお、本発明によれば、水冷マグネット本体、
同マグネット用電源、及びマグネット本体と電源を接続
する直流送電路にて構成される閉回路は、いわゆる接地
系となり、人身保護上の安全が懸念される面もあるが、
高電気抵抗体による接地であり、実際に大地を介して流
れる電流値も微々たるものであり、特に問題は無い。
【０００９】
（実施例の構成）本発明の一実施例を図１に示す。本図
は本発明による水冷マグネットシステムの構成図を示し
たものである。同図において、１は水冷マグネット本
体、２はマグネットケース、３は冷却水、５は電源装
置、６は直流送電路であり、水冷マグネット本体１、電
源装置５、直流送電路６により構成される閉回路は、任
意の１点７にて、高電気抵抗体８を介して大地に接地さ
れている。また、９は直流変流器等の電流検出器であ
り、11は該電流検出器にて検出された電流を計測する電
流計測器、12は11にて計測された電流信号を増幅する信
号増幅器、13は12の増幅器にて増幅された信号を受信、
その大小、変化の度合等を鑑み必要に応じて電源等に保
護依頼信号を出力する保護設定器である。 （実施例の作用）上記の構成による実施例によれば、冷
却水３の比抵抗劣化、水冷マグネット本体１に施された
絶縁コーティングの腐蝕等、何らかの要因により水冷マ
グネット本体１と、電位的に大地と等しいマグネットケ
ース２との間の部分的または平均的絶縁低下が発生した
場合でも、マグネット本体１→冷却水３→マグネットケ
ース２すなわち大地→高電気抵抗体８→任意の接地点
７、のルートで電流パス10が形成され、９の電流検出器
にて同パス10を流れる電流が検出され、電流計測器11に
てその電流が定量化される。そして定量化された電流信
号は12の増幅器で増幅され、13の保護設定器に入力され
た後、同設定器にて電流値の大小、電流変化の大小等、
定量的な判断が行われ、必要に応じ上位交流しゃ断器ト
リップ、サイリスタ変換器停止等、外部への保護依頼信
号が異常のレベルに応じて自動的に出力される。ここで
12の増幅器はあえて必要はないとも考えられるが、人身
保護上の安全の観点から高電気抵抗体８の抵抗値はより
大きくした方が好ましいので、電流パス10を流れる電流
は極めて小さくなることも予想される。したがって12の
増幅器は、電流パス10を流れる電流値により必要に応じ
て設置すればよい。 （実施例の効果）以上述べたとおり本実施例による水冷
マグネットシステムによれば、水冷マグネット本体と、
マグネットケースすなわち大地の間の部分的、あるいは
平均的な絶縁劣化を検知し、必要に応じて電源強制しゃ
断等の保護を自動的に行うことが可能となる。
は本発明による水冷マグネットシステムの構成図を示し
たものである。同図において、１は水冷マグネット本
体、２はマグネットケース、３は冷却水、５は電源装
置、６は直流送電路であり、水冷マグネット本体１、電
源装置５、直流送電路６により構成される閉回路は、任
意の１点７にて、高電気抵抗体８を介して大地に接地さ
れている。また、９は直流変流器等の電流検出器であ
り、11は該電流検出器にて検出された電流を計測する電
流計測器、12は11にて計測された電流信号を増幅する信
号増幅器、13は12の増幅器にて増幅された信号を受信、
その大小、変化の度合等を鑑み必要に応じて電源等に保
護依頼信号を出力する保護設定器である。 （実施例の作用）上記の構成による実施例によれば、冷
却水３の比抵抗劣化、水冷マグネット本体１に施された
絶縁コーティングの腐蝕等、何らかの要因により水冷マ
グネット本体１と、電位的に大地と等しいマグネットケ
ース２との間の部分的または平均的絶縁低下が発生した
場合でも、マグネット本体１→冷却水３→マグネットケ
ース２すなわち大地→高電気抵抗体８→任意の接地点
７、のルートで電流パス10が形成され、９の電流検出器
にて同パス10を流れる電流が検出され、電流計測器11に
てその電流が定量化される。そして定量化された電流信
号は12の増幅器で増幅され、13の保護設定器に入力され
た後、同設定器にて電流値の大小、電流変化の大小等、
定量的な判断が行われ、必要に応じ上位交流しゃ断器ト
リップ、サイリスタ変換器停止等、外部への保護依頼信
号が異常のレベルに応じて自動的に出力される。ここで
12の増幅器はあえて必要はないとも考えられるが、人身
保護上の安全の観点から高電気抵抗体８の抵抗値はより
大きくした方が好ましいので、電流パス10を流れる電流
は極めて小さくなることも予想される。したがって12の
増幅器は、電流パス10を流れる電流値により必要に応じ
て設置すればよい。 （実施例の効果）以上述べたとおり本実施例による水冷
マグネットシステムによれば、水冷マグネット本体と、
マグネットケースすなわち大地の間の部分的、あるいは
平均的な絶縁劣化を検知し、必要に応じて電源強制しゃ
断等の保護を自動的に行うことが可能となる。
【００１０】また、水冷マグネット内部の部分的短絡等
によるインピーダンスの微小な変化が発生した際も、サ
イリスタ整流器の位相制御により、水冷マグネット本体
に流れる電流は一定制御されることとなるが、本発明に
よる大地を介した電流パスを流れる電流に変化が現れ、
検出可能となるため、層間短絡、しいては極間短絡等の
大事故に至る前にそれらの前兆を未然に防ぐことができ
るようになる。
によるインピーダンスの微小な変化が発生した際も、サ
イリスタ整流器の位相制御により、水冷マグネット本体
