LS1 Report: alive and kicking!
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Description
Following eleven months of meticulous maintenance and consolidation works, the LHC's extraction kicker magnets (MKDs) and its pulse generators are back in the accelerator for a new phase of tests. Used to dump the beam, these kicker magnets are essential for the safety of the machine.
Pulse generators for the extraction kicker magnets at Point 6. The high voltage cables leading to the magnets can be seen in red.
The LHC's kicker magnets are something rather special. Unlike most of the accelerator's extraction magnets, they only operate for a short period of time and focus on providing a quick "kick" to deflect the beam. If fact, they are permanently under voltage to be ready to go, and have only 3 microseconds in order to establish their kicking pulse! This means they have to be very powerful - with the help of their own high-powered pulse generators - and extremely well in synch - with the help of control and electronic specialists.
"During this shutdown, we completely removed the kicker's pulse generators from the tunnel, and disassembled them in Building 867 for cleaning, checks and part replacements," says Francesco Castronuovo, LS1 co-ordinator for the LHC Beam Dumping System consolidation. "As we had noticed some limitations in the generators during the first run of the LHC, it was essential to completely consolidate them before the next run. One key update was the replacement of the generator's high voltage connections, which carry a staggering 20 kA and 30 kV!"
These high voltage connections, of course, also influence the performance of the kicker magnets themselves. During the shutdown, the TE-ABT-FPS team worked on replacing and repairing high voltage semiconductor switches within the MKDs. Some 4,500 components have been individually tested. Hardware tests are being carried out on these switches, as well as the entire kicker magnet chain. Further tests are also ongoing to verify the shape and timing of each magnet's pulse, and ensure that the magnets work together to influence the LHC beam.
"The LHC's kickers are utterly unique; no other magnet can generate such a strong pulse in such a short time," concludes Francesco. "But while this is what makes them special, it also makes them quite a challenge!"
With the generators now reinstalled in the tunnel, two teams from the TE-ABT group have begun a series of hardware tests to see how their improvements work outside of laboratory conditions. These tests began at the end of last year and will take about three months. After this, a team from Operations will take over to ensure the kicker's performance reliability and repeatability. These tests will take a further six months.
| Meanwhile, elsewhere In the LHC, the two major R2E cabling campaigns at Points 5 and 7 are now finishing within schedule, with new cables and connectors being tested. Over in sector 8-1, pressure tests took place on 8 April to qualify the interconnection consolidations. These have been very successful. The SMACC project continues to progress. A major success was the installation of the final diodes on the quadrupoles at the beginning of the week. Shunts are now being installed across the LHC and the wagon welding the M line has entered its last sector. Over in the PS, the POPS (POwer for PS) is currently being tested with high voltage and the second phase of tests on the new PS Access System was performed last week. "The global test week of the new PS PSS is almost complete," says Pierre Ninin, project leader of the PS complex safety system. "It has been very fruitful to test the interfaces, dependencies and behaviour of all the safety chains. The outcome is very positive and no critical issues have been found.” The complete system will be validated during the DSO tests of each facility. Meanwhile in the PS Booster, TE-EPC is testing the power converters and, at the SPS, everything proceeds under schedule. |
Other (French)
Après onze mois de travaux de maintenance et de consolidation méticuleux, les aimants de déflexion rapide du système d’extraction (Magnet Kicker Dump - MKD) du LHC et leurs générateurs d’impulsions ont retrouvé leur place dans l’accélérateur pour une nouvelle série de tests. Ces aimants, qui servent à absorber le faisceau, sont essentiels pour la sécurité de la machine.
Les générateurs d’impulsions des aimants de déflexion rapide du système d’extraction au point 6. On peut voir les câbles à haute tension qui relient les aimants (en rouge).
