Mittwoch, 30. August 2017

Gelegentliche HV-Überschläge am Sender PETRA-SL


Im Zeitraum von Ende Mai bis Mitte August wurden drei HV-Überschläge am Sender PETRA-SL registriert. Die Analyse der Transientenrekorder-Daten zeigte, dass die Schwachstelle im Stromkreis zwischen der Modulationsanode und der Kathode von Klystron 1 liegen musste. Der Verdacht fiel zunächst auf das Klystron selbst. Das Klystron konnte allerdings ohne besondere Probleme bis auf 85 kV abgespannt werden. Die im Betrieb an dieser Stelle auftretende Spannung beträgt maximal 65 kV.
Als nächstes wurde das Klystron vom Modulator getrennt und der Modulator separat betrieben. Es traten dann tatsächlich ab einer Spannung von 55 kV gelegentliche kurze Entladungen auf; allerdings betrug die Ereignisdauer weniger als 40 µs. Ein Austausch des Modulatornetzgerätes änderte nichts, so dass als Verursacher nur noch das HV-Kabel zwischen dem Modulatornetzteil und einem Messspannungsteiler, der Messspannungsteiler selbst, das HV-Kabel zum Kurzschlussrelais und das Kurzschlussrelais selbst in Frage kamen. 
Das schrittweise Abklemmen der genannten Komponenten führte schließlich zum Kurzschlussrelais als Verursacher. Vermutlich ereigneten sich die Überschläge zwischen dem Modulationsanodenpotenzialanschluss (linke rot umrandete Potenzialsteuerkugel) und dem elektromechanischen Antrieb des Relais (unter dem rot umrandeten Potenzialsteuerdach). Die Vermutung  konnte bisher nur indirekt dadurch bestätigt werden, dass seit dem Anbringen der genannten Potenzialsteuerelemente keine HV-Überschläge mehr registriert wurden.


Modulator-Kurzschlussrelais auf dem Modulatordach. An der linken rot umrandeten Potenzialsteuerkugel liegt das Modulationsanodenpotenzial des Klystrons an. Die rechte rot umrandete Potenzialsteuerkugel, das rot umrandete Potenzialsteuerdach und der gesamte Modulator liegen auf dem Klystron-Kathodenpotenzial.






Montag, 7. August 2017

PETRA geht nach dem Sommer-Shut-Down wieder in Betrieb

Im Shut-Down wurden unter anderem beide Plunger von Cavity 1 PETRA-Süd-Links ausgetauscht. Nach dem Austausch wurde unverzüglich mit der Vakuum-Konditionierung begonnen. Die Konditionierung erfolgte mit gepulster HF und zusätzlicher Frequenzmodulation.

2016 wurde dagegen kurz nach dem Plunger-Tausch bei SL-Cy2 unverzüglich wieder mit dem Strahlbetrieb begonnen. Die HF-Leistung des Systems Süd-Links und der Strahlstrom wurden dabei im Laufe mehrerer Tage auf die Nennbetriebsdaten hochgefahren.

Der Vergleich zeigt, dass 2016 der Vakuumdruck etwa 3 Wochen nach dem Plunger-Tausch um den Faktor 2 niedriger war.
Vermutlich konditioniert der Strahlbetrieb effektiver als Puls/FM-Konditionierung.


In den nachstehenden beiden Abbildungen ist der Konditioniererfolg im Vergleich zum Plunger-Tausch bei Cavity 2 in 2016 dargestellt.


Obere Abbildung: Vakuumkonditionierung nach dem Austausch der Plunger von Cavity 2 (PETRA-Süd-Links).
Untere Abbildung: Vakuumkonditionierung nach dem Austausch der Plunger von Cavity 1 (PETRA-Süd-Links).
Farblegende:
Rot: Strahlstrom
Blau: Senderleistung
Gelb: Vakuumdruck von Cavity 2
Grün: Vakuumdruck von Cavity 1



HF-Konditionierung

Konditionierparameter:
Pulsfrequenz: 10 Hz
Tastverhältnis: 60%
FM: 400 Hz 

Frequenzhub: +/- 15 kHz

Blau: Gepulste Senderleistung
Rot: Durch FM amplitudenmodulierte Cavity-Spannung (Summe von 6 Cavities)
Zoom in eine Pulsflanke. Man kann hier deutlich die durch die FM amplitudenmodulierte Cavity-Spannung erkennen.
In grün ist zusätzlich die ebenfalls durch die FM amplitudenmodulierte reflektierte Leistung dargestellt.