ITER NBIに向けたフルサイズモックアップブッシングの真空絶縁試験

Voltage holding test of full-size mockup bushing for ITER NBI

戸張 博之; 井上 多加志; 大楽 正幸; 山中 晴彦; 梅田 尚孝; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 武本 純平; 渡邊 和弘; 坂本 慶司

Tobari, Hiroyuki; Inoue, Takashi; Dairaku, Masayuki; Yamanaka, Haruhiko; Umeda, Naotaka; Taniguchi, Masaki; Kashiwagi, Mieko; Takemoto, Jumpei; Watanabe, Kazuhiro; Sakamoto, Keishi

ITER NBIの高電圧ブッシングは、絶縁ガス中で伝送される電力及び冷却水を真空中に設置されるイオン源,加速器に100万ボルトを絶縁しつつ供給する絶縁導入部である。高電圧ブッシングは絶縁材を5段重ねにした構造であり、内部に多くの配管,配線が貫通するため絶縁材には外径1.56mのセラミックリングが必要である。しかしながら、従来の技術で製作できるセラミックリングは1m程度が限界であった。また、セラミックリングが真空とガスの境界になるため、セラミックと金属を接合し、密閉する必要があるが、これほど大型セラミックの接合方法は確立していなかった。そこで、新たなセラミック成形法及び大型セラミックリングと金属の接合方法を開発した。さらに、絶縁材と金属の接合部を起点とする放電を抑制する電界緩和部品を開発し、ITER NBIと同規模の大型絶縁体を試作した。真空中で大型絶縁体の耐電圧試験を行ったところ、24万ボルトを1時間以上にわたり安定に保持し、ITER NBIで要求される絶縁性能を実証した。

The high voltage bushing in the ITER NBI has a five-stage structure composed of large bore ceramic rings. The ceramic ring must be 1.56 m in diameter because many conductors are located keeping insulation inside the ceramic ring. However, in conventional technique, the diameter has been limited less than 1 m. The joining technique of the brazing between the large ceramic ring with metal has not been established. Then, new forming method of the large ceramic ring and the brazing technique were developed. As a result, the large ceramic of 1.56 m in diameter was successfully manufactured and the ceramic ring was brazed to Kovar rings with vacuum tightness. To enhance voltage holding capability of the manufactured insulator, stress ring to suppress the breakdown staring from the joining point of the ceramic and metal was also developed. In the high voltage test of the insulator, 240 kV was sustained stably over 1 hour, and the voltage holding capability required in ITER was verified.