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被 切 断
难 ， 向 场 线 圈 系统 在 建立 等 离 子体 电流 时必 极 须提 供极 快 速 （ 等离 子 体击 穿 ） 和快 速 （ 电流爬
升） 的磁 通变 化 ， 向场 线 圈 自身 ， 向场线 圈 极 极
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时 闻 ／ ｓ
方 法提 高输 入检 测 信号 的信 噪 比。
１ ２ 采用 失超 保护 检 测 电路原 理 ．
图 １ 典 型 的 失 超 波 形 图
为 了获 得 高信 噪 比的原 始 信号 ， 考虑 到超 导线 圈 为感 性 负 载 ， 获得 的大 部 分噪 声 干扰 而
ＥＳ Ａ Ｔ超导监控系统采用以电压 阈值判别 法为主要失超检测方法。传统的检测方法采用 电桥 法 ， 这种失 超检 测方 法有 着广 泛 的应 用 ， 在
我所 的 Ｈ ７托 卡 马克 装 置 上也 是 采用 这 种 Ｔ一
检测方 法做 为纵 场超 导线 圈 的失超 检测法 。
尽量降低失超指令的误触发。
之 间及极 向场与 等 离子 体 电流 之 间都 会 出现强
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，
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耦合 ， 这种 复 杂 的 电磁 环 境 场下 ， 超导 检测信 号 会 淹没 在 大量 的 噪声 信号 中无法 有效识 别真 实 —４０ຫໍສະໝຸດ Ｏ０５０ ｏ０—
的失 超 信 号 ， 以需 要 采 用更 有 效 的信号 检 测 所
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ： ０５ ． ３ （００ ０． ４ － ２８ ９４ ２１ ）９１ ６０ ． ０ ２ ５
Ｅ Ｓ 卡 马克实 验装置 包括 ｌ 纵 场线 Ａ Ｔ托 ６饼 圈和 ｌ ４饼极 向场 线 圈 。作 为全 超 导 托 卡 马 克 装置 ， 不但纵 场线 圈 ， 同时所有 极 向场线 圈都处 在 超导 态 ， 在 世界 托 卡 马克 装 置上 是 首 次实 这
为安全 ， 迅速 的超 导检 测 方 法 。一 方 面在 发生 真正失 超时能够 快速作 出判 断 ， 出失 超指 令 ， 发
１１ Ｅ Ｔ装 置失超 保护 检测 技术 的发展 ． ＡＳ
及时切断电流电源将超导线圈上电流泄放 ； 同
时在正 常实验 运行 时 ， 能够去 除各 种 电磁 干扰 ，
１ 失超 线 圈 检 测方 法
传统的超导线圈超导保护信号检测方法主
要包 括 ： 电压检 测法 ， 温升检 测 法 ， 力检测 ， 压 流
现。全超导托卡马克 的运行存在高风险 ， 体现 在超导磁体储能高易发生失超。特别是极 向场 线圈 ， 由于等离子体 电流的建立必须 由极向场
线 圈系统 提供 极 快速 的磁通 变 化 ， 随之产 生 较
第３ Ｏ卷
２１ ００年
第 ９期
９月
核 电子学 与探 测技术
Ｎｕ ｌａ ｅ ｔｏ ｉｓ ＆ Ｄｅ ｅ ｔｏ ｃ ｎ ｌｇ ｃ ｅ ｒＥｌ ｃｒ ｎ ｃ ｔｃｉｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
Ｖ０ ． ０ Ｎｏ． １３ ９
Ｓ ｐ ． ２ １ ｅｔ ００
Ｅ Ｔ全 超 导 托 卡 马 克 装 置 失 超 保 护 ＡＳ 检 测 技 术 的 现 状 及 发 展
过工程验收达到装置实验运 行要 求。主要介 绍 了 Ｅ Ｓ 超 导装置失 超检 测系统 的基 本结 构 和检 测原 ＡＴ
理， 同时还简述失超检测技术的发展并给 出了实验结果 。 关键词 ：Ａ Ｔ 全超导托卡马克 装置 ； Ｅ Ｓ； 失超检测 ； 纵场线圈 ； 电压互感器
中图分类 号： Ｔ ３ Ｌ６ ２
量检测法 ， 生波检测等。其 中最有效而常用 超 的检测法就是 电压检测法。Ｅ Ｓ Ａ Ｔ超导监控系 统采用 以电压检测法为主要失超保 护检测方 法， 温升和压力检测作为后备保护。 超 导线 圈一 旦发 生 失 超 ， 常 态 电阻 以一 正 定速率传播 ， 检测到失超电压如图 １ 电压检测法失超判别依据 ： 超导检测信号
收 稿 日期 ：０ ８０ －５ ２０ －４０
作者简介 ： 胡燕兰 ， ， 女 高级工程师 ， 主要从事超导 磁
体 失 超 检测 和 保 护 方 面 的 研 究 及 实 验 。
１４ ２ ６
而对 于极 向场 线 圈 进 行 失 超 检 测 更 为 困
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失超 发， 圭
电压 超过 阈值 电压 ， 持 续 设 定 的延 迟 时 间就 并
认定 失超 发生 。
高的交流损耗使极 向场线圈特别是 中心螺管线
圈很容易失 超 。一旦 发 生 失 超 ， 不 能及 时进 如
行失超保护 ， 将会造成磁体系统 或相关部件烧
毁 的严重 事故 。作为超 导检 测系统 需要 选择 最
较好 。
Ｑ Ｄ：超 导保护硬件单元
图３ Ｅ Ｓ Ａ Ｔ装置上 采用端 电压失超检测方法
表 １ ＨＴ 一 ７纵 场 超 导 线 圈保 护 单 元 数 量 及 阈 值 设 定
是磁 场 之 间相 互耦 合 产 生 的感 应 电压 ， 采用 与 磁体 绕组 具有 相 同尺寸 和 面积导 体放 在超 导线 内部 ， 与绞 缆 ， 用次 级感 应 回路 能有效 地抵 参 利
消噪声电压 ， 对抑制 Ｂ上， ∥和 自场电压效果 Ｂ
胡燕 兰 ， 吕环 宇 ， 则 英 ， 朱 陆建 华
（ 中国科学 院等离子体物理研究所六 室 ， 安徽合肥 ２ ０ ３ ） ３０ １
摘要 ：Ａ Ｔ装置是 “ Ｅ Ｓ 九五” 国家重大科学工程项 目之 一 ， 做为 世界上第 一个全超 导托 卡马克装置 ， 其纵场 和极向场线圈全部 由超 导磁体组成 ， 进行安全 ， 准确 ， 有效 的失超保 护是装置 安全运 行的首要 环 节。如何在 全超导托 卡马克装置这样复杂的 电磁环境进行 失超检 测在世 界上 也无先 例可 寻。Ｅ Ｓ Ａ Ｔ上 失超检测系统经过几 十轮单饼超导线圈实验及两轮装置正式放 电实验后 逐步建立 和完善起 来 ， 已通 并