一种4.6GHz高功率连续波系统保护方法
【专利摘要】一种4.6GHz高功率连续波保护方法，其特征在于：对速调管的典型过流特征进行分析，选用合适的电流检测方法，对速调管关键电流信号采样判断，超过安全阈值时，关断速调管高压供电电源；对速调管钛泵供电并检测钛泵电源电流，若钛泵电流高于安全阈值，禁止系统运行；对速调管磁场电源供电并限制其电流变化，若超出安全范围，禁止系统运行；观察微波输出窗口及打火观察窗，若检测到弧光，则关断微波输入；在传输线多个关键位置安装定向耦合器，建立高反射保护，如果这些位置反射功率与入射功率的比值超过安全值，则关断该支路的微波输入；通过这些判断方法保证系统的稳定安全运行。
【专利说明】一种4.6GHz高功率连续波系统保护方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及一种电子电路系统安全保护领域，尤其是一种4.6GHz高功率连续波系统保护方法；
技术背景:
4.6GHz高功率连续波系统是东方超环EAST聚变装置重要的辅助加热系统。该系统由几十只大功率速调管、上百个高功率微波器件、一套相控阵天线、几套上万伏的负高压电压源、多种辅助电源、控制系统、水冷系统、监测系统、各种保护系统等组成。涉及微波、高电压、机械、真空、计算机、电子等多个学科，系统复杂程度不言自明，而且系统的很多器件都非常昂贵，某个器件的损坏轻则影响聚变装置放电实验，重则导致重大经济损失。如此复杂的系统，保持其稳定、安全、可靠地运行至关重要。本发明人为了解决上述问题，对
4.6GHz/6MW低杂波系统保护方法进行了研究发明。
[0002]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种4.6GHz高功率连续波系统保护的方法，以解决高功率连续波系统面临的安全问题。
[0003]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种4.6GHz高功率连续波保护方法，其特征在于，包括以下步骤:
(I )、对速调管的典型过流特征进行分析，选用合适的电流检测方法，对速调管关键电流信号采样判断，超过安全阈值时，关断速调管高压供电电源；
(2)、对速调管钛泵供电，检测钛泵电源电流，确保速调管的真空度，如果钛泵电流高于安全阈值，禁止系统运行；
(3)、速调管磁场电源供电，限制其电流变化，如果超出安全范围，禁止系统运行；
(4)、在速调管微波输出窗口，安装打火保护探测器，检测该窗口是否发生打火，如果检测到弧光，则关断微波输入；
(5)、在速调管和传输线之间安装环形器，避免高功率微波反射对速调管造成损害；
(6)、在传输线多个关键位置布置打火观察窗，如果检测到弧光则关断对应的微波输
A ；
(7)、在传输线多个关键位置安装定向耦合器，建立高反射保护，如果检测到该位置反射功率与入射功率的比值超过安全值，则关断该支路的微波输入；
(8)、在微波链路中靠近天线端安装隔直器和陶瓷窗；
(9)、在天线上安装测温探针；
(10)、系统供电采用系统独立隔离稳压电源供电；
(11)、建造系统的独立地网；
本发明应用于4.6GHz/6MW低杂波系统中，它可以有效地保持4.6GHz/6MW低杂波系统稳定、安全、可靠地运行。
[0004]【专利附图】
【附图说明】:
图1为4.6GHz高功率连续波系统保护示意图； 其中，附图标记中:1、地网；2、限流电阻；3、钛泵；4、速调管；5、磁线包；6、高压电源；
7、高频输入控制端；8、分流器；9、互感器；10、打火观测窗；11、定向耦合器；12、环形器；13、观察窗；14、检波器；15、天线；16、PLC控制器；17、高反射保护器；18、打火保护控制器；19、过流保护控制器；20、温度保护控制器；21、测温探针；22、隔直器和陶瓷窗。
[0005]【具体实施方式】:
现以4.6GHz/6MW连续波微波系统速调管慢保护为例，非限定实施例叙述如下:
(1)、针对美国CPI公司4.6GHz速调管的特征，选用互感器电流检测方法，通过过流保护控制器对速调管关键电流信号采样判断，超过安全阈值时，关断速调管高压供电电源；
(2)、对速调管钛泵供电，检测钛泵电源电流，确保速调管的真空度。电流值由PLC采集，如果钛泵电流高于预设安全阈值，通过PLC控制系统发出指令，禁止系统运行；
(3 )、速调管磁场电源供电，PLC监测磁场电源电流和电压值，只要电流或电压超出预设的安全范围，则PLC发出指令，禁止系统运行；
(4)、在速调管微波输出窗口，安装打火保护装置，检测该窗口是否发生打火，如果检测到弧光，则关断微波输入；所述打火保护装置通过聚光窗口由导光缆将弧光传输到打火保护控制器；
(5)、在速调管和传输线之间安装环形器，避免高功率微波反射对速调管造成损害；所述环形器由德国AFT公司制造；
(6)、在传输线多个关键位置布置打火观察窗，如果检测到弧光则关断对应的微波输A ;所述关键位置包括速调管输出窗口、环形器两侧、陶瓷窗两侧；
(7)、在传输线多个关键位置安装定向耦合器，建立高反射保护，如果检测到该位置反射功率与入射功率的比值超过安全值，则关断该支路的微波输入；所述关键位置为速调管输出窗与环形器之间、天线输入端；
(8)、在微波链路中靠近天线端安装隔直器和陶瓷窗；
(9)、在天线上安装测温探针，所述测温探针选用铠装热电偶，其温度值由温度巡检仪判断；
(10)、系统供电采用系统独立隔离稳压电源供电，所述隔离稳压电源由易事特公司制
造；
(11)、建造系统的独立地网，所述地网由发明人选用铜皮在系统所在地铺设，组成地网。
【权利要求】
1.一种4.6GHz高功率连续波保护方法，其特征在于，包括以下步骤: (I )、对速调管的典型过流特征进行分析，选用合适的电流检测方法，对速调管关键电流信号采样判断，超过安全阈值时，关断速调管高压供电电源； (2)、对速调管钛泵供电，检测钛泵电源电流，确保速调管的真空度，如果钛泵电流高于安全阈值，禁止系统运行； (3)、速调管磁场电源供电，限制其电流变化，如果超出安全范围，禁止系统运行； (4)、在速调管微波输出窗口，安装打火保护探测器，检测该窗口是否发生打火，如果检测到弧光，则关断微波输入； (5)、在速调管和传输线之间安装环形器，避免高功率微波反射对速调管造成损害； (6)、在传输线多个关键位置布置打火观察窗，如果检测到弧光则关断对应的微波输A ； (7)、在传输线多个关键位置安装定向耦合器，建立高反射保护，如果检测到该位置反射功率与入射功率的比值超过安全值，则关断该支路的微波输入； (8)、在微波链路中靠近天线端安装隔直器和陶瓷窗； (9)、在天线上安装测温探针； (10)、系统供电采用系统独立隔离稳压电源供电； (11)、建造系统的独立地网。
【文档编号】H02H3/08GK103730878SQ201310723087
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】冯建强, 胡怀传, 杨永, 赵连敏, 贾华, 马文东, 刘亮 申请人:中国科学院等离子体物理研究所