核电厂仪控设备的接地与屏蔽

2019-09-10 02:25赵怡春张向伟
科学导报·科学工程与电力 2019年8期
关键词:核电厂

赵怡春 张向伟

【摘  要】随着我国核能开发技术的不断提升,很好的推动了我国经济实力的提高。在核电厂运营的时候,仪控设备的接地与屏蔽工作具有非常重要的意义,可以为核电厂的安全运行提供稳定的保障。下文就核电厂仪控设备的接地与屏蔽工作进行分析。

【关键词】核电厂;仪控设备;接地与屏蔽

引言

目前我国核电开发技术正处于第三代的更迭阶段,所有的仪控设备都是全自动化处理,为了保障仪控设备运行的安全稳定,需要开展合理的接地与屏蔽工作,提高核电厂仪控设备的稳定运行。

一、核电厂仪控设备接地与屏蔽工作的重要意义

在核电厂建设的过程中需要提高仪控设备的安全性,因为在核电厂运行的过程中存在着很多不可控的电磁信号,这些电磁信号的来源非常的广泛,在仪控设备启动关闭时、出现故障时、电动机运转时、超高电流产生时,都会产生一定的电磁信号。而在电磁信号的影响下,仪控设备的运行状态就会出现较大的变化。若是没有及时的发现并进行相关的处理,不仅一个区域的仪控设备会出现较大的损坏,并且其他区域的仪控设备也会受到一定程度的影响,使得核电厂的安全运行指数下降。

我国第三代的核电厂中的仪控设备与过去的仪控设备具有一定的差异,过去核电厂的仪控设备多采取半人工操控的方式。而第三代的仪控设备多数采取全自动化的数字设备,这些设备的抗干扰能力非常的弱,一旦发生电磁信号的影响,数字仪控设备的运行质量就不能得到很好的保障。从而导致数据信号采集的失准,进而使得计算机系统处理的工作出现错误,严重的影响到仪控系统的整体控制的可靠性。因此在第三代的核电厂建设过程中必须要提高仪控设备的安全质量,通过开展技术型的屏蔽与接地性的处理,为仪控设备构建安全稳定的运行环境。

仪控设备接地系统主要分为两种类型:保护接地处理与工作接地处理。保护接地是指通过外界的一些设备进行处理实现保护的目的,而工作接地的处理属于预防性,通过对设计方案的优化,从而实现仪控设备的工作接地,提高仪控设备的工作安全性与稳定性。

仪控设备的接地与屏蔽工作目标是,在外界出现较大的电磁信号干扰时,仪控设备和相关工作人员的安全可以得到有效的保障。并且电磁干擾的信号不会对仪控系统的运行造成藕合影响,以确保仪控系统可以安全稳定的运行。

二、仪控设备接地与屏蔽的设计方案研究

在仪控设备进行接地与屏蔽工作方案设计的时候,可以将保护接地系统与核电厂的接地系统进行连接,从而提高保护接地的工作可靠性。而仪控设备的信号屏蔽可以分为模拟屏蔽与数字屏蔽,在设计的时候必须要遵守数型连接的原则,从而确保接地与屏蔽工作的效能。

目前我国第三代核电厂的仪控设备保护工作开展的时候,都是采取单点接地的方式开展相关的保护工作。当核电厂出现了高频段的电磁信号干扰时,该仪控系统就不会受到一定的影响。为了确保该套仪控设备可以安全稳定的运行,采取单点接地的方式可以有效的阻绝共振噪音的产生,从而保障该核电厂可以安全稳定的运行。

三、仪控设备接地与屏蔽的工作要求研究

(一)工作的要求

我国三代核电厂的预控设备接地系统统一采用一点接地。通过让信号进行独立的保护性接地,可以避免在电流回路当中造成电磁感应,从而影响到信号传输的可靠性在,在仪表设备独立接地的工作系统中可以确保仪表系统的运行安全性与可靠性。

(二)改进的环节

在进行仪控设备屏蔽工作的时候,需要考虑到数字化自动仪控的EMC技术要求,根据该技术要求对仪控设备的电缆进行合理的屏蔽。通过采取非连续性的闭合控制系统实现电缆的有效屏蔽,从而保障的电缆与设备的导体可以进行很好的连接。在核电厂仪控设备屏蔽系统进行了相应的升级改进之后,仪控设备的运行安全性与稳定性得到了很好的提高。

(三)双端接地的分析

1.产生原因

在数字化仪控设备处于高频信号的工作状态下,电缆是产生电磁干扰信号的主要来源,直接影响到了高频仪控设备的运行工作安全。与此同时电缆也是电磁信号的主要发生器,当强电流通过电缆时,电缆由于电磁感应原理,在其周边形成了磁场,从而释放出电磁信号,对仪控系统造成一定的干扰。并且电缆在运行的时候,还可以收集附件电磁噪声,并在藕合作用下产生新的电磁干扰信号。随着我国第三代核电厂建设的不断加快,高频数字化仪控设备应用的越来越多,从而使得电磁干扰的问题不断严重。为了很好的解决这一问题,需要对目前的仪控设备屏蔽系统进行重新的评估,从而更好的提高高频仪控设备的运行安全与稳定。

在双端接地的影响下,核电厂的仪控系统运行可靠性与安全性下降了很多。当电缆层穿过EMC的工作区域、设备外壳、端子箱时,由于这些设备并没有进行很好的信号接地,因此电缆产生的电磁信号会对其产生一定的影响。仪控设备控制室的现场感应器由于没有进行信号接地,这样在电缆产生电磁信号时,感应器就会与电磁信号产生一定的藕合效应,从而使得感应器监测的数据出现了误差,不能为仪表控制系统反馈准确可靠的数据信息,直接影响到仪控系统的运行质量。

2.解决措施

目前我国第三代核电厂建设运行的时候,仪控设备的电缆产生的电磁信号影响,使得了仪控系统发生双端接地的故障,而是否与仪控设备的外壳接地有直接联系,尚且没有得到很好的数据信息论证。但是相关的科研人员结合国外核电厂的数据分析之后,发现了问题产生的根源。当闭合的EMC电路处于非完整闭合状态下时,可以利用EMC电缆进行设备外壳的连接,从而规避双端接地故障的发生,从而很好的提高高频仪控设备的工作质量,使得仪控系统具有良好的电磁抗干扰能力[5]。

在后期核电厂建设的时候,为了更好的提高仪控系统的整体运行质量与效率,可以根据数字化仪表系统的设计方案构建相关的接地与屏蔽工作框架。通过对过去仪表控制系统存在的问题进行研究分析,找出问题产生的核心因素,并制定相关的解决方案,并在实际建设时进行安全性的评估,提高解决方案的实用性与安全性。

四、结束语

综上所述,在核电厂建设的过程中仪控系统运行的安全性与可靠性,间接的影响到核电厂的运行安全。为了更好的提高核电厂仪表设备的运行的稳定性,需要根据仪控设备的实际运行参数,执行针对性的接地系统与屏蔽系统,通过有效的发挥出接地系统与屏蔽系统的工作效能,可以很好的提高仪表设备的抗干扰能力,确保仪控系统的稳定有效运行。

(作者单位:1 中国核电工程有限公司华东分公司;2 中核华电河北核电有限公司)

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