核電廠儀控設(shè)備電磁兼容性鑒定要求

核電廠儀控設(shè)備電磁兼容性鑒定要求吳炯洋【摘要】核電廠儀控設(shè)備對電磁干擾的兼容性變?nèi)?，因此對電磁兼容提出了更高的要?為此，依據(jù)核電廠電磁兼容性適用的標(biāo)準(zhǔn)和文件，詳細全面地闡述了儀控設(shè)備電磁兼容性型式試驗要求、性能判據(jù),以及設(shè)備鑒定文檔的要求.【期刊名稱】《化工自動化及儀表》【年(卷)，期】2016(043)012【總頁數(shù)】4頁(P1318-1321)【關(guān)鍵詞】儀控設(shè)備;核電廠;電磁兼容性;設(shè)備鑒定【作者】吳炯洋【作者單位】上海核工程研究設(shè)計院，上海200233【正文語種】中文【中圖分類】TH862目前，核電廠所采用的儀控設(shè)備不斷向著數(shù)字化、集成化方向發(fā)展?，F(xiàn)有核電廠內(nèi)的儀控設(shè)備正被基于計算機的數(shù)字儀控系統(tǒng)或者高級模擬系統(tǒng)代替。高度集成的數(shù)字電路為迎合市場需求，也在逐步向高頻、低壓方向發(fā)展，使得核電廠儀控設(shè)備對電磁兼容提出了更高的要求。因此，研究核電廠儀控設(shè)備的電磁兼容性問題，并提出電磁兼容性的鑒定要求就顯得尤為重要。核電廠的電磁干擾主要有以下4種形式：通過儀控設(shè)備連接電纜的電容性或電感性耦合從外界進入儀控設(shè)備，這些干擾產(chǎn)生于兩個儀控設(shè)備上不同參考地間的電位差或者遠距離設(shè)備連接電纜上的電位差;人員接觸控制盤、機殼或機柜時會產(chǎn)生靜電放電干擾；對講機、手機、廣播臺、電視臺和雷達站會產(chǎn)生電磁場輻射干擾；交流供電容易受到雷電和各種開關(guān)動作產(chǎn)生的浪涌干擾。美國核管會(NRC)發(fā)布了RegulatoryGuide1.180[1](以下簡稱RG1.180)，RG1.180同時提供了MIL-STD-461E軍用標(biāo)準(zhǔn)[2]和IEC61000系列商用標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)軍事和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定電磁干擾/射頻干擾型式試驗的方法，提供了電磁兼容性鑒定的指導(dǎo)。核電廠設(shè)備電磁兼容性鑒定型式試驗應(yīng)遵循RG1.180。電磁兼容性鑒定型式試驗分為發(fā)射試驗和抗擾度試驗。根據(jù)RG1.180提供的電磁兼容性鑒定的指導(dǎo)，安全有關(guān)設(shè)備的EMC鑒定應(yīng)滿足發(fā)射和抗擾度試驗要求；非安全有關(guān)設(shè)備也應(yīng)滿足發(fā)射試驗要求，除非供貨方能證明它不影響附近的安全有關(guān)設(shè)備執(zhí)行安全功能；非安全有關(guān)設(shè)備根據(jù)設(shè)備的功能確定是否需要滿足抗擾度試驗的要求。電磁兼容性鑒定型式試驗推薦按照下面的步驟順序執(zhí)行：發(fā)射試驗；破壞性小的抗擾度試驗；破壞性大的抗擾度試驗。發(fā)射試驗包括傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射。發(fā)射試驗要求同時適用于安全有關(guān)設(shè)備和非安全有關(guān)設(shè)備。MIL-STD-461E，“RequirementsfortheControlofElectromagneticInterferenceCharacteristicsofSubsystemsandEquipment”包含適用于描述EMI/RFI發(fā)射的試驗行為。IEC61000-6，“ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part6:GenericStandards”也說明了適用于描述工業(yè)環(huán)境EMI/RFI發(fā)射的試驗方法。關(guān)于核電廠中安全有關(guān)儀控系統(tǒng)的發(fā)射試驗的試驗方法見表1，其中C表示傳導(dǎo)，R代表輻射，E代表發(fā)射。這些試驗方法包含了在試驗中從設(shè)備發(fā)出的傳導(dǎo)（沿著電源線）和輻射干擾。CE101、CE102、RE101和RE102試驗描述了基礎(chǔ)發(fā)射試驗方法。如果采用了電能質(zhì)量控制，則CE101可以豁免，還可以豁免頻率范圍在10~450kHz的CE102試驗；如果在設(shè)備的安裝區(qū)域沒有對磁場敏感的其他設(shè)備，則RE101可以豁免。基于IEC61000-6-4的發(fā)射試驗（采用的是CISPRII標(biāo)準(zhǔn)的方法：低頻傳導(dǎo)發(fā)射30Hz~10kHz、高頻傳導(dǎo)發(fā)射150kHz~30MHz、磁場輻射發(fā)射30Hz~100kHz、電場輻射發(fā)射30MHz~10GHz[3]域者滿足美國通信委員會（FCC）15部分A類要求的發(fā)射試驗，在滿足以上提到的豁免條件下是可以接受的。圖1表示了所有可接受的試驗方法，需要注意的是，這些可選擇的方法只有在豁免條件滿足時才是可接受的，因此，當(dāng)豁免的指定條件滿足時，3種可選擇的發(fā)射試驗方法可以任選其一。然而，無論選擇了哪個發(fā)射試驗方法，發(fā)射試驗宜整體選擇一種，不宜抽選某些試驗項目，即不能將3套試驗方法混合使用。所有發(fā)射試驗的驗收準(zhǔn)則為：試驗發(fā)射值低于發(fā)射限值則試驗通過?？