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核电厂仪控设备的接地与屏蔽

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以及国内外核电厂接地系统 的传统设计 、 工程经验 ， 从
仪控设备保护 和电磁兼容（ Ｅ Ｍ Ｃ ） 等方面 ， 对适用于今
作者简介 ： 李
晖（ １ ９ ８ ７ 一 ） ， 男， 福建龙岩人 ， 学士 ， 助理 工程 师， 从 事核 电厂仪表和控制设计工作。
Ｎ ｏ ． ４ ／ ２ ０１ ３
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ（ Ｉ ＆ Ｃ） ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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核 电厂仪控设备 的接地 与屏蔽
李 晖， 王 旭
（ 上海核工程研究设计院 。 上海 ２ ０ ０ ２ ３ ３ ）
摘 要 ：介 绍 了 国 内在 建核 电厂仪 控设 备接 地 与屏 蔽的设 计 ，尤 其是 三代 非能动 核 电项 目中接 地 方 案 的 实施 情 况。与传 统仪 控设 备 接地 的设 计进 行 了比较 ， 重点 分析 了电缆屏 蔽层 双端 通过设 备 外 壳接 地
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ： ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ｒ ａ ｐｏ ｗｅ ｒ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ； Ｉ ＆Ｃ： ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄｉ ｎｇ； ｇ ｒｏ ｕ ｎｄ ｉ ｎｇ
０ 引言
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
中图分类号 ： Ｔ Ｍ６ ２ ３
文献标识码 ： Ｂ
文章编 号 ： ２ ０ ９ ５ — ３ ４ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ２ ７ — ０ ４
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｇｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｐｌ ａ ｎ ｆ ｏ ｒ Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｐｌ ａ ｎ ｔ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ
在核 电厂 中 ， 存 在着 许多 电磁 干扰 源 ， 如大 型感 性 负载 的开关 切 换 、 故 障 时 的高 电流 、 静 态开关 及 发 电机 或 输 电 电压 等 级开关 切换 时 的高 能高频 瞬态 。这些 噪
声可能在信号源或者 电缆中引起信号失真 ，可能造成 测量误差和设备控制误动作 ， 严重时会损坏设备 。 不 同于 以往核电厂的模拟仪表设备 ，新建核 电项
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（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ｒｃ ａ ｈ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｓ ｈ ｎｇ ａ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ２ ３ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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目大多采用全数字化集散式仪控系统 。数字信号对于 电磁干扰敏感度更高 ， 若不能有效地抑制噪声 ， 避免电 磁干扰引起的问题 ， 将 由于输入信号失真或控制信号 异常而导致计算机软件共因失效概率提高 、仪控系统 可靠性 降 低 。 因此 ， 仪控设 备 必须采 用有 效 的屏蔽 和接 地技术控制噪声 ， 以保证仪表和设备正常工作。 仪控设备接地一般基于两个接地系统的概念进行
的运 用 ， 对今 后 新 建核 电项 目的仪 控 设备 接地 与屏 蔽方案提 出了建议 。 关 键词 ：核 电厂 ； 仪 控 ； 屏 蔽 ； 接 地
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ０． Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ． ２ ０ ９ ５ — ３ ４ ２ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ７
后新建核电项 目的仪控设备接地方案提 出了建议 。 １ 背 景 和 设 计 规 范
１ ． １ 接 地 与屏蔽 的 意义
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。 以下 总结 分析 了国 内在 建 第三 代非 能 动核 电项 目 仪 控接 地 系统 、现 场仪 控设 备 接地 与屏 蔽 的实 施情 况

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核电仪控机柜的接地方式

核电仪控机柜的接地方式

核电仪控机柜的接地方式摘要：随着核电站仪控系统数字化应用的推广，仪控和电气用机柜数量在逐步增加，相应要求也越来越严格。

关键词：核电仪控；机柜；接地方式引言作为机组系统、设备运行监测和控制的神经中枢，维持、提升仪控设备可靠性是核电厂仪控设备工程师的一项重要、长期工作。

除设备本身，测量和控制信号须通过接线传送，接线的正确性、端子/接头的紧固性直接影响仪控信号传送的正确性和稳定性，即设备+接线组成的回路整体应是仪控专业管理对象，这点有别于其它专业。

