電磁石電源装置の長期的安定運用を実現する安全安心な維持管理手法の提案

Proposal of safe and secure maintenance method to realize long-term stable operation of electromagnet power supply

小野 礼人; 高柳 智弘   ; 植野 智晶*; 堀野 光喜*; 山本 風海   ; 金正 倫計  

Ono, Ayato; Takayanagi, Tomohiro; Ueno, Tomoaki*; Horino, Koki*; Yamamoto, Kazami; Kinsho, Michikazu

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の3GeVシンクロトロン加速器には、1MWの大強度ビームを生成するために開発された電磁石用の電源装置が多数配置されている。これらの電源装置は、陽子ビームの軌道制御の要求に合わせて専用に開発されており、多種多様な出力波形の形式,定格仕様、更には異なる筐体のサイズや電源回路で構成されている。J-PARC用に開発されたこれらの電源装置には世界最先端の技術が集約されており、故障が少ない安定した運転、かつ故障時に大きなトラブルに発展しない安全な機器として運用するためには、新しい装置として特徴を良く理解した適切かつ的確な管理により機器装置の性能を維持しなければならない。しかし、それぞれの装置の仕様や機能は異なっており、更には製作メーカーも違っているため、装置の構造・構成・特徴に合わせた維持管理手法が必要である。維持管理の手法は大きく分けて3つのタイプがある。機器・部品の劣化による交換や後継機種への更新を目的とした週・月・年ごとに実施する「メンテナンス」、運転中の装置の状態を常時監視し、異常・異変の有無を確認する「日常点検」、突発的な故障の修理を目的とした「トラブル対応」に分類できる。本報告書では、電磁石電源グループで実施している保守管理の事例を基に、「メンテナンス」、「日常点検」、「トラブル事例」の内容を紹介する。特に、修理などの交換作業を容易にするアイデアを含めた作業管理手法、および装置の構成・構造・特徴に依らない、電源の保守作業時に必要な注意すべき点を整理して報告する。

The 3-GeV rapid cycling synchrotron of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) uses a large number of electromagnet power supplies in order to manipulate a high-intensity beam of 1 MW. These devices have been specially developed to meet the requirement to achieve acceleration of the 1-MW proton beams. State-of-the-art technologies are used to these devices. To achieve stable operation with few failures, and to prevent major troubles in the event of a failure, it is necessary to maintain the performance of the devices under the appropriate and accurate management strategy with an enough understanding of its characteristics. However, since the specification and function of each device is different respectively, and it is also produced by different manufacturer, we have to maintain adequately according to the structure, configuration and features of the apparatus. There are typically three major stages in the maintenance works. First, "Daily inspection" is constantly performed to monitor the status of the equipment during operation and check for any errors or abnormalities. Second, "Routine maintenance" is carried out weekly, monthly, or yearly to fix the errors, or to replace the parts that are deteriorated. Third, "Troubleshooting" is conducted to recover from sudden failures. In this report, we will introduce the specific contents of "Routine maintenance", "Daily inspection", and "trouble case" based on the experiences of the electromagnet power supply group. In particular, we will report the work management methods, including ideas for facilitating recovery work. We will also summarize the important points of a matter that does not depend on the configuration, structure, and characteristics of the equipment.