J-PARCクライストロン電源の高圧整流器の改修

Improvement of high voltage rectifier of J-PARC klystron power supply

千代 悦司; 佐川 隆*; 鳥山 稔*

Chishiro, Etsuji; Sagawa, Ryu*; Toriyama, Minoru*

J-PARCリニアックのクライストロン電源は、12相の600Vの交流電圧を位相制御されたサイリスタにてチョップし、変圧器にて110kVまで昇圧し、整流器にて直流化し、直流高電圧を発生している。本電源では、昇圧変圧器、整流器および平滑用リアクトルが一体化し、変圧整流器を構成しているが、この変圧整流器の整流器が、稼働時間が30,000時間以上経過すると故障が発生し、しばしば加速器を長期間停止させてきた。整流器は、ダイオードと分圧用のコンデンサーを並列に接続し、多段にスタックすることで耐電圧を得ている。故障した整流器を調査したところ、セラミックコンデンサーのモールド内のセラミック沿面で絶縁破壊しており、耐圧以上の電圧がコンデンサーに印加されていた。高電圧がコンデンサーに印加される原因を調査し、その対策を整流器に施した。現在、改修された整流器を装着した変圧整流器を長時間運転し、対策の妥当性を評価している。

Klystron power supplies in the J-PARC have been generated high voltage DC power by chopping 12-phase AC voltage power by thyristors, and boosting the voltage up to 110 kV in step-up transformer and rectifying the voltage in high voltage rectifiers. Some of the high voltage transformers (HVTR), which consist of the step-up transformer and the high voltage rectifier and the reactor, were often broken in the running time of over 30,000 hours. This failure caused the long-term shut down of the J-PARC facility. The high voltage rectifier composed diodes and condensers by a series connection of 66 stages. Investigation of the failed rectifier shows that the capacitors ware applied the overvoltage because the flashover occurred on the ceramic surface. We investigated the mechanisms applying the overvoltage and took measure for the overvoltage to the rectifier. The HVTR with the improved rectifier has been operating for long term to assess the modification effect.