箶_度試驗包括傳導(dǎo)和輻射抗擾度試驗。安全有關(guān)設(shè)備應(yīng)滿足本抗擾度試驗要求，非安全有關(guān)設(shè)備根據(jù)設(shè)備的功能確定是否需滿足本抗擾度試驗的要求。MIL-STD-461E包含了可用于處理所選環(huán)境的EMI/RFI抗擾度試驗方法。IEC61000-4,“ElectromagneticCompatibility（EMC）-Part4:TestingandMeasurementTechniques”也說明了可用于設(shè)備對于傳導(dǎo)和輻射EMI/RFI抗擾度的試驗方法。這些特別的試驗方法用于核電廠內(nèi)儀控設(shè)備的抗擾度試驗。表2列出了MIL-STD-461E中EMI/RFI試驗方法（S表示抗擾度）。表3列出了IEC61000-4中的對應(yīng)方法，這些方法覆蓋了傳導(dǎo)和輻射抗擾度，這些干擾來自電場和磁場以及通過電源和信號線的噪聲耦合。表2列出的MIL-STD-461E試驗方法用于確定試驗水平的運行包絡(luò)。同樣地，IEC61000試驗方法的運行包絡(luò)與MIL-STD相對應(yīng)。這些運行包絡(luò)適用于儀控系統(tǒng)安裝的位置或者可能安裝的位置，位置包括控制室、遠距離停堆盤、電纜室、設(shè)備間、輔助儀表室、繼電器室和其他區(qū)域(如汽輪機甲板)。運行包絡(luò)也應(yīng)用于模擬、數(shù)字和混合系統(tǒng)的安裝。用于電源線的CS101和CS114試驗，用于信號線的CS114、CS115和CS116試驗，以及RS101和RS103試驗是抗擾度試驗的基礎(chǔ)。作為另一種選擇，基于IEC61000的抗擾度試驗也可用于為儀控系統(tǒng)確立抗擾度特性。圖2列出了兩種可接受的抗擾度試驗方法，當(dāng)對于抗擾度試驗方法的選擇沒有限制時，宜整體選擇一種，不宜抽選某些試驗項目，即不能將兩套試驗方法混合使用。另外，圖2中的(*)表示如果設(shè)備的安裝區(qū)域內(nèi)沒有強磁場源，則可以豁免該試驗項?？紤]到系統(tǒng)功能的安全性和可操作性的重要程度，不同系統(tǒng)的EMC性能判據(jù)需要在鑒定大綱中根據(jù)設(shè)備、子系統(tǒng)或系統(tǒng)說明書確定。EMC性能判據(jù)如下：性能判據(jù)A。在試驗期間和試驗之后，儀控設(shè)備應(yīng)按預(yù)定方式連續(xù)運行。當(dāng)設(shè)備按預(yù)定方式使用時，其性能降低或功能喪失不允許低于制造商規(guī)定和相關(guān)技術(shù)文件要求的性能水平。性能判據(jù)B。在試驗之后，儀控設(shè)備應(yīng)按預(yù)定方式連續(xù)運行。當(dāng)設(shè)備按預(yù)定方式使用時，其性能降低或功能喪失不允許低于制造商規(guī)定和相關(guān)技術(shù)文件要求的性能水平。性能判據(jù)C。允許暫時喪失功能，只要這種功能可自行恢復(fù)或可以通過操作控制器來恢復(fù)。電磁兼容文件應(yīng)為以下方面提供證明：儀控設(shè)備滿足規(guī)格書要求，同時在要求的電磁環(huán)境下滿足其性能要求，用戶遵守可行的安裝方式，已建立起管理控制以允許接近移動的EMI/RFI源。電磁兼容文檔的內(nèi)容應(yīng)包含以下所列的信息，同時也包含相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的信息。作為最低要求的這些條目，成為鑒定文件或者專用文件的一部分，具體如下：設(shè)備標(biāo)識。設(shè)備規(guī)格。試驗數(shù)據(jù)證明的安全功能。試驗計劃。試驗結(jié)果。包括試驗?zāi)繕?biāo)，試驗條目的詳細描述，測試設(shè)備、儀器和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的描述，試驗步驟，試驗數(shù)據(jù)、精度、試驗異常的總結(jié)。所用的安裝方法和用于減輕潛在的EMI/RFI和電源浪涌的管理控制。總結(jié)和結(jié)論。批準(zhǔn)人的簽名和日期。核電廠儀控設(shè)備的電磁兼容性應(yīng)通過設(shè)計、型式試驗和管理控制來獲得。筆者提供了核電廠電磁兼容性適用的標(biāo)準(zhǔn)和文件，詳細全面地闡述了儀控設(shè)備電磁兼容性型式的試驗要求、性能判據(jù)和設(shè)備鑒定文檔的具體要求。電磁兼容性鑒定要求的確定和應(yīng)用將提高核電廠儀控設(shè)備的安全性，為核電廠的安全運行提供保障。(ContinuedfromPage1280)AbstractConsideringtheineffectivedetectionofsignalsofthebatchdissolver'sbigbasketinplaceinprocessofspentfuelreprocessing,theair-blowingmethodwastheoreticallyprovedandhavingcalculatedresultsbasedtoproducetheequipmentwasproposed.Havingoriginaldetectionschemeimprovedandgroupsofexperimentsimplementedtoshowthat,onthepremiseoftheequipmentmeetingtheprocessingrequirements,applyingtheair-blowingmethodtodetectsignalsofbigbasketinplacecanbringabouta100%successrate.Keywordssignaldetectionofbigbasketinplace,air-blowingmethod,batchdissolver,blowingrate,diameterofmeasuringhole(ContinuedfromPage1290)theprobabilityneuralnetwork(PNN)forpatternrecognition.Theexperimentalanalysisprovesthatthismethodiseffectiveandfeasibleinfaultdiagnosisofreciprocatingpumpvalves.Keywordsreciprocatingpumpvalve,faultdiagnosis,acousticemission,LMD,boxdimension,PNN【相關(guān)文獻】RegulatoryGuide1.180(Rev.1),GuidelinesforEvaluatingElectromagneticandRadioFrequencyInterferenceinSafety-RelatedInstrumentationandControlSystems[S].USA:U.S.NuclearRegulatoryCommission,2003.MIL-STD-461E,RequirementsfortheControlofElectromagneticInterferenceCharacteristicsofSubsystemsandEquipment[S].USA:DepartmentofDefense,1999.IEC61000-6-4,ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part6:GenericStandards-Section4:EmissionStandardforIndustrialEnvironments[S].Switzerland:InternationalElectrotechnicalCommittee,1997.IEC61000-4-4,ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part4:TestingandMeasurementTechniques-Section4:ElectricalFastTransient/BurstImmunityTest[S].Switzerland:InternationalElectrotechnicalCommittee,1995.IEC61000-4-5,ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part4:TestingandMeasurementTechniques-Section5:SurgeImmunityTest[S].Switzerland:InternationalElectrotechnicalCommittee,1995.IEC61000-4-6,ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part4:TestingandMeasurementTechniques,Section6:ImmunitytoConductedDisturbances,InducedbyRadio-FrequencyFields[S].Switzerland:InternationalElectrotechnicalCommittee,1996.IEC61000-4-12,ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part4:TestingandMeasurementTechniques,Section12:OscillatoryWavesImmunityTests[S].Switzerland:InternationalElectrotechnicalCommittee,1996.IEC61000-4-13,ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part4:TestingandMeasurementTechniques,Section13:ImmunitytoHarmonicsandInterharmonics[S].Switzerland:InternationalElectrotechnicalCommittee,1998.IEC61000-4-16,ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part4:TestingandMeasurementTechniques,Section16:TestforImmunitytoConducted,CommonModeDisturbancesintheFrequencyRange0Hzto150kHz[S].Switzerland:InternationalElectrotechnicalCommittee,1998.IEC61000-4-8,ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part4:TestingandMeasurementTechniques,Section8:PowerFrequencyMagneticFieldImmunityTe