托卡马克中等离子体破裂时的过电压研究 overvoltage protection for plasma disruption in tokamak.pdfVIP

第33 卷 第2 期 高 电 压 技 术 Voi. 33 No. 2 2007 年 2 月 High Voitage Engineering Feb. 2007 ·7 1 · 托卡马克中等离子体破裂时的过电压研究 1，2 2 1 1 韩大华 ，傅 鹏 ，黄松清 ，周谦之 （1. 安徽工业大学，马鞍山243002 ；2 . 中科院等离子体研究所，合肥230031 ） 摘 要：为解决托卡马克放电中经常发生的等离子体破裂造成瞬间能量剧变在电源系统内的迅速传播而危及整 流元件的安全且目前对破裂的预防和控制手段还不成熟的问题，对等离子体破裂时的情形进行了分析建模。电路 参数的计算及MATLAB 仿真发现，不同类型破裂时产生的过电压幅值和作用时间相差较大；电源系统中过电压波 的传播及对整流元件影响的分析表明，一般保护难以兼顾不同类型破裂时产生的过电压冲击，因此介绍了针对等 离子体破裂时产生的过电压的复合保护器，由非线性电阻和间隙组成。仿真结果和试验证明其效果良好。 关键词：过电压；整流器；建模；超导线圈；破裂 中图分类号： PACS70 文献标识码：A 文章编号：1003-6520 （2007 ）02-007 1-04 Overvoltage Protection for Plasma Disruption in Tokamak HAN Dahua1，2 ，FU Peng2 ，HUANG Songging1 ，ZHOU Oianzhi1 （1. Anhui University of Technoiogy ，Maanshan 243002 ，China ；2 . Institute of Piasma Physics ， the Chinese Academy of Science ，Hefei 230031，China ） Abstract ：The EAST Tokamak approach is considered as one of the most prospective means for research in nuciear fusion utiiization. The poioidai fieids of EAST inciudes 12 high power AC/ DC converters which suppiy to 14 inter-coupiing super- conducting coiis respectiveiy to generate and controi the piasma，one non-iinear unstabie phenomenon caiied piasma disrup- tion often take piace in tokamak experiment ，it is a sudden ioss of confinement and transfer of piasma energy to the sur- rounding device and structure. During a disruption，the instantaneous overvoitage due to energy coiiapse wiii be generated in the poioidai fieid power suppiy system which is cioseiy coupied with. The overvoitage wave can fiow through the entire power dev