Les aimants de déflexion rapide (kickers) du Grand collisionneur de hadrons (LHC) sont peu banals. Contrairement à la plupart des autres aimants d’extraction de l’accélérateur, ils ne fonctionnent que brièvement et servent essentiellement à donner un « coup » rapide au faisceau pour le défléchir. En fait, comme ils ne disposent que de trois microsecondes pour agir, ils sont en permanence sous tension. « Pendant cet arrêt, nous avons retiré du tunnel tous les générateurs d’impulsions des kickers. Nous les avons ensuite démontés dans le bâtiment 867 pour les nettoyer, les vérifier et remplacer certaines pièces, explique Francesco Castronuovo, coordinateur LS1 pour la consolidation du système d’absorption de faisceau du LHC. Lors de la première période d’exploitation du LHC, nous avions remarqué que les générateurs présentaient certaines limites. Il était donc crucial de les consolider avant la deuxième période d’exploitation. L’une des mises à jour les plus importantes a été de remplacer les connexions haute tension des générateurs, pour qu’elles supportent un courant pouvant atteindre jusqu’à 20 kA et 30 kV ! »
Des travaux de maintenance et de consolidation sont effectués sur les générateurs d’impulsions dans le bâtiment 867.
Bien entendu, ces connexions haute tension influencent aussi la performance des aimants de déflexion rapide. Pendant l’arrêt, l’équipe de la section FPS du département Technologie a remplacé et réparé à l’intérieur des aimants les commutateurs haute tension à semi-conducteurs. Ainsi, quelque 4500 éléments ont été testés séparément. Ces commutateurs subissent actuellement des essais de matériel, tout comme la chaîne entière d’aimants de déflexion rapide. D’autres tests en cours visent à vérifier la forme et à mesurer le temps de chaque impulsion des aimants, afin que ces derniers soient bien synchronisés en vue d’agir sur les faisceaux du LHC. « Les aimants de déflexion rapide du LHC sont absolument uniques. Aucun autre aimant n'est capable de produire une telle impulsion aussi rapidement, ajoute Francesco. C’est ce qui les rend si spéciaux, mais également si délicats à gérer ! »
Maintenant que les générateurs ont été améliorés et ont réintégré le tunnel, deux équipes du groupe ABT du département Technologie ont démarré une série de tests de matériel pour vérifier comment ils fonctionnent en conditions réelles. Ces essais ont commencé à la fin de l’année dernière et dureront environ trois mois. Ensuite, une équipe du groupe Opérations prendra le relais pour vérifier la performance, la fiabilité et la répétabilité des aimants de déflexion rapide. Ces essais prendront encore six mois.
| Pendant ce temps, ailleurs Au LHC, les deux grandes campagnes de câblage R2E (Radiation to Electronics) aux points 5 et 7 se terminent dans les délais. Il ne reste qu'à tester les nouveaux câbles et connecteurs. Au secteur 8-1, des essais de pression ont eu lieu le 8 avril afin de qualifier les consolidations des interconnexions, des essais qui ont été très concluants. Le programme SMACC (Superconducting Magnets and Circuits Consolidation) progresse. En début de semaine, l'installation des dernières diodes sur les quadripôles a été un grand succès. Les shunts sont en train d’être installés tout au long du LHC, et le wagon assurant le soudage de la ligne M vient d’atteindre son dernier secteur. Des tests haute tension sont actuellement effectués sur le système d’alimentation du PS (Power for PS - POPS), tandis que la deuxième phase de tests sur le nouveau système d'accès du PS a eu lieu la semaine dernière. « On arrive au bout de la semaine de tests généraux du nouveau PSS du PS, explique Pierre Ninin, chef de projet pour le système de sûreté du complexe du PS. Tester les interfaces, les dépendances et le comportement de toutes les chaînes de sécurité a été très fructueux. Le résultat est très positif et aucun problème critique n’a été trouvé. » Le système entier sera validé lors des tests « DSO ». Entre temps, au Booster du PS, l’équipe du groupe EPC du département Technologie est en train de tester les convertisseurs de courant, tandis qu’au SPS tout progresse comme prévu. |
Files
Extraction kicker magnets_image.jpg
Additional details
Identifiers
- CDS
- 1693855
- CDS Report Number
- BUL-NA-2014-072
Related works
- Is published in
- Periodical issue: ty6sg-ysw16 (CDS)
- Periodical issue: wy0qc-j5516 (CDS)