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

anschließend trennt der Schalter S0 den Strompfad zum Netzgerät auf. Nach ca. 100 ms
Stromfluss durch den Kurzschlusspfad öffnet der Lichtbogenschalter S1 und kommutiert den
Strom in ca. 10 ms auf den Entladewiderstand R1. Somit beginnt nach ca. 180 ms nach dem
Auslösepuls der exponentielle Abfall des Stromes in der Spule. Im Falle des Versagens von
S1 übernimmt automatisch die Sprengsicherung E1 die Stromkommutierung auf den Entladewiderstand.
Eine typische Schaltfolge der Stromkommutierung zeigt Abb. 3.3.1-2.
Für den Test der W 7-X Spule wurde bis zum Nennstrom von 14,7 kA ein Entladewiderstand
R1 von 25 mΩ eingesetzt, über 14,7 kA ein Entladewiderstand R1 von 33 mΩ. Dies korrespondiert
mit einer Zeitkonstante τ von 2,5 s bzw. 1,9 s für den Test der W 7-X Spule als Einzelspule.
Die typische Zeit der Quenchausbreitung bis zur Auslösung des Schaltvorganges durch den
Quenchdetektor beträgt ca. 250 ms (Abschnitt 3.2.1) und in Ausnahmefällen bis zu 600 ms
(siehe Abschnitt 3.1). Mit der Schalt- und Entladezeit (äquivalente Rechteck-Pulszeit) ergibt
sich demnach für die Zeitsumme
(250 ms + 180 ms + τ/2) = 1,69 s bzw. 1,38 s (3.3.1-1)
für die noch ein konstanter Stromfluss durch den Leiter für die "Hot spot" Berechnung anzusetzen
ist. Die Detektions- und Schaltzeit beträgt 25 –30 % der Zeitsumme, so dass bei einer
Verkleinerung der Zeitsumme nur mit der Reduzierung der Entladezeit effektiv eine Zeitverkürzung
des Stromflusses erreicht werden kann.
3.3.2 Die Stromversorgung der LCT Spule beim Test der W 7-X Spule in
TOSKA
Die LCT Spule wird mit dem 50 kA Netzgerät (12 pulsiger Thyristorgleichrichter, ABB, Turgi,
Schweiz) in Verbindung mit der 20 kA Schaltanlage betrieben (Abb. 3.3.2-1). Das Funktionsprinzip
ist das des Schaltkreises in Abb. 3.3-1. Der Kurzschlusspfad über die Schalter 13.1
und 13.2, 3.1 und 3.2, 4.1 ist aufgrund spezieller Eigenschaften der Lichtbogenschalter 3.1
und 3.2 (AEG, GERAPID 6000) etwas anders aufgebaut. Außerdem kann der Entladewiderstand
vor der eigentlichen Entladung zugeschaltet werden, um z. B. bei schnellem Pulsbetrieb
der Spule unnötige Verluste im Entladewiderstand zu vermeiden.
Bei Auslösung der Entladung schaltet das Netzgerät nach 15 ms auf Wechselrichterbetrieb
und beginnt die LCT Spule in das Drehstromnetz zu entladen. Nach ca. 115 ms schließt der
Kurzschlusspfad und übernimmt den Strom in etwa 9 ms. Nach 240 ms vom Triggerzeitpunkt
schließen die Schalter 11.1 und 11.2. Ein kleiner Teilstrom von etwa 5 % fließt jetzt vom
Kurzschlusspfad in diesen Zweig. Nach 390 ms öffnen die Trennschalter 2.1 und 2.2. Der
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