一种用于粒子加速器的屏蔽管沟及其使用方法

本发明涉及粒子加速器电磁兼容领域，特别是关于一种用于粒子加速器的屏蔽管沟及其使用方法。

背景技术：

1、随着粒子加速器装置在工业、医疗和科研等领域的应用愈广，对其可靠性和电磁环境要求越来越高，如何降低电磁发射、减少电磁干扰问题，从而实现粒子加速器的电磁兼容性显得越来越重要。

2、束流输运线是粒子加速器的主体部分，也是粒子加速器电磁环境最复杂的区域，这是因为：首先，束流输运线上设备众多，敏感设备和噪声源设备无法完全实现隔离；其次，束流输运线属于电缆布线密集区域，包含大量的交流电源线、磁铁电源线以及各类信号线缆，这些线缆以线间串扰和空间辐射发射的方式对输运线的电磁环境造成影响；再次，采用屏蔽电缆或者屏蔽桥架只能在一定程度上降低发射水平，而磁铁等大功率电缆因发热问题不适合采用屏蔽桥架，电缆发热问题不仅引起安全运行的风险，还因阻抗变化对系统运行稳定性造成一定影响；最后，束流输运线上敷设的桥架占用了极大安装空间，给系统维护造成影响。

3、综上所述，为改善粒子加速器的束流输运线上因线缆导致的电磁干扰问题、因发热而影响运行稳定性和安全运行问题以及维护空间不足等问题，需要一种适用于粒子加速器束流输运线复杂电磁环境的屏蔽管沟。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于粒子加速器的屏蔽管沟及其使用方法，能够改善粒子加速器的束流输运线上因线缆导致的电磁干扰问题、因发热而影响运行稳定性和安全运行问题以及维护空间不足问题。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一方面，提供一种用于粒子加速器的屏蔽管沟，包括主管沟、屏蔽盖板、桥架系统、接地系统、温度传感器和风管，其中，所述主管沟为顶部开口的工艺地网结构，所述桥架系统包括桥架托臂、槽式桥架、盘式桥架和梯式桥架；

3、所述主管沟的顶部固定连接所述屏蔽盖板构成屏蔽结构；所述接地系统利用粒子加速器的建筑钢筋混凝土的钢筋网敷设完成，用于粒子加速器工艺接地；

4、所述主管沟内纵向间隔设置有若干所述桥架托臂，每一所述桥架托臂上分别设置所述槽式桥架、盘式桥架或梯式桥架，所述槽式桥架用于敏感信号线缆敷设，所述梯式桥架和盘式桥架用于实现磁铁电源电缆和交流电缆的敷设；所述主管沟内以及所述盘式桥架和梯式桥架上还分别设置有用于监测所述主管沟内温度和大功率电缆温度的所述温度传感器；位于所述梯式桥架的下方，所述主管沟内还设置有所述风管，所述风管与束流输运线的风管连接，用于通过送风调节所述主管沟内的温度；

5、所述温度传感器和风管分别电连接上级的控制系统。

6、进一步地，所述主管沟利用水泥和粒子加速器的周边钢筋网搭接成，通过束流输运线底板的钢筋混凝土敷设，并通过扁钢搭接所述主管沟的钢筋网，且所述主管沟设置在粒子加速器的束流输运线设备接线的维护通道侧。

