浅谈核电厂仪控设备的接地及屏蔽

摘要：目前国内在建的第三代非能动核电厂中，仪控系统采用全数字化技术设计，通过多样化的安全级、非安全级仪控系统以避免发生共因失效，为核电厂安全有效的运行提供了基本的显示信息和控制功能。仪控设备接地与屏蔽的有效性将影响核电厂的正常运行和功能实现。

关键词：核电厂；仪控设备；接地；屏蔽

引言

目前我国正在建设的核电厂属于第三代非能动核电厂，其采用的都是数字化的技术设计，特别是在仪控系统当中，更是采用全数字化的技术设计方式，以此提高第三代非能动核电厂的安全等级，进而解决核电厂中存在的共因失效问题。同时，多元化的安全级或者是非安全级的仪控系统不仅能有效保证核电厂的安全运行，还能提供相应的信息现实和控制功能。由此可见，核电厂的仪控设备的接地与屏蔽能对核电厂的稳定运行和安全性运行产生非常大的影响。为了保证我国第三代非能动核电厂的顺利建成，推动我国核电事业的不断发展，技术人员应依据我国在建的第三代非能动核电项目的仪控接地系统、现场仪控设备的接地、屏蔽的标准、要求以及具体的实施情况，对国内外核电厂接地系统的设计、仪控设备的保护和电磁兼容等方面内容进行深入的分析与探讨，以期研究出符合我国在建核电项目的设计要求，满足我國核电厂功能发挥的基本需求。

1、接地与屏蔽探究

1.1接地与屏蔽

核电厂在实际运行中，通常会受诸多干扰，例如：故障时的高电流、大型感性负载开关切换、发电机开关切换等，这些噪音均会导致信号失真现象发生，最终损坏设备质量。与以往核电厂模拟仪表设备不同的是，新建的核电厂通常利用数字化技术来构建仪控系统，然而数字化技术对核电厂运行中起到的干扰因素更加明显，若不能及时控制噪音，便会影响到仪控系统的安全运行。仪控设备接地设计中，应注意两个方面，一个是保护接地，另一个是工作接地，接地及屏蔽的实施能确保工作人员不论处于设备正常或异常状态下，其人身安全皆不受到影响，与此同时，确保信号不耦合至信号回路。

1.2仪控设备接地及屏蔽的设计标准及相关规范

传统核电厂仪控设备的接地与屏蔽设计遵循的是《核电厂仪表和控制设备的接地和屏蔽设计准则》EJ/T 1065-1998，虽然我国已经出台了新的规定，由IEEE 1050-1989替代了RDT C1-1T。但是，由于IEEE 1050-1989文件的可操作性并不强。因此，我国大部分技术人员参考的设计标准依然是RDT C1-1T。目前，我国在建的核电厂是第三代非能动式的，其参考的标准主要是IEEE 1050-1989作为仪控接地和屏蔽设计的参考标准，但也会依据具体的设计需求和建设要求来进行细节性的调整。另外，由于核电厂建设所使用的仪表、盘台、柜机等设备生产厂商的不同，可能会提出特殊的接地要求，技术人员应该依据具体的实际情况，来考虑设备的及其安装的具体规范。

1.3核电厂仪控设备接地及屏蔽的设计

参考我国传统核电项目以及以往的行业规定，当时建设核电厂时参考的主要是EJ核工业行业标准的EJ/T 1065-1998《核电厂仪表和控制设备的接地和屏蔽设计准则》及IEEE 1050-1997《核仪器图形符号、文字代号和参数符号》的标准来作为仪控设备接地与屏蔽方案设计的参考标准。在我国目前在建的第三代非能动式核电厂当中，为了保障核电厂的稳定运行，设计人员还专门设计接地与防雷系统，而仪控接地系统只是接地、防雷系统中的重要组成部分。新的第三代非能动式核电厂的仪控设备接地与屏蔽设计的参考标准主要有IEEE 142、IEEE 665、IEEE 1050和RDT C1-1T，可有效将核电厂仪控系统中的信号干扰源产生的噪声降到最低，同时该仪控接地系统还参考了IEEE1050-1996设计标准使用的是一点接地的设计方法。

1.4电缆屏蔽层接地的设计优化

在对仪控设备中的电缆屏蔽层进行接地设计的时候，设计人员应基于EMC的要求，依据具体设计要求和现场的施工环境来对电缆屏蔽接地设计予以优化。虽然我国目前仪控设备电缆屏蔽层双端通过设备的壳体的接地仍缺乏可靠的经验和扎实的理论予以验证。但是，结合国外的建设经验，我国后期建设的核电厂项目可以使用非完整闭合EMC通路的方式来进行仪控电缆的施工。同时，施工的时候还应尽量采用EMC电缆连接头的方式，使得电缆屏蔽层的两端能与接口壳体进行环向端接，从而提升仪控系统与设备的电磁兼容性。目前，我国仪控接地虽然有自己的标准与规范，但是其运用还应该与全厂的接地系统进行综合化的考虑，同时，还应与防雷接地、电气接地等其他接地系统保持兼容，并予以统筹兼顾。

2、确保核电厂仪控系统设计的有效对策

综上，笔者对核电厂仪控系统设计规范进行了分析研究，为促进仪控系统的可靠性设计，核电厂应采取一定有效对策，确保仪控系统的应用效率。

2.1加强对仪控设备的质量管理

在仪控系统设计中，首先应加强对仪控设备的质量管理力度，对元件质量加以控制，在元件的选择中应对其等级严格筛选，在元件采购工作中，相关人员必须对元件功能、适用度及性能有所了解，确保设备元件的有效率。在元件采购中，应对其生产质量加以监督，因核电厂仪控设备所需数量十分有限，导致核电厂无法直接与企业及时联系，在设备大批量生产中，元件的采购需要代理商进行购买，核电厂必须加强对代理商的管理力度，进行严格初级筛选。初级筛选过后，还应进行二次筛选，因代理商进货渠道具有多样性，因此设备元件质量难免会存在一些差异，核电厂在实际运用中，应对仪控设备展开二次筛选，确保元件相关质量。另外，还应加强对元件的有效保存，注意防水、防老化、防潮等特点。

2.2对仪控设备实施预防性维修

为确保仪控设备的应用效果，还应将预防性维修手段应用其中，减少核电厂设备投资力度，从而促进核电厂经济效益的有效提升。在仪控设备预防维修中，首先应对仪控机柜展开维修，定时定点对其进行清理，确保散热系统的运行，此外还应确保机柜的干燥，避免被腐蚀，从而延长机柜的应用寿命。此外，还应加强对辐射的检测力度，因核电厂辐射相对较强，其设备极易被辐射影响，基于这种情况下，应实施辐射检测工作，并对接地仪表进行维护，确保仪表的运行。

2.3加强对仪控设备技术的有效鉴定

鉴于核电厂辐射较高，对周边居民影响相对较大，据此，应对仪控设备技术进行鉴定，实施设备防震性测试，从而确保设备在地震发生中能做出准确反应。除此之外，还应对设备老化程度进行鉴定，当仪器使用时间过长，会发生老化现象，不利于设备的运行效率，甚至会出现漏电，严重威胁工作人员的生命安全，因此，要加强对仪控设备老化的技术鉴定。

3、结语

在我国后续建设的核电项目当中，仪控系统采用的是全数字化的技术设计，实现数据的正确现实和及时处理，避免仪控系统当中出现共因失效问题，技术人员应该充分借鉴国内外核电项目的建设经营，对核电厂仪控设备的接地与屏蔽设计予以不断的优化，以此保障仪控设备的安全运行。

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