从已获信息看，重设备、轻接线是国内核电厂仪控专业管理的一种典型现状，因接线标识不清导致人员误操作、端子松动导致反应堆瞬态甚至停机停堆等运行事件呈多发趋势，接线已开始逐步被纳入核电厂仪控设备管理范畴。

1机柜基本接地方式当前从核电行业应用的DCS以及PLC等仪表控制系统看，接地方式主要由单点、多点以及浮地三种方式构成。

三种接地方式中单点与多点接地方式主要是针对系统机柜本身连接至接地网所制定的，通过该方式来与独立接地与公用接地两者进行明确的区别。

1.1单点接地方式核电仪控系统机柜接地方式选择单点接地，需要正常工作频率在30kHz以下，而瞬时工作频率最高在300kHz的仪表控制系统，为了能够加大核电仪表系统工作人员的安全性保障，必须要附加机柜的就地接地。

机柜间距的大小也要采用不同的核电仪控系统机柜单点接地方式。

核电厂仪控系统盘台、机柜的安全保护区域与工作接地是分别直接接入全场接地网的，在其入地之前并没有将其合二为一。

此种方式降低了工作接地来自直流与交流供电系统杂散的基波以及谐波电流的影响，上述电流可能会带来0~5kHz的共模噪声，而且可能会对工作接地的接地基准产生一定的影响；另外其电子线路板的工作接地和电源等设备进行隔离，形成了单独的安全区域，降低了电子线路与电源等设备产生故障时破坏整个系统的风险性；对两个接地基准唯一的接地回路能够顺利接入接地网提供保障，避免了由于对地短路或是由于静电放电等因素在两者之间产生其他噪声。

仪表及控制系统接地和屏蔽

仪表及控制系统接地和屏蔽

线槽、仪表外壳。 多芯电缆的备用芯线，应在一端接地，其接地端
应和电缆屏蔽层或排忧线接地端在同一侧。 导线的屏蔽层、排忧线一般应在控制室侧接地。
同一屏蔽层或同一排忧线应严格做到单端接地。
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屏蔽接地注意事项
为了保证电缆屏蔽层具有良好的屏蔽效果， 除了要保证电缆屏蔽层有一接地电阻较小的 接地极外，还应注意以下二个方面： 避免屏蔽接地与电气接地合用，以防电气
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现场仪表设备接地连接方法
对于现场36V以上供电的仪表外壳 及现场仪表电缆槽，仪表电缆保护 管每隔30m用接地连接线与就近的 金属构件相连，并应保证其接地的 可靠性及电气连续性。现场仪表的 工作接地一般应在控制室实施，见 图1。若被要求或必须在现场接地 的则在现场接地，见图2。若被要 求或必须在现场接地，同时也要将 控制室接收仪表接地的，应将两个 接地点作电气隔离，见图3。
当然，绝对的等电位是不可能的，只能实现近似的等电位， 等电位近似的程度以及接地的效果与实施接地过程的各个 环节有关。
IEC标准明确规定信息技术装置功能接地和保护接地通过 等电位连接和用接地。我国国家标准GB50174-93也规定 电子计算机系统的接地应采用单点接地并且采用等电位方 式。
综上所述，等电位接地对于保证人员及设备安全，抵抗干 扰有明显的优越性，仪表和控制系统接地宜采用等电位方 式。
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利用金属构件、金属管道作保护接地的接地线时，
应注意：
不能利用输送可燃性液体、可燃性气体的金属管 道及金属支架作接地线。
应保证其全长具有良好的电气通途。串接的金属 构件、金属管道之间应通过可靠焊接的跨接线， 仪表箱的门与箱体之间应通过螺钉连接的可靠的 跨接线。
核电站设备的电磁屏蔽设计

