超导回旋加速器 静电偏转板测试技术要求DB34／T 3424-2019.pdf

ICS 27.120.99 F 91 DB34 安徽省地方标准 DB 34/T 34242019 超导回旋加速器 静电偏转板测试技术要求Superconducting cyclotron Technical requirements for the test of electrostatic deflection plate 文稿版次选择 2019-11-04发布 2019-12-04实施安徽省市场监督管理局 发布 DB34/T 34242019 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。本标准由合肥中科离子医学技术装备有限公司提出。本标准归口单位：安徽省超导回旋加速器标准化技术委员会。本标准起草单位：合肥中科离子医学技术装备有限公司、中国科学院等离子体物理研究所、安徽省质量和标准化研究院。本标准主要起草人：李君君、裴坤、顾康鑫、黄雄一、邢以翔、丁开忠、葛剑、周健、潘结春、陈永华、冯汉升、陈根、宋云涛、程鸣。DB34/T 34242019 1 超导回旋加速器 静电偏转板测试技术要求 1 范围 本标准规定了超导回旋加速器静电偏转板测试的术语和定义、测试内容、测试流程和安全要求。本标准适用于超导回旋加速器静电偏转板的测试，用于其他类型加速器及产品的静电偏转板测试可参考此文件。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 9706.1 医用电气设备 第一部分:安全通用要求 DB34/T 3113-2018 超导回旋加速器 输运线降能器设计准则 3 术语和定义 DB34/T 3113-2018 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了DB34/T 3113-2018 中的某些术语和定义。3.1 静电偏转板 electrostatic deflection plate ESD 超导回旋加速器中，利用较高电压形成高压电场，使加速器的粒子向外偏离加速轨道，进而通过特定通道脱离加速器，进入束流输运系统，最终送达靶室的装置。3.2 束流 beam 由大量带电粒子在电磁场作用下，大体上沿某一特定方向运动时，形成的带电粒子流。DB34/T 3113-2018，定义3.1 3.3 馈线 feeder line ESD 系统中实现高电压传输的线缆。3.4 馈管 feeder DB34/T 34242019 2 ESD 系统中实现高电压传输的陶瓷管。3.5 真空腔 vacuum chamber 密闭腔体，腔体内部为真空环境，腔体两侧与高压馈管通过密封件连接。3.6 老炼 sophistication 在电气试验中，对全新或检修后的设备通高压而产生电流电压，将设备内的毛刺、杂物去除的过程。3.7 切割膜 septum 构成静电偏转板的一对弧形电极中位于内侧的接地的电极。4 测试内容 4.1 ESD 系统测试电气连接图如图 1 所示，测试流程如图 2 所示。4.2 测试内容应包括：a)ESD 系统馈线和馈管耐压测试；b)ESD 系统老炼测试；c)ESD 本体在磁场背景下的耐压测试；d)ESD 本体在磁场和束流背景下的耐压测试。图1 ESD系统测试电气连接图 DB34/T 34242019 3 馈线/馈管耐压测试ESD老炼磁场背景耐压测试磁场&束流背景耐压测试测试合格 测试不合格 结束测试合格合格合格合格不合格不合格不合格不合格开始测试 图2 ESD系统测试流程图 5 测试流程 5.1 ESD系统馈线和馈管耐压测试 5.1.1 测试条件 5.1.1.1 如图 1 所示，馈管应置于封闭的真空腔中。5.1.1.2 测试时，应从真空腔中取出 ESD 本体，使回路处于空载状态。5.1.1.3 测试时，真空腔中的真空度应优于 510-4 Pa。5.1.2 测试要求 5.1.2.1 系统在升压过程中应无放电现象。5.1.2.2 系统在电压不小于 80 kV 时可稳定运行不低于 8 h。5.1.2.3 系统测试过程中，电压稳定时漏电流应不大于 0.1 mA。5.1.3 测试步骤 DB34/T 34242019 4 5.1.3.1 测试系统搭建 包括：a)按图 1 按照ESD 系统设计要求连接电气回路；b)去除 ESD 本体；c)封闭 ESD 测试腔体，并抽真空至优于 510-4 Pa。5.1.3.2 耐压测试 如图3 所示流程进行测试并在 ESD 实验数据记录表（见附录A）中记录测试结果。开始测试系统放电？测试合格 测试不合格 结束测试U=U+2kV U80kV？否否是是U=0.5kV,T2=0,T=0,T&T2开始计时T5min？T=0T开始计时T210h？否是否T8h？