一种交流偶极磁体失超保护系统

本发明属于失超保护系统设计领域，尤其涉及一种交流偶极磁体失超保护系统。

背景技术：

1、材料综合性能研究平台是聚变堆主机关键系统综合研究设施 (craft) 超导磁体研究系统的重要子单元。交流偶极磁体是其重要组成部分，其主要功能是通过抗磁扰动测试开展对磁体交流损耗的研究。交流磁体一旦失超，磁体中储存的电能将会转变为欧姆热，使得磁体的温度迅速升高，这不仅对交流磁体本身造成破坏，还会影响整个装置的运行安全。因此，一套安全可靠的失超保护系统在交流偶极磁体运行过程中至关重要。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种交流偶极磁体失超保护系统，将该系统用于通电运行过程中对交流偶极磁体进行失超保护，其目的是在短时间内检测超导偶极磁体的失超，采取适当措施防止其局部过热，确保低温恒温器中的液氦液位始终充足，保障磁体安全。

2、为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

3、一种交流偶极磁体失超保护系统，所述系统包括失超检测装置和失超移能装置，其中，

4、所述失超检测装置包括桥路单元及失超检测单元；

5、所述失超移能装置包括继电器、接触器、移能电阻及移能二极管；

6、所述桥路单元包括第一电压抽头、第二电压抽头、第三电压抽头、固定电阻、可调电阻，所述第一电压抽头、第二电压抽头来自交流偶极磁体两端位置，所述第三电压抽头由交流偶极磁体中间位置引出；第一电压抽头连接固定电阻的一端，固定电阻另一端连接可调电阻，且固定电阻、可调电阻之间引出第四电压抽头，第二电压抽头连接可调电阻的另一端，第三电压抽头和第四电压抽头构成桥路输出；

7、所述失超检测单元接收桥路输出的电压，对该电压隔离后进行失超检测，当检测电压超过设定阈值且持续时间达到设定延迟时间阈值，判定系统失超，发出失超保护指令；

8、所述接触器的供电电源回路接入继电器触点，当继电器的失电触点断开时，接触器的常开触点复位；

9、所述移能电阻与接触器并联，一端连接交流电源，另一端连接交流偶极磁体，系统不失超时，接触器得电，常开触点闭合，电流从接触器常开触点流过，移能电阻短路，不参与工作；系统失超时，接触器失电，常开触点复位，常开触点断开，移能电阻参与泄能；

10、所述移能二极管并接在交流电源的两端，移能二极管两端电压大于交流电源最大工作电压；系统不失超时，移能二极管开路，交流电源、接触器、交流偶极磁体构成通电回路；系统失超时，交流偶极磁体两端的电压陡然增大，移能二极管导通，此时，交流偶极磁体、移能电阻、移能二极管构成泄放回路。

11、进一步的，所述失超检测单元用于信号隔离、失超判别阈值设定以及联锁控制。

12、进一步的，所述继电器在系统不失超时，接收高电平信号后得电，常开触点闭合，接在继电器常开触点的接触器供电回路导通，接触器得电，接触器的常开触点闭合，电源电流流过该常开触点，交流偶极磁体通电；在系统失超时，接触器失电，常开触点断开。

13、进一步的，所述失超检测装置为一台机箱设备，失超移能装置为一台柜式设备，二者所有接口信息全部丝印在设备面板上。

14、进一步的，所述失超保护指令包括数字信号和模拟信号；所述模拟信号用于信号发生器与交流电源之间通过模拟量接口进行信号传输的通断控制，失超时，模拟量接口断开，信号发生器输出波形无法给入交流电源，此时交流电源停止工作，所述继电器接收所述数字信号，失电触点断开。

15、本发明的有益效果在于：

16、（1）构思巧妙，加工简单，成本低。所用材料及电子元器件都是容易获得的，具有经济优势；该系统能够在短时间内检测超导交流偶极磁体的失超，以便及时采取适当措施防止其局部过热，保障磁体安全。

17、（2）该系统集成度高，失超检测装置为一台机箱设备，失超移能装置为一台柜式设备，所有关键接口信息全部丝印在面板上，便于实验人员理解和操作。

技术特征：

1.一种交流偶极磁体失超保护系统，其特征在于，所述系统包括失超检测装置和失超移能装置，其中，

2.根据权利要求1所述的一种交流偶极磁体失超保护系统，其特征在于，所述失超检测单元用于信号隔离、失超判别阈值设定以及联锁控制。

3.根据权利要求1所述的一种交流偶极磁体失超保护系统，其特征在于，所述继电器在系统不失超时，接收高电平信号后得电，常开触点闭合，接在继电器常开触点的接触器供电回路导通，接触器得电，接触器的常开触点闭合，电源电流流过该常开触点，交流偶极磁体通电；在系统失超时，接触器失电，常开触点断开。

4.根据权利要求1所述的一种交流偶极磁体失超保护系统，其特征在于，所述失超检测装置为一台机箱设备，失超移能装置为一台柜式设备，二者所有接口信息全部丝印在设备面板上。

5.根据权利要求1所述的一种交流偶极磁体失超保护系统，其特征在于，所述失超保护指令包括数字信号和模拟信号；所述模拟信号用于信号发生器与交流电源之间通过模拟量接口进行信号传输的通断控制，失超时，模拟量接口断开，信号发生器输出波形无法给入交流电源，此时交流电源停止工作，所述继电器接收所述数字信号，失电触点断开。

技术总结本发明公开了一种交流偶极磁体失超保护系统，属于失超保护系统设计领域。该系统由失超检测装置和失超移能装置组成，失超检测装置包含桥路单元及失超检测单元。交流偶极磁体由第一磁体和第二磁体组成，失超时，桥路失去平衡，当桥路输出电压达到失超检测单元设定的电压阈值且持续时间超过设定的时间阈值，失超检测单元发出命令，一方面通过模拟信号的转变，将信号发生器与交流电源之间的模拟量接口断开，一方面通过数字信号高电平变低让继电器失电，此时第一磁体、第二磁体、移能二极管及移能电阻Rd构成移能回路。该系统能够在短时间内检测超导交流偶极磁体的失超，以便及时采取适当措施防止其局部过热，保障磁体安全。技术研发人员：郑龙贵,胡燕兰,施毅,倪其才,潘超,肖业政,王腾,刘怀超,张继林,卢辉,严庆,张新涛,刘方受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/25