磁约束聚变装置是解决人类能源问题的有效途径之一。中心螺线管磁体(CS)主要用于驱动并维持等离子体电流,同时还参与等离子体控制帮助其成形。失超检测是超导磁体及其馈线系统安全稳定运行的重要保障,对装置的安全运行具有不可替代的作用。本文在深入分析了中心螺线管磁体的运行特点、失超特性、及多耦合超导线圈失超探测特点的基础上,研究了传统的磁约束聚变装置CS失超探测方法及其不足之处,成功研制了考虑等离子体不同运行模式下的多耦合CS磁体失超检测系统。论文主要工作内容和创新如下:分析了中心螺线管磁体参与等离子体放电过程的运行特点,总结失超发生原因、失超传播特征、失超危害及保护策略,从失超参量选取、失超信号处理、失超逻辑判别三个层面开展失超检测设计。将检测过程划分为失超传播、失超判别、保护触发、快速泄放、电流归零五个阶段,对失超过程中热点温升和磁体电压衍化进行了理论分析,为失超判别阈值选取提供理论依据和热点标准。首次开展了等离子体电流对多耦合极向场线圈失超检测影响的研究,提出了离线计算结合实时反演的设计思路,建立动态等离子体耦合互感反演模型。通过对等离子体分布区域进行网格划分,离线计算等离子体电流环与极向场磁体间互感矩阵,根据实时位形确定有效等离子体电流环,实现对不同位形等离子体与极向场磁体间耦合互感的实时反演。详细分析了等离子体密度中心位置、等离子体剖面形状、等离子体密度分布对耦合互感的影响。基于动态等离子体耦合互感的实时反演,研制了失超检测信号等离子体耦合电压的动态补偿系统。系统根据动态耦合互感的反演结果,生成动态补偿系数和动态互感变化率,并实时下发至失超检测信号补偿单元,从而实现动态补偿。在EAST物理运行实验中实现了对等离子体耦合电压的良好补偿效果,可以大大减少失超保护误动作概率。根据失超过程中磁体阻抗演化特点,设计了基于多重相关法测量相位差的失超检测,并通过小磁体测试验证。针对CFETRCS模型线圈失超检测开展详细的分析与设计,通过计算分析优化初级补偿系统设计,提高了其抑噪能力。