7、进一步地，所述主管沟的顶部两侧间隔引出设置搭接点，分别与两侧用于固定所述屏蔽盖板的金属角钢焊接搭接；

8、所述主管沟的上部设置有用于对从对应桥架出线的线缆进行紧固的固线器；

9、所述主管沟的底部开设有用于系统非正常运行工况下排水的排水沟。

10、进一步地，所述屏蔽盖板与金属角钢的搭接处采用热侵锌处理，并设置有导电胶条。

11、进一步地，所述主管沟内的两侧和中部，以及所述盘式桥架和梯式桥架的两侧和中部分别设置有一所述温度传感器。

12、进一步地，所述屏蔽盖板上设置有通风孔、活动把手和线缆接口板。

13、进一步地，所述梯式桥架敷设在所述主管沟底部靠近所述风管处的所述桥架托臂上。

14、另一方面，提供一种基于用于粒子加速器的屏蔽管沟的使用方法，包括：

15、设置主管沟和屏蔽盖板，以实现屏蔽管沟的整体屏蔽；

16、通过主管沟内以及盘式桥架和梯式桥架上设置的温度传感器监测主管沟内的温度和大功率电缆的温度，并通过上级的控制系统调节风管的送风量，进而控制主管沟内的温度；

17、在主管沟内纵向间隔设置若干桥架托臂，每一桥架托臂上分别设置槽式桥架、盘式桥架或梯式桥架；

18、线缆通过主管沟内的对应桥架出线后，通过屏蔽盖板上的线缆接口板出线；

19、通过测试辐射发射、线间串扰指标和温度指标，验证和评价建立的屏蔽管沟的性能。

20、进一步地，所述设置主管沟和屏蔽盖板，以实现屏蔽管沟的整体屏蔽，包括：

21、通过人工接地极利用束流输运线底板的钢筋混凝土搭接三面的建筋网构建得到主管沟；

22、在主管沟的顶部两侧间隔设置搭接点，在屏蔽盖板与主管沟两侧搭接处安装金属角钢，并与搭接点焊接；

23、金属角钢与屏蔽盖板通过紧固螺栓搭接；

24、在屏蔽盖板上设置通风孔；

25、在屏蔽盖板上根据需要设置线缆接口板。

26、进一步地，所述通过测试辐射发射、线间串扰指标和温度指标，验证和评价建立的屏蔽管沟的性能，包括：

27、根据温度传感器监测的温度和预先设定的温度指标，验证屏蔽管沟及其内的线缆是否符合要求；

28、在主管沟外部测试空间辐射发射水平以及粒子加速器的所有设备均工作在额定状态，从而对屏蔽管沟的整体屏蔽效能进行评价；

29、分别采用近场探头和电流探头测试主管沟内敏感线缆上的噪声水平和大功率电缆近场的发射水平，并根据预先设定的线间串扰指标，验证屏蔽管沟的电磁兼容性。

30、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

31、1、本发明利用粒子加速器的建筑钢筋混凝土敷设屏蔽管沟，并用于电缆敷设，极大改善了输运线上因线缆导致的电磁发射和电磁干扰问题，同时能够根据电磁兼容控制要求和散热需求实现对不同电缆的敷设功能。

32、2、本发明通过通风系统对大功率电缆进行温度控制，改善了电缆因温度变化导致的阻抗不稳定问题以及因电缆密集敷设而发热导致的安全运行问题。

33、3、本发明将通常布置于输运线上的桥架路由移至屏蔽管沟内敷设，减少了对输运线空间的占用，便于系统维护。

34、4、本发明考虑路由间的线缆串扰问题、桥架的屏蔽效能以及电缆的转弯半径等因素，桥架路由的分布按照自上而下为信号线缆路由、交流电缆路由以及磁铁电源电缆路由设置。

35、5、本发明依据粒子加速器具体结构特点设计，具有较强的工程应用意义，对大型科研装置同样具有适用性。

36、综上所述，本发明可以广泛应用于粒子加速器电磁兼容领域中。

技术特征：

1.一种用于粒子加速器的屏蔽管沟，其特征在于，包括主管沟、屏蔽盖板、桥架系统、接地系统、温度传感器和风管，其中，所述主管沟为顶部开口的工艺地网结构，所述桥架系统包括桥架托臂、槽式桥架、盘式桥架和梯式桥架；

2.如权利要求1所述的一种用于粒子加速器的屏蔽管沟，其特征在于，所述主管沟利用水泥和粒子加速器的周边钢筋网搭接成，通过束流输运线底板的钢筋混凝土敷设，并通过扁钢搭接所述主管沟的钢筋网，且所述主管沟设置在粒子加速器的束流输运线设备接线的维护通道侧。

3.如权利要求1所述的一种用于粒子加速器的屏蔽管沟，其特征在于，所述主管沟的顶部两侧间隔引出设置搭接点，分别与两侧用于固定所述屏蔽盖板的金属角钢焊接搭接；

4.如权利要求3所述的一种用于粒子加速器的屏蔽管沟，其特征在于，所述屏蔽盖板与金属角钢的搭接处采用热侵锌处理，并设置有导电胶条。

5.如权利要求1所述的一种用于粒子加速器的屏蔽管沟，其特征在于，所述主管沟内的两侧和中部，以及所述盘式桥架和梯式桥架的两侧和中部分别设置有一所述温度传感器。

6.如权利要求1所述的一种用于粒子加速器的屏蔽管沟，其特征在于，所述屏蔽盖板上设置有通风孔、活动把手和线缆接口板。

7.如权利要求1所述的一种用于粒子加速器的屏蔽管沟，其特征在于，所述梯式桥架敷设在所述主管沟底部靠近所述风管处的所述桥架托臂上。

8.一种基于权利要求1至7任一项所述的用于粒子加速器的屏蔽管沟的使用方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述设置主管沟和屏蔽盖板，以实现屏蔽管沟的整体屏蔽，包括：

10.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述通过测试辐射发射、线间串扰指标和温度指标，验证和评价建立的屏蔽管沟的性能，包括：

技术总结
本发明涉及一种用于粒子加速器的屏蔽管沟及其使用方法，其特征在于，包括主管沟、屏蔽盖板、桥架系统、接地系统、温度传感器和风管，其中，主管沟为顶部开口的工艺地网结构，桥架系统包括桥架托臂、槽式桥架、盘式桥架和梯式桥架；主管沟的顶部固定连接屏蔽盖板构成屏蔽结构；接地系统用于粒子加速器工艺接地；主管沟内纵向间隔设置有若干桥架托臂，每一桥架托臂上分别设置槽式桥架、盘式桥架或梯式桥架；主管沟内以及盘式桥架和梯式桥架上还分别设置有温度传感器；位于梯式桥架的下方，主管沟内还设置有风管，风管与束流输运线的风管连接；温度传感器和风管分别电连接上级的控制系统，本发明可以广泛应用于粒子加速器电磁兼容领域。

技术研发人员：封安辉,杨建成,张永搏,阮爽,刘晔,王儒亮,郑亚军,陈玮
受保护的技术使用者：中国科学院近代物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23