La comadreja que paró el LHC Run 2

Por Francisco R. Villatoro, el 3 mayo, 2016. Categoría(s): Física • LHC - CERN • Noticia CPAN • Noticias • Physics ✎ 11

Dibujo20160503 Relevant LHC Morning Meeting slides Photo of the damage LHC CERN

Ya lo sabes. El viernes 29 de abril de 2016 a las 05:30 AM una comadreja provocó un cortocircuito en un transformador de alta tensión en el punto 8 del LHC. Saltaron los sistemas de protección y todas las operaciones del LHC se pararon. Se reconfiguró la red para suministrar potencia eléctrica a todos los usuarios críticos (en especial a los sistemas criogénicos). La avería está en reparación. La semana próxima se reanudarán las colisiones. Un pequeño contratiempo que no debe preocupar a nadie (y que deseamos que no se repita).

Por cierto, costó ~07:30 horas identificar la causa del problema. Se contactó de forma urgente con dos empresas que tras ~08:30 horas de evaluación realizaron un presupuesto. Ya se está reparando el transformador y sustituyendo los cables afectados. Más información en Harriet Jarlett, «Repairs ongoing on electrical installations at CERN,» CERN News, 02 May 2016; información más técnica en Stefano Bertolasi, «Fault 66 kV transformer LHC8,» LHC Morning Meetings, 02 May 2016 [PDF].

Dibujo20160503 General lay-out of the CERN power network LHC CERN

Esta figura resume la estructura de la red eléctrica del CERN. La energía la suministran dos compañías, la suiza EOS (Energie Ouest Suisse) y la francesa RTE (Réseau Transport Electrique). La suiza EOS provee una línea de 130 kV desde la estación de potencia de Verbois (cerca de Ginebra), que llega a la subestación de Meyrin, cerca del punto 1 del LHC, desde donde distribuye una línea de 18 kV que recorre todo el perímetro del LHC. La francesa EOS provee líneas de 400kV/66kV/18kV desde la estación de potencia de Génissiat, a través de la pequeña estación de Bois-Tollot, que está conectada a la subestación principal del CERN en Prévessin (ambas dentro del perímetro del LHC). Desde Prévessin se distribuye potencia al LHC con líneas a 66kV y 18kV. En los puntos de acceso al LHC numerados 1, 2, 4, 6 y 8 hay transformadores de 66kV/18kV. La mayoría de los sistemas del LHC funcionan gracias a la línea de potencia de 18 kV (imanes, radio frecuencia, refrigeración y ventilación del túnel).

En el punto 8 (donde se encuentra LHCb) confluyen líneas de alta tensión de 66 kV, que lo conectan con SPS, y de 18 kV, que lo conectan con los puntos 1 (ATLAS) y 7. El suceso ocurrió en dos fases. En los primeros 500 ms se generó un arco eléctrico en un terminador de 18 kV. No afectó a las líneas de 400 kV (que no llegan al punto 8) ni a las de 66 kV, pero redujo en un 20% la potencia en las líneas de 18 kV y 3,3 kV, lo que impactó en el sistema criogénico. En los segundos 150 ms el arco se propagó a un terminador de 66 kV. Redujo en un 10% la potencia de las líneas de 400 kV y 66 kV, y un 66% las de las líneas de 18 kV y 3,3 kV. Toda la red a 66 kV recibió una sobrecarga 2,5 superior a la nominal. Por fortuna todos los sistemas de protección del LHC funcionaron perfectamente.

Dibujo20160503 friday morning event transformer damage 18 kV LHC CERN

Las subestaciones de potencia en el CERN se encuentran al aire libre. Protegidas de los animales con vallas, no es posible evitar que, de forma excepcional, algún animal provoque un cortocircuito. ¿Se trata de un error de diseño? No lo creo. Las subestaciones se pueden soterrar, pero hay que usar como aislante un gas inerte (como el SF6), lo que encarece mucho el coste. Usar como aislante el aire es mucho más barato, e igualmente eficaz. Además, los accidentes con animales son muy excepcionales. Por tanto, no creo que se pueda considerar un error de diseño. La fotografía de arriba muestra la subestación afectada por el incidente.

