核电厂电磁兼容挑战及对策分析

2015-12-10赵柄鑫

中国科技纵横 2015年14期

关键词：抗扰度核电厂电磁

赵柄鑫　金　珠

（国核工程有限公司，上海 200233）

核电厂电磁兼容挑战及对策分析

赵柄鑫金珠

（国核工程有限公司，上海 200233）

核电厂是将核能转换为热能，用以产生供汽轮机用的蒸汽，汽轮机再带动发电机，构成了产生商用电力的电厂。由于核电厂的电磁环境经常会受到干扰，所以解决核电厂电磁兼容的问题就成了一个十分重要的问题。本文就核电厂电磁环境的条件进行了介绍，并就我国的核电厂电磁兼容的要求进行了概括，并提出应对核电厂电磁兼容挑战的对策。

核电厂电磁兼容挑战对策

电磁兼容，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力［1］。

1　核电厂电磁环境的条件

随着电子技术向着模拟的方向发展，许多由几块电路板组合在一起才能实现的功能，现在可以合并到单一的模拟的电路板上进行操作，并且能够实现在更低的电压水平上进行运行，这些改变使得模拟电路对于EMI/RFI更加敏感，同时对于电源的浪涌也显得更加敏感，这些改变都需要我们不断对核电厂中的电路进行一定的技术保护措施。就目前我国的核电厂的情况来说，我们还没有有效的进行过对核电厂的电磁环境的测试，也就缺乏必要的一些数据，从而不能对核安全仪器的控制设备进行有效的检测，也就无法制定合适的EMC导则。所以，从1983年开始，NRC就开始进行对于商用核电厂的电磁环境的研究，并且委托了ORNL，对于不同的核电厂的电磁环境进行了长期的调查［2］。这个调查分别针对的是8种不同类型的核电厂，历时了14个多月，是在典型的运行状态下以及最有代表性的场所开展的，对于核电厂的每个采集点，每五个周进行一次数据的采集。通过ORNL的调查，得出结论:在相同的运行调节和相同的场所，不同的核电厂中的电磁环境是非常相似的，数据表明，在这些电磁环境中，最高的电场强度差距在+-10dB之间，较大频段的最高的电场强度也不过是相差在+-10dB内，只有5到20kHz这个频段的范围内，测得的最高电场强度值是在+-20dB［2］。在20世纪90年代，EPRI也曾对几个不同核电厂的电磁环境进行了短期的调查，调查报告显示，核电厂的电磁环境对于仪控系统的运行有着明显的影响，所以为了保证核电厂仪器的正常运行，就必须对核电厂的电磁环境加以控制，在一定范围内，要满足核电厂生产运行的安全要求。

2　我国核电厂电磁兼容的要求

我国根据国际电工委员会的标准版本《IEC 61503 Ed.11》制定了我国的《和仪器电磁环境条件与试验方法》的标准。这个标准对于我国核反应堆仪器对抗电磁干扰进行了明确的规定，其中包括电磁环境条件的分类、试验方法以及要求，并在规定的后面，给出了一个附录C，关于核反应堆仪器抗扰度试验项目及要求与试验的方法，这个附录的加入，比国外其他国家的标准显得更为详细。

我国对于“高能脉冲加至交流电源抗扰度试验”与“高能脉冲加至信号与控制电缆抗扰度试验”的操作中，采取了国际上规定的试验方法，但这个标准要求的脉冲的形状具有明显的错误，它是由于没有通过《IEC 61503 Ed.11》导致的。剩下的两个项目，“电缆充电脉冲抗扰度试验”和“传导型抗扰度试验”则是没有相关工业基础作为标准依据，知识采用了独有的试验方法，但是由于没有依据，也就没有有效的试验的设备，导致了试验的不可操作性［3］。

3　应对核电厂电磁兼容挑战的对策

根据我国《核动力厂设计安全规定》中的规定，对我国关于核动力厂的一些安全的仪表和控制系统，都要做好必要的保护，必须满足最低的要求标准。《核动力厂设计安全规定》表明，在设计和安装相关仪表和设备的时候，要充分考虑其承受能力，是否能够承受核动力厂的电磁环境，在防止干扰上，要进行接地、屏蔽等的设计，采取适当的措施，这些都是保证日后核电厂工作的正常运转，在今后的时候操作中，对安装和维护工作能够及时的进行，保证这些措施的实施。

随着计算机技术的迅速发展，计算机技术的数字化仪控系统或者是更加先进的模拟系统正在占据着核电厂的仪控系统，原有的仪控设备正在被逐渐的取代，所以，要根据这些实际的条件，对核电厂的电磁环境进行有效的改变，使得它能够符合这些数字或者先进的模拟系统的电磁兼容的要求［4］。所以，针对上述问题，我们可以适当的制定出可行的核电厂对于仪控设备的电磁兼容的设计和鉴定的导则，同时导则应该与基础的工业标准相一致。

对于一些最近建立的核电厂，需要对它的核电环境进行重新的测试，从而确定系统设计基准工况时的电磁环境，在这个基础上，在对系统的一些设备进行EMC的设计和鉴定，同时要做好全寿期维持合格鉴定的工作。针对已经进行工作的核电厂来说，为了更好的解决电磁兼容的问题，需要对EMC进行重新评估，在现有的材料基础上，对核电厂的系统进行有效的改善，从而采取适当的补救措施，保证在电磁环境下，核电厂能够有效的完成工作，进行预定的功能操作，必要的时候还要进行重新的鉴定。