SU663249A2 - Устройство дл эвакуации энергии из обмоток магнитных систем - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электротехники , в частности к устройствам дл  защиты обмоток крупных магнитных систем , в том числе сверхпровод щих, в которых накапливаетс  значительна  энерги .,J

По основному авт. св. № 526226 известно устройство дл  эвакуации энергии из обмоток магнитных систем, в том числе сверхпровод щих , содержащее быстродействующий выключатель с подсоедииенной параллельно ему дисковой дугогасительиой решеткой, шунтированной проход щим сквозь все диски решетки плавким элементом . Дл  повышени  надежности и расширени  функциональных возможностей устройства плавкий элемент выполнен в виде по крайней мере двух плавких проволок, кажда  из которых соединена через коммутатор с крайними дисками и изолирована от остальных. Такое устройство позвол ет производить многократную эвакуацию энергии на одну и ту же решетку без остановки дл  смены плавкой проволоки.

Однако все режимы эвакуации осуществл ютс  при одном и том же напр жении, т. е. при одинаковой скорости снижени  тока (и соответственно магнитного пол ) в обмотке магнитной системы. Это св зано с тем, что при каждом режиме эвакуации

электрическа  дуга зажигаетс  всегда во всех промежутках решетки, которые шунтированы плавкими проволоками одинаковой длины, проход щими сквозь все диски. В то же врем  аварийные ситуации в магнитных системах можно сгруппировать в несколько различных видов, дл  каждого из которых можно выбрать свою оптимальную скорость вывода энергии. Особенно это

относитс  к сверхпровод щим магнитным системам, оптимальна  скорость вывода энергии из которых выбираетс  исход  из р да противоречивых условий. Например, аварии, св занные с поломкой сверхпроводника и по влением электрической дуги в обмотке, требуют как большей скорости эвакуации энергии, т. е. ее требуетс  вести при максимально возможном напр жении эвакзации, ограниченном, например,

только электрической прочностью изол ции системы. В этих случа х в процессе поглощени  энергии должны Зчаствовать все диски решетки. Другие виды аварийных ситуаций со сверхировод щими магнитными

системами (быстра  потер  вакуума в гелиевых криостатах, резкое снижение зфовн  жидкого гели  и т. п.) допускают аварийную эвакуацию при меньших, чем в первом случае, скорост х, причем такой режим  вл етс  более оптимальным, так как более

медленна  эвакуаци  приводит к меньши1М тепловыделени м как в самой обмотке (потери на вихревые токи в нормальном металле комбинированного сверхпровод щего кабел ), так и в металлических элементах конструкции системы (обечайках криостата и т. п.), имеющих температуру 4,2К и индуктивно св занных с основной обмоткой. Указанное устройство с несколькими плавкими проволоками одинаковой длины, проход щими сквозь все диски решетки, не позвол ет выбирать необходимый режим вывода энергии по величине напр жени  эвакуации .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигаетс  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 позвол ет при помощи управл емых включающих устройств (коммутаторов) поджигать любую , наперед выбранную плавкую проволоку , иницииру  электрическую дугу соответственно в определенном, наперед заданном количестве промежутков решетки, т. е. вести эвакуацию при различном, заранее рассчитанном напр жении.

На чертеже показано предлагаемое устройство многократного действи .

Устройство состоит из быстродействующего выключател  1 и подключенной параллельно ему кольцевой дугогасительной решетки 2, сквозь отверсти  в дисках 3 которой проход т 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,  вл ющийс  крайним правым дл  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, состо щую из источника 11 питани  и магнита 12.

Устройство в схеме, например, со сверхпровод щим магнитом работает следующим образом.

Один из датчиков (на чертеже не показаны ) аварийных ситуаций, сгруппированных , например, в две группы, подает сигнал на отключение быстродействующего выключател  1 и одновременно на включение одного из соответствующих включающих устройств 6 в зависимости от требуемой скорости эвакуации. После отключени  выключател  1 рабочий ток от источника И питани  к сверхпровод щему 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. Начинаетс  процесс

вывода энергии из магнита 12 при автоматически выбранном напр жении эвакуации. Непосредственно после зажигани  дуги соответствующее включающее устройство оказываетс  сразу же шунтированным благодар  перемычкам 9 или 10 (соответственно б-б или б-в). Ток через данное включающее устройство 6 больше не протекает. Таким образом, включающие устройства могут выбиратьс  со значительно сниженными номинальными током и рассеиваемой мощностью, поскольку они работают только кратковременно (в течение времени сгорани  плавкой проволоки и зажигани  дуги во всех промежутках решетки).

В качестве включающих устройств могут примен тьс , например, управл емые разр дники , тиристоры или другие быстродействующие коммутаторы.

Нри сгорании длинных проволок диск б  вл етс  неработающим, т. е. электрическа  дуга между ним и соседними дисками (а и а ) не загораетс . Дл  этого примен ютс  изолирующие втулки 7 и установлена

перемычка 8 (а-а). Такое выполнение дугогасительной решетки обеспечивает работу и коротких проволок 5, при сгорании которых электрическа  дуга горит во всех промежутках между крайним левым диском

и диском б. Чтобы в режимах эвакуации, начинающихс  со сгорани  коротких проволок , не было значительного снижени  энергоемкости решетки (пропорционального обычно числу работающих медных дисков , между которыми горит дуга), диски, сквозь которые проход т короткие проволоки 5, имеют большую толщину, чем остальные .

Эффективность предлагаемого устройства заключаетс  в том, что оно замен ет две (или несколько при наборе проволок разной длины) дугогасительные решетки, имеющие разное число промежутков и соответствующие напр жени  эвакуации.

Claims (2)

1. Устройство дл  эвакуации энергии из обмоток магнитных систем ио авт. св. № 526226, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введены изолирующие втулки, часть плавких проволок выполнена укороченной но сравнению с другими плавкими проволоками, концы укороченных плавких проволок подключены 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 диски, соседние с указанным средним диском , электрически соединены друг с другом .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что диски, расположенные концами коротких проволок, выполнены большей толщины, чем другие диски.