三電極氣體開關(guān)在LHCD高壓電源中的應(yīng)用研究

楊志剛，黃懿赟，傅　鵬，張　健，郭　斐，孫浩章

（1.中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所，合肥230031；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院科學(xué)島分院，合肥230026）

三電極氣體開關(guān)在LHCD高壓電源中的應(yīng)用研究

楊志剛1，2，黃懿赟1，2，傅鵬1，2，張健1，郭斐1，孫浩章1

（1.中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所，合肥230031；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院科學(xué)島分院，合肥230026）

為在低雜波電流驅(qū)動(dòng)（LHCD）系統(tǒng)打火等嚴(yán)重故障時(shí)及時(shí)保護(hù)高壓電源，提出了設(shè)置三電極氣體開關(guān)作為第一級(jí)快保護(hù)方案，并研制了一套能通流60 kA、5 μs快速導(dǎo)通的三電極氣體開關(guān)。通過(guò)聯(lián)合LHCD高壓電源與開關(guān)進(jìn)行短路故障保護(hù)實(shí)驗(yàn)，證明了開關(guān)工作性能穩(wěn)定，大大提高了LHCD高壓電源運(yùn)行的安全性與可靠性，在脈沖功率裝置中具有較好的應(yīng)用前景。

三電極氣體開關(guān)；低雜波電流驅(qū)動(dòng)（LHCD）；高壓電源；短路故障保護(hù)

引言

EAST（experimental advanced superconductingtokamak）是中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所自行設(shè)計(jì)和研制的世界上第一個(gè)非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，是“九五”國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)目之一。EAST裝置從2006年9月建成至今，已成功進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，為獲得更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需要配備功率更高的輔助加熱系統(tǒng)［1］。EAST輔助加熱是“十一五”國(guó)家發(fā)改委國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，于2008年7月立項(xiàng)，2011年11月開工建設(shè)，預(yù)期建設(shè)4 MW中性束加熱和4 MW低雜波電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，建設(shè)周期4年，于2015年2月順利通過(guò)國(guó)家各部委驗(yàn)收。輔助加熱高壓電源課題組承擔(dān)了其中6 MW/4.6 GHz的低雜波電流驅(qū)動(dòng)LHCD（low hybrid current drive）輔助加熱系統(tǒng)高壓直流電源的研制任務(wù)。……