核电厂控制室盘台射频电磁场辐射抗扰度试验与分析

摘要：文章描述了核电厂控制室盘台的射频电磁场辐射抗扰度试验的标准及要求、试验设备、试验布置及试验流程，并对试验的要求进行了分析和比对，最后通过试验实例证明了试验的可行性和合理性，并得到了盘台通过该试验的结论。

关键词：核电厂控制；室盘台；射频辐射；抗扰度

中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0114-02

1 概述

控制室控制盘台是安装了监视和控制电厂所使用部件的屏的组合体，是实现核电厂在其所有运行和事故工况下安全与有效地运行的重要人机接口资源和设施。盘台所处的控制室环境人员使用的手机、通信系统的无线电广播等都是电磁辐射的来源。为了防止射频电磁干扰带来误驱动或不驱动，确保盘台能执行其要求的功能，有必要对盘台进行射频电磁场辐射抗扰度试验。

2 试验标准、要求及分析

2.1 试验标准、要求

根据RG1.180，试验遵守的标准为IEC61000-4-3（1995版），试验等级：水平3：10V/m：26MHz～1GHz；CE认证试验等级为：10V/m：80MHz～1GHz；3V/m：1.4GHz～2.0GHz；1V/m：2.0GHz～2.7GHz。性能准则：性能准则A。

2.2 试验要求分析

试验等级的选择分析：等级1为低电平的电磁辐射环境。等级2为中等电磁辐射环境。等级3为严酷的电磁辐射环境，如一般典型的工业环境。等级×为一开放的等级，可通过用户和设备制造商协商或在产品标准或设备说明书中规定。通常受试设备的试验等级是根据其最终安装环境的电磁情况来选择的。盘台最终安装在核电厂主控制室和远距离停堆室内，属于典型的工业环境。

抗扰度试验的性能准则分析：性能准则A：在试验过程中和试验之后，设备应能按预定要求工作。在设备按预定要求使用时，不应出现制造商所规定的性能等级以下的性能劣化或功能丧失。性能准则B：在试验之后，设备应能按预定要求工作。在设备按预定要求使用时，不应出现制造商所规定的性能等级以下的性能劣化或功能丧失。性能准则C：允许暂时的功能丧失，但要求功能能够自己恢复或可以通过控制来进行恢复。

根据上述性能准则的定义，受试设备的性能准则是根据其使用性能来选择的。盘台包括1E级和非1E级设备，要求其在核电厂所有运行和事故工况下安全与有效地运行。因此盘台的性能准则应为A。

对于IEC61000-4-3（1995版）中试验的频率范围为80MHz～1GHz，IEC61000-4-3（2002版）则把试验的频率范围拓宽到2GHz。根据EN61000-6-2-2005的要求，CE认证的范围为26MHz～2.7GHz。

3 试验设备

本实验采用的试验设备见表1：

4 试验布置

4.1 场的校验布置

在正式试验前，要对场进行校验。场的校验应该在要进行试验的暗室中进行，在受试设备将放置的位置处放置一个各项同性的场探头，其作用是对场发射天线发射的场强进行测量，获得场强的实测值。场探头距离场发射天线的距离为3m。在场发射天线与场探头之间用吸波材料减少地面的反射。具体场校验时的布置如图1所示。

图1 场的校验布置图

4.2 试验布置

实际试验的布置与校验布置的主要区别在于：在放置场探头的位置替换为实际受试设备，场探头就不需要再放置在暗室内。实际布置时，需要注意受试设备应该放置在一个0.1m高的非导电支撑板上，一般为木板。具体试验布置如图2所示：

图2 实际试验布置图

5 试验流程

试验开始前应对受试设备进行一个基准功能试验，建立受试设备的基本功能记录。对于射频电磁场抗扰度试验，在试验前需要对场进行校验。在射频电磁场抗扰度试验期间，为了确保受试设备能够完全被辐射干扰所覆盖到，需要把受试设备的四个面分别朝向发射天线进行试验。在试验结束后，为了检查受试设备是否能够抵抗给定的干扰水平，需要进行试验后的功能验证试验。具体试验的流程如下：（1）基准功能试验；（2）电波暗室内场的校验；（3）射频电磁场辐射抗扰度试验；（4）基准功能试验（验证）。

其中第三项试验又包括下面各项：

6 试验案例

下面通过盘台样机试验来说明射频电磁场辐射抗扰度试验。

首先是盘台样机的基准功能试验。检查设备的外观，检查盘上安装的开关的功能是否正常。经过目测，没有发现外部破损。开关通过监测设备，实际操作开关，发现开关功能完好。

其次是场的校验。场的校验根据标准的要求，在要求的频率范围内进行，总共需要用到3种天线，每种天线需要进行水平和垂直两个极性的校验。

再次是射频电磁场辐射试验。

最后进行盘台样机的功能验证试验。经过试验发现，在给定的射频电磁场辐射干扰期间和之后，设备的功能完好，满足性能准则A的要求。盘台样机通过了该项试验。

7 结语

通过对核电厂控制室盘台射频电磁场辐射抗扰度试验，试验方法满足RG1.180中关于该试验的要求。盘台样机在试验期间和之后都能满足要求的功能，没有性能下降的情况。

参考文献

[1] U.S.NRC Regulatory Guide 1.180，Revision 1，“Guidelines for Evaluating Electromagnetic and Radio-Frequency Interface in Safety-Related. Instrumentation and Control Systems，” U.S. Nuclear Regulatory Commission， October 2003.

[2] IEC 61000-4-3. “Electromagnetic compatibility（EMC）-Part 4-3：Testing and measurement techniques Radiated，radio-frequency，electrostatic field immunity test，” International Electrotechnical Committee， 1995.

作者简介：谢睿（1981—），女，供职于上海核工程研究设计院，硕士，研究方向：核电厂仪表和控制系统

设计。