Characterisation of a hydraulic insulating break prototype for ultrapure cooling water circuit of high voltage components for nuclear fusion experiments

Oggetto di questa tesi è la caratterizzazione del prototipo di un isolatore idraulico (passante idraulico o break) che avrà lo scopo di addurre acqua ultrapura (avente resistività maggiore di 2 Mohm*cm) per il raffreddamento di componenti in alta tensione (fino a 110 kV in corrente continua) per esperimenti di supporto alla fusione nucleare. La caratterizzazione è stata preceduta da uno studio della configurazione elettrostica del break mediante analisi agli elementi finiti. Successivamente, dal punto di vista sperimentale, si è proceduto come segue: 1. è stata eseguita una prova di tenuta dielettrica applicando la piena tensione di funzionamento al break privo di acqua; 2. si è provveduto a mettere a punto il sistema di produzione dell’acqua delle caratteristiche di resistività richieste (superiore a 2 Mohm*cm) tramite filtrazione di acqua deionizzata disponibile in commercio con resistività iniziale dichiarata superiore a 300 Kohm*cm; 3. quindi i prototipi di break oggetto dello studio, preventivamente puliti e successivamente flangiati, sono stati riempiti con tale acqua, per sua stessa natura aggressiva e perciò incline a sciogliere le sostanze con cui entra in contatto, con conseguente riduzione della resistività; in questa fase è stato monitorato l’andamento nel tempo della resistività senza applicazione di tensione; 4. infine, una volta sostituita l’acqua degradata, è stato registrato il decadimento nel tempo della resistività imputabile ai fenomeni elettrochimici prodotti dalla circolazione imposta di corrente elettrica attraverso la colonna d’acqua del break, similmente a quanto previsto nel funzionamento in impianto. Il lavoro svolto ha verificato l’idoneità dal punto di vista dielettrico dell’attuale disegno dei break per l’uso previsto. Ha altresì evidenziato il rapido degrado della resistività dell’acqua in esso contenuta, degrado accentuato dalla presenza di fenomeni elettrochimici che si instaurano con la circolazione di corrente elettrica attraverso la colonna di acqua