核电站设备的电磁屏蔽设计

核电站设备的电磁屏蔽设计核电站设备的电磁屏蔽设计核电站是利用核能进行发电的重要设施，它具有高度复杂和精密的设备和系统。

在核电站的设计和建设中，电磁屏蔽是一项重要的考虑因素。

电磁屏蔽设计的目的是保护核电站内的设备免受外部电磁干扰，确保其正常运行和可靠性。

首先，核电站的电磁屏蔽设计需要考虑外部电磁干扰源，如雷击、无线电通信、雷达系统等。

这些外部干扰源可能会对核电站设备的正常运行产生负面影响，甚至导致系统故障。

因此，在核电站的设计和建设中，需要采取适当的屏蔽措施，防止这些外部干扰进入核电站内部。

其次，核电站内部的设备和系统也可能会产生电磁辐射。

这些辐射可能对其他设备产生干扰，影响其正常运行。

因此，核电站的电磁屏蔽设计还需要考虑内部设备之间的干扰。

在设备布局和连接设计中，需要合理安排各个设备之间的距离和位置，减小电磁辐射对其他设备的影响。

另外，核电站的电磁屏蔽设计也需要考虑设备的地线和屏蔽材料的选择。

地线的设计需要保证设备的可靠接地，以便将电磁干扰通过地线分散和排除。

屏蔽材料的选择需要考虑其对电磁波的吸收和反射性能。

合适的屏蔽材料可以有效阻挡电磁波的传播，降低干扰的程度。

此外，核电站的电磁屏蔽设计还需要进行电磁兼容性测试和验证。

在核电站建成后，需要对设备和系统进行电磁兼容性测试，以确保其符合相关标准和规范。

通过测试和验证，可以评估电磁屏蔽设计的有效性，并及时发现和解决潜在的问题。

总之，核电站设备的电磁屏蔽设计是确保核电站正常运行和可靠性的重要环节。

在设计和建设过程中，需要考虑外部电磁干扰源和内部设备之间的干扰问题，采取适当的屏蔽措施。

同时，地线和屏蔽材料的选择也是关键因素。

通过电磁兼容性测试和验证，可以评估设计的有效性，并保证核电站的安全和稳定运行。

核电厂仪控设备可靠性分析

核电厂仪控设备可靠性分析

核电厂仪控设备可靠性分析摘要：仪表和控制系统是核电站正常运行的关键部分之一，仪控设备的可靠性很大程度上决定核电站的安全性和稳定性。

本文介绍了核电厂仪控设备元件失效率与元件质量等级，分析了接地与屏蔽在仪控设备中的作用，提出了控制电子元件的质量和仪控设备的预防性维修，保证核电厂仪控设备的可靠性，从而为核电厂仪控设备可靠性提供参考。

关键词：核电厂；仪控设备；可靠性随着科学技术的发展和数字化技术的快速发展，核电厂仪控设备也不断地更新换代，为了保证核电厂的安全运行，需要确保核电厂仪控设备的可靠性。

通过控制设备元件质量，采用新的接地与屏蔽方法，加强对仪控设备的预防性维修，保证核电厂仪控设备的可靠性，从而确保核电厂的安全、高效性。

一、核电厂仪控设备元件失效率与元件质量等级（一）核电厂元件的失效率在大亚湾仪控板件中，选了FE7C12加法器、FE7C21函数生成器和FE7F12阈值继电器这3种板件，发现失效率与质量系数、环境系数以及电压应力系数有关。

元件的基本失效率和构成元件的半导体集成电路有关，集成电路越复杂，所包含的晶体就会越多，集成电路越复杂，元件越容易失效。

根据我国《电子设备可靠性预测手册》和美国《电子设备可靠性预测手册》，提供了基本失效率与温度和电压应力系数之间的关系。

通过元件运行环境的温度和元件质量等级，查出相应的环境系数和质量系数，将能算出元件的失效率。

（二）核电厂仪控设备元件质量等级仪控设备的元件直接影响着其本身的运行，元件质量的等级不同，元件的失效率也会不同。

由于核电厂危险性高、投资成本大，因此，对核电厂仪控设备的等级都必须是军用等级。

对元件质量分级标准进行科学评定，经过试验，制定统一的质量等级标准，有利于企业在生产的过程中，能够有效保证元件的生产质量。

二、核电厂仪控设备的可靠性（一）控制仪控设备元件质量控制元件的质量，首先，要确定元件的选用原则以及元件选用等级。

在仪控设备元件采购前，要了解元件的功能、性能以及适应度，保证厂家可以持久供货。