否 图中：U 为ESD 本体施加的电压；T 为电压在每个阶段的维持时间；T2 为整个测试过程所用时间。图3 ESD系统馈线和馈管耐压测试流程图 5.1.3.3 测试结束 包括：a)关闭高压电源；DB34/T 34242019 5 b)使用放电棒释放系统残留的电荷。5.2 ESD系统老炼测试 5.2.1 测试条件 应满足：a)如图 1 所示，将 ESD 本体至于真空腔中；b)真空腔中真空应优于 510-4 Pa；c)向 ESD 本体施加一个不低于 1 T 且垂直向上的均匀磁场。5.2.2 测试要求 应满足：a)当电压小于 45 kV 时，系统应按照不高于 1 kV/5 min 的速率加压；b)当电压大于 45 kV 时，系统应按照不高于 1 kV/30 min 的速率加压；c)系统电压达到 80 kV 时维持不低于 8 h；d)测试过程中如发生放电现象，应立即将电压减小 1 kV 并等待一定时间（电压小于 45 kV 时等待 5 min，电压大于 45 kV 时等待30 min），随后重复 a)、b)、c)的步骤。5.2.3 测试步骤 5.2.3.1 测试系统搭建 包括：a)如图 1 所示，按照设计要求连接测试系统回路；b)封闭真空腔并抽真空至优于 510-4 Pa；c)在 ESD 本体区域施加一个不低于 1 T 的垂直向上的均匀磁场。5.2.3.2 老炼测试 如图4 所示流程进行老炼测试并在 ESD 实验数据记录表中记录测试结果。5.2.3.3 测试结束 包括：a)关闭高压电源；b)使用放电棒释放系统残留的电荷。DB34/T 34242019 6 开始测试系统放电？U=U-1kV 结束测试U45kV？是是输出电压U80kV？T272h？T10min？U=U+1kVT30min？U=U+1kV否是是否是否否T8h？否是T=0T开始计时否否U=0.5kV,T2=T=0,T&T2开始计时是 图中：U 为ESD 本体施加的电压；T 为电压在每个阶段的维持时间；T2 为整个测试过程所用时间。图4 ESD系统老炼测试流程图 5.3 磁场背景下的耐压测试 5.3.1 测试条件 按 5.2.1 的规定。5.3.2 测试要求 应满足：a)系统在升压过程中应无放电现象；b)系统在电压不小于 80 kV 时可稳定运行（无放电现象）不低于 8 h。5.3.3 测试步骤 5.3.3.1 系统搭建 DB34/T 34242019 7 按 5.2.3.1 的规定。5.3.3.2 耐压测试 如图5 所示流程进行测试，并在 ESD 实验数据记录表中记录测试结果。5.3.3.3 测试结束 包括：a)关闭高压电源；b)使用放电棒释放系统残留的电荷。开始测试系统放电？结束测试U45kV？输出电压U80kV？T10min？U=U+1kVT30min？U=U+1kV否是是否是否否T8h？否是否U=0.5kV,T2=0,T2开始计时T=0T开始计时T=0T开始计时测试合格 测试不合格是T235h?是否 图中：U 为ESD 本体施加的电压；T 为电压在每个阶段的维持时间；T2 为整个测试过程所用时间。图5 ESD系统磁场背景耐压测试流程图 DB34/T 34242019 8 5.4 磁场和束流背景下的耐压测试 5.4.1 测试条件 应满足：a)按 5.2.1 的规定；b)在切割板和电极之间水平方向施加 200 MeV 的束流。5.4.2 测试要求 按 5.3.2 的规定。5.4.3 测试步骤 5.4.3.1 搭建测试平台 包括：a)按照 5.2.3.1 搭建测试平台；b)在切割板和电极之间水平方向施加 200 MeV 的束流。5.4.3.2 耐压测试 如图6 所示流程进行测试，并在 ESD 实验数据记录表中记录测试结果。5.4.3.3 测试结束 包括：a)关闭束流装置；b)关闭高压电源；c)使用放电棒释放系统残留的电荷。6 安全要求 包括但不限于：a)测试系统应按照图 1 接线，且接线牢靠；b)保护接地应按 GB 9706.1 的规定执行；c)测试时人员应远离测试罐 1.5 m 以上。DB34/T 34242019 9 开始测试系统放电？结束测试U45kV？输出电压U80kV？T10min？U=U+1kVT30min？U=U+1kV否是是否是否否T8h？否是否U=0.5kV,T2=0,T2开始计时T=0T开始计时T=0T开始计时产品合格 产品不合格是T235h?是否 图中：U 为 ESD 本体施加的电压；T 为电压在每个阶段的维持时间；T2 为整个测试过程所用时间。图6 ESD系统磁场和束流背景下耐压测试流程图 DB34/T 34242019 10 A A 附 录 A（资料性附录）ESD实验数据记录表 ESD 实验数据记录表 记录编号：温度：湿度：真空度实际值：实验时间：磁场强度：电压（kV）电流（A）现象 电压（kV）电流（A）现象 记录人：审核人：_