2008-08-13 13:39:44 作者: 来源:高电压技术
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0引言
为根本解决人类社会的能源问题,发达国家一直在从事核聚变能的研究,而托卡马克装置被认为是当前最有效的和平利用聚变能的研究方法之一。EAST超导托卡马克装置是中国科学院等离子体物理研究所承担建设的九五国家大科学工程[1],是已建成的HT一7超导托卡马克的升级,它的建成将大大提高我国在国际核聚变研究领域的地位。
极向场(PF)电源系统是托卡马克装置的重要组成部分,由12组独立可调的高功率晶闸管相控变流器分别向各组相互耦合的极向场超导线圈供电,实现各种不同要求的等离子体位形和各种不同运行模式下等离子体的产生、加热、平衡与控制。极向场电源系统的安全可靠运行对于装置运行的性能与安全,物理实验的成败与效率都有着至关重要的作用。
托卡马克放电中经常会发生一种称为等离子体破裂的突发的非线性不稳定现象[2],即放电突然在很短的时间内断裂,放电中止。此现象本质上是一种突发性的破坏等离子体约束的故障状态,其特征是等离子体的热能和磁能在ms级内迅速流失,等离子体快速熄灭。破裂发生时,由于能量的不可控释放会在与等离子体耦合紧密的极向场磁体中感生瞬间过电压冲击[3,4],其值远远高于正常的工作电压,且随着过电压波在电源系统内的迅速传播会危及整流元件及系统的安全。目前通过对等离子体破裂先兆的探测与分析并可靠避免其发生的控制技术还不成熟[5],且由于破裂现象极为复杂,许多破裂成因和机制还不清楚,还不能完全避免破裂事故的发生[6],所以对破裂发生后过电压的产生与传播等进行研究与分析并在此基础上进行保护以降低其对电源系统及设备的危害和影响很有必要。
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