に流れる電流は一定制御されることとなるが、本発明に
よる大地を介した電流パスを流れる電流に変化が現れ、
検出可能となるため、層間短絡、しいては極間短絡等の
大事故に至る前にそれらの前兆を未然に防ぐことができ
るようになる。
【００１１】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、水冷マグネ
ット本体の大地に対する絶縁劣化に対し、自動的にそれ
を検出、必要十分な保護を自動的に施すことが可能とな
る。また水冷マグネット内部の部分的な短絡等によるイ
ンピーダンスの微少な変化も検出することも可能とな
り、より安全な信頼性の高い水冷マグネットシステムを
提供することができる。
ット本体の大地に対する絶縁劣化に対し、自動的にそれ
を検出、必要十分な保護を自動的に施すことが可能とな
る。また水冷マグネット内部の部分的な短絡等によるイ
ンピーダンスの微少な変化も検出することも可能とな
り、より安全な信頼性の高い水冷マグネットシステムを
提供することができる。
【図１】本発明の実施例を示す水冷マグネットシステム
の構成図
の構成図
【図２】従来技術による水冷マグネットシステムの概念
図
図
１…水冷マグネット本体 ２…マグネットケース ３…冷却水 ４…冷却水設備 ５…電源装置 ６…直流送電路 ７…任意の接地点 ８…高電気抵抗体 ９…電流検出器 10…絶縁劣化時の電流パス 11…電流計測器 12…信号増幅器 13…保護設定器
Claims (4)
- 【請求項１】 水冷マグネット本体とこのマグネット本
体に直流電流を供給する電源装置と、前記マグネット本
体と該電源装置を接続する直流送電路とを備えた水冷マ
グネットシステムにおいて、前記電源装置または直流送
電路の任意の１点を電気抵抗を介して大地に接地すると
ともに、前記電気抵抗に流れる電流を検出，計測する手
段を具備したことを特徴とする水冷マグネットシステ
ム。 - 【請求項２】 電気抵抗に流れる電流を検出，計測する
手段により検出，計測された当該電流信号を増幅する手
段を兼ね備えたことを特徴とする請求項１記載の水冷マ
グネットシステム。 - 【請求項３】 電気抵抗に流れる電流を検出，計測する
手段により検出，計測された電流値，変化量，または変
化率が所定のしきい値を越えた場合に外部に信号を出力
する手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記
載の水冷マグネットシステム。 - 【請求項４】 電気抵抗は高電気抵抗体にて構成したこ
とを特徴とする請求項１記載の水冷マグネットシステ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20474094A JPH0869910A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 水冷マグネットシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20474094A JPH0869910A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 水冷マグネットシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0869910A true JPH0869910A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16495540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20474094A Pending JPH0869910A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 水冷マグネットシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0869910A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110136914A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-16 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种混合磁体联锁安全保护方法 |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP20474094A patent/JPH0869910A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110136914A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-16 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种混合磁体联锁安全保护方法 |
| CN110136914B (zh) * | 2019-06-18 | 2021-05-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种混合磁体联锁安全保护方法 |
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