3.2 Das Quenchdetektions-System der W 7-X Spule - Bibliothek ...

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den eingestellten Wert erreicht hat. Für alle Tests waren die Quenchdetektoren auf 0,5 V Ansprechschwelle bei 0,5 s Verzögerung eingestellt (∫ U•dt ~ 0,25 Vs). In Abb. 3.2.1-2 ist der Anstieg der resistiven Spannung für alle Quenche der W 7-X Spule dargestellt. Danach wird nach ca 260 ms nach dem Beginn des Quenches der Trigger für die Entladung ausgelöst. Das gemessene Spannungsintegral (3.2.1-1) variiert zwischen 0,4 Vs und 1,1 Vs. Es ist damit ca. 2 bis 4 mal größer als der von der Einstellung erwartete Wert. Die Abweichung ist damit erklärbar, dass das RC-Glied jeweils nur über einen bestimmten Zeit- oder Frequenz-Bereich als echter Integrator wirkt. Jede Brücke wurde über zwei Quenchdetektoren überwacht, deren Triggerausgänge über ein logisches "und" verknüpft waren. Nur wenn beide Quenchdetektoren ansprachen, kommt es zur Auslösung einer Abschaltung. Spricht nur ein Quenchdetektor an wird ein Alarm gemeldet. Dadurch wird eine höhere Betriebssicherheit gegen Störungen erreicht, da nach jeder Sicherheitsentladung 2 – 3 Stunden zur Rückkühlung und Wiederherstellung der kryogenen Betriebsparameter erforderlich sind. Die Güte der erreichbaren Kompensation des induktiven Spannungsanteils läßt sich mit der Restinduktivität ausdrücken. Diese ist diejenige Induktivität, die sich bei einer bestimmten Stromrampe und des Wertes der nicht mehr kompensierbaren Spannung ergibt nach: LR = UR/(dI/dt) (3.2.1-2) Sie betrug für die W 7-X Spule bei einer Stromrampe von 20 A/s in der Größenordnung von 0,5 mH. Im Vergleich dazu sind die gemessenen Restinduktivitäten anderer Spulen mit verschiedenen Arten der Kompensation des induktiven Spannungsanteils in Tabelle 3.2.1-1 zusammengestellt. Tabelle 3.2.1-1: Gemessene Restinduktivitäten anderer Spulen mit verschiedenen Arten der Kompensation des induktiven Spannungsanteils Spule Restinduktivität Kompensationsart LCT Spulen 64 –120 mH Externe Kompensationsspulen EURATOM LCT Spule 0,34 – 1,35 mH Brücke aus zwei parallel gewickelten Leitern einer Doppelscheibenwicklung POLO 0,5 µH Kompensationsleiter: Leiter-Innenrohr POLO 1 µH Kompensationsleiter: Beigewickelter Draht 198
3.2.2 Das Quenchdetektions-System der supraleitenden Stromschienen der W 7-X Spule Für das supraleitende Stromschienensystem der W 7-X Spule wurde die induktive Spannung jeder Stromschiene mit einem parallel geführten Draht kompensiert (Abb. 3.2.1.-1). Die Spannnungsdifferenz der Potentialabgriffe wird dem Quenchdetektor gleichen Typs mit einer höheren Empfindlichkeit zugeführt. Der Vorteil dieser Schaltung ist, dass kein Abgleich mit Pulsbetrieb mehr durchgeführt werden muss. Es genügt die stationäre Kompensation einer eventuell vorhandenen Restspannung (z. B. Thermospannung). Bezüglich der Funktionen gilt das in Abschnitt 3.2.1 Gesagte. Auch hier wird jede Schiene (pos. und neg. Polarität) mit je zwei Quenchdetektoren überwacht. Diese sind über ein logisches "und" miteinander verknüpft analog zu Abschnitt 3.2.1. Die Einstellung war in Spannungsschwellen von 1, 2, 5, 10, 30 und 100 mV und Verzögerungsstufen von 0,01, 0,02, 0,05, 0,1 0,2, 0,5 1, 2, 5 und 10 s wählbar. Die Einstellung für den gesamten Test war eine Spannungsschwelle von 30 mV mit 0,5 s Verzögerung (∫ U•dt ~ 15 mV•s) Die Restinduktivität lag bei einer Stromrampe von 5 A/s in der Größenordnung von einigen µH. Die benutzten Quenchdetektionssysteme für Spule und supraleitende Stromschiene haben für alle aufgetretenen Quenche die Sicherheitsentladung ausgelöst. Es gab keine Sicherheitsentladungen, die nachweisbar von den Quenchdetektionssystemen ausgelöst wurden, ohne das ein Quench vorlag. 3.2.3 Literatur [3.2.1-1] G. Nöther et al., Cryogenics 1989 Vol 29 December, pp. 1148 – 1153 199
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Seite 7 und 8: Druckanstiege und Gasverluste zu ve
Seite 9 und 10: Kurzschlusspfad übernimmt wieder d
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