Dibujo20160503 New 18 kV cables ready for terminations LHC CERN

Las labores de reparación están en curso. Hay que sustituir el cableado afectado y poco más. Se trata de una reparación rápida y barata. El único problema con los cortocircuitos es que se vean afectados algunos de los instrumentos científicos. Para ello se han diseñado sistemas de protección específicos. Por supuesto, durante la reparación la máquina permanece parada (en standby). Pero no hay que olvidar que tras ella todo continuará como si nada hubiera ocurrido. No en balde, este retraso de una semana, en la fase inicial del LHC Run 2 de 2016, afecta muy poco al número total de colisiones que se obtendrán en 2016.

En resumen, un suceso curioso, pero poco relevante. En pocos meses ya nadie se acordará de la famosa comadreja que paró el LHC Run 2.



11 Comentarios

  1. Hombre, hay en servicio muchas subestaciones en intemperie, pero las compactas de SF6 tampoco son excesivamente más caras, y digo yo que una instalación como el LHC la merecería… Por otra parte, la red podría ser algo más redundante para evitar la pérdida total del suministro. Sé que no es comparable, pero un importante recinto festivo español de cuyo nombre no quiero acordarme tiene una red de Media Tensión redundante en paralelo que hace que sea mucho más improbable que paren las sevillanas (oops…) allí por un mordisco de rata que una parada del LHC por bocado de comadreja… algo falla.

  2. Con el grado de subnormalidad al que estamos llegando con el tema del trato de los animales lo que me extraña es que los ecologistas no hayan denunciado al CERN por «comadrejicidio» 🙂 Si llega a ser una especie de cigüeño protegido o algo así nos cierran el LHC o se presenta la baronesa Thyssen para encadenarse a un transformador jaja

      1. La comadreja no es un roedor… Es un mustélido
        Aparte de esa anécdota tengo una pregunta.

        Si hubo un corte de energía controlado entiendo que tuvieron que descargar los haces de protones en los pasillos. Espero que no hubiera nadie….

        Imagino que en esas situaciones lo primero es retirar la energía de los imanes para que no haya probabilidad de un «quench» en los superconductores.

        Me gustaría leer el procedimiento de actuación en estas situaciones. Debe ser alucinante como toda la máquina.
        Uno se siente pequeño delante de ella…

        1. Rafael, no hay «haces de protones en los pasillos»; cuando hay protones en el LHC, nadie puede encontrarse en el túnel (que está a unos 100 metros bajo tierra), todo el mundo debe estar en superficie. Por otro lado hay sistemas de protección que evitan que estos cortocircuitos no afecten a los imanes ni al sistema criogénico ni a otros componentes del LHC.

          1. Cuando me refería a descargar los protones me refería al sistema utilizado para descargar un caso de incidente. Hay dos cavernas tangentes al túnel principal de unos 325 metros (TD62/68) que acaban (UD62/68) en 25 m. de parafina y carbono que se encargan de absorber los haces si por cualquier motivo hay que sacarlos del anillo. Supongo que en esta ocasión habrán sido empleados cuando se detecto la anomalia en la subesracion eléctrica. No me gustaría estar en esa caverna en ese instante desde luego…. el método de «evacuación» del haz viene descrito en el libro «LHC: a Marcel of Technology» editado por Lyndon Evans. Es un libro dedicado más a la maquinaria del LHC que a la física y permite entender el gran logro de ingenieria que es el acelerador. He tenido la suerte de «bajar» en dos ocasiones a las cavernas (CMS y LHCb) y en verdad que es para quitarse el sombrero (pues el casco hay que llevarlo puesto). En la próxima parada de mantenimiento espero ver las otras dos…

  3. 150ms. Menudo salto dio la protección cuando vio 66kV en una linea de 22. Suerte que solo ha frito la terminación y no ha reventado el aislamiento de xlpe de la subterránea.

    ¿Alguien sabe donde han ido a parar los restos de la comadreja? XD

  4. No es tan extraño, a los animales les atrae el calor que generan los cables o el propio transformador, lo usual es considerar reconectar a los pocos milisegundos después de la extinción del arco bajo el criterio de que con el primer arco el animal o árbol quedó desintegrado.

  5. Por terminación entiendo que se quiere decir terminal (o bushing en inglés), lo de terminación no es muy «ingenieril». Por otro lado, las subestaciones en SF6 no suelen estar soterradas, si no en edificios. El uso de SF6 (las GISes son más compactas que las AISes) se justifica cuando hay poco terreno disponible, pero es más caro. Si no había limitaciones de terreno, está bien elegido aislar en aire, ya bastante caro sale el LHC. Eso sí, si el arco saltó de un nivel de tensión a otro, lo que sí parece es que las distancias de aislamiento no se eligieron bien.

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