秦山第二核电厂1/2#机组JPL缆式报警控制柜改造

吴斌荣

（中核核电运行管理有限公司，浙江 嘉兴 314300）

0 引言

秦山第二核电厂1/2#机组原JPL缆式报警控制柜采用武汉中核仪表厂生产的JB-QB-48B型报警控制器。由于该系统控制柜已运行10余年，已经出现备件短缺，甚至无可用备件情况。曾采购的两块主板备件，经现场测试发现该主板均无法满足现场控制柜要求，备件主板返厂维修数次目前仍不满足现场要求；同时，这套控制柜的原开发人员均已离职，原始资料丢失，造成现场检修工作无法正常开展。2014年5月30日，2JPL200CR控制柜出现机柜故障报警，因无可用备件替换，控制柜一度处于停运状态，严重影响到电气厂房消防系统的报警控制。因此，考虑对JPL缆式报警控制柜进行换型改造。

1 总体思路及设计

本次改造涉及设备包括：1JPL200CR、1JPL201CR、1J PL202CR、2JPL200CR、2JPL201CR、2JPL202CR共计6台控制柜及声光报警器、输入模块、输出模块、就地温缆探测器、直启按钮等对应的配套设备。由于原控制柜已经无法采购到备件，所以决定对1/2#机组JPL缆式报警控制柜进行整体换型改造。

经前期调研，目前秦山第二核电厂3/4#机组JPL系统采用西安核仪器厂生产的JB-QB-9100系列火灾报警控制器，目前运行情况良好、故障率低。经深入了解发现，JBQB-9100型火灾报警控制器是兼具联动功能的大屏幕网络型控制器，可通过配置配套火灾报警模块，形成灵活的报警、联动一体化控制系统，具有：

高速化。主控制器采用低功耗嵌入式工控系统，具有处理速度快、功耗低、内存空间大、抗干扰能力强等特点，能够长期稳定工作。15.1寸真彩触摸显示屏，鼠标、键盘两种操作方式，提供良好的人机交互系统。

规模化。满足“GB4717-2005火灾报警控制器通用技术条件”“GB16806-2006联动消防控制系统”国家标准。

智能化。实现4mA～20mA回路的报警联动，具有10个可编程控制继电器。

网络化。具有RJ45、RS232、CAN总线等多种标准通讯接口，能够方便地介入楼宇智能控制系统，城市119报警控制网络，实现数据共享。

灵活化。可分单元、层、区、组4级进行与、或逻辑组合控制，控制矩阵达1000条，可根据现场需求进行灵活修改，还可手动启动本控制器任意一个控制模块或可编程继电器，实现对设备的定期检查。

配套化。控制器自带CRT报警平面显示系统，可制作、存储、显示60张建筑平面图，实现报警点与平面图互动管理，保证发生报警时，值班人员能够及时、迅速、准确地判断事故发生位置。

人性化。控制器能够存储最近发生的2000条报警事件，可根据需要进行实时打印或受控打印。可跟踪每个单元的动态曲线，并具有完善的自诊断功能，系统维护、维修方便[1,2]。

基于3/4#机组JPL系统的运行情况及JB-QB-9100型火灾报警控制器的优良性能，1/2#机组决定采用与3/4#机组一致的解决方案。

由于1/2#机组JPL系统6套设备相对独立，因而计划先对故障频发的2JPL200CR进行更换改造，对改造后的效果进行验收，符合要求后实施第二步改造计划，对剩余5台进行更换。

改造工作以熔断阀及探测器为界，直接更换包括控制柜、声光报警器、输入模块、输出模块、就地温缆探测器、直启按钮等对应的配套设备。消防联动功能在控制柜中通过逻辑编程实现。在保证系统功能和可靠性的前提下，尽量不改变原有布线。

2 系统组成及联动控制盘工作流程

2.1 系统组成

本套设备由1JPL200CR、1JPL201CR、1JPL202CR、2J PL200CR、2JPL201CR、2JPL202CR共6台控制柜组成，控制柜由JB-QB-9100火灾报警控制器和联动控制盘两部分组成。

火灾报警控制器主体包括液晶屏、工控机、音响声光板、回路板、微型热敏打印机等，负责接收包括：紧急启动按钮、水流指示器、感温电缆等信号，经控制器内已组态的控制逻辑运算后，联动控制熔断阀、声光警报器。同时，联动控制盘上能够指示报警及阀门动作情况，并在控制器中形成记录。

2.2 联动控制盘的工作流程

2.2.1 火警指示灯工作流程

SM702输入模块接收缆式探测器的火警信号，通过报警总线传送至9100报警控制器，控制器通过控制矩阵控制KM703/S输出模块动作，控制输出DC24V，点亮火警指示灯，同时声光报警器发出报警。

2.2.2 紧急启动按钮工作流程

当手、自动转换开关处于“手动”位置时，紧急启动按钮TO按下，打开本区域的熔断阀，声光报警器动作。

手、自动转换开关处于“自动”位置时，当某一水喷雾区有火警信号时，控制相应区域熔断阀打开。自动状态下，手动控制依然有效。

2.2.3 水流指示器指示灯工作流程

当水流指示器动作后，现场常开触点闭合，水流指示器指示灯点亮。

2.2.4 紧急启动按钮启动线工作流程

灭火区紧急启停按钮并接在控制盘内紧急启动按钮上，某一火警区域紧急启停按钮被按下时，相应区域的熔断阀将直接启动。

2.2.5 故障反馈信号工作流程

当控制器发生任何故障（含火警、电源主电故障、备电故障）报警时，输出一组火警或故障无源触点，送至主控制室。

3 施工、调试及故障处理

3.1 施工工作氛围两个阶段进行

第一阶段：整体更换已经出现故障的2JPL200CR控制柜。

第二阶段：整体更换1JPL200/201/202CR、2JPL201/202CR共5台控制柜。

3.2 调试工作包括以下内容

3.2.1 缆式报警控制柜的检查及备用电源放电试验

3.2.2 缆式报警控制柜功能试验

① 水流指示器动作指示试验。

② JPL 009 AA/EC通道试验。

③ “紧急启动”按钮联动试验。

④ 故障试验。

⑤ 总线短路故障试验。

⑥ 火警及联动功能试验。

⑦ 火警优先试验。

3.2.3 故障处理

1） 2#主控室出现2LCA004/005AA（绝缘）报警

2JPL202CR控制柜换型改造施工接线过程中，2#主控室出现2LCA004/005AA（绝缘）报警，经检查是2JPL系统绝缘低造成报警触发。

针对此报警，现场对2JPL202CR机柜进行检查：

① 隔离机柜外部电源，断开内部电池电源，断开熔断阀输出信号线。

② 依次拆除端子排上接线，并联系主控人员观察2LCA004/005AA报警情况，当拆除8号端子（“火警或故障反馈信号（常开）”）时，报警消失。

③ 将8号端子接线用绝缘胶带包扎，使用摇表将8号端子对“地”摇绝缘，绝缘电阻为“0”。

④ 查看《机柜安装及说明手册》，火警信号对应的继电器接线端子说明：

JF-C：表示火警继电器中。

JF-NC：表示火警继电器闭。

JF-NO：表示火警继电器开。

⑤ 检查柜内端子排，发现两根火警报警接线连接在JR-C，JR-NO上，接线错误。

⑥ 拆除JR-C，JR-NO上的火警信号线， 将JR-C对地摇绝缘，阻值为“0”。

⑦ 测量JR-C，JR-NO之间电阻值为384Ω。

⑧ 询问厂家人员，JR-C，JR-NO对应的是带有24V电源的复位继电器。因此，怀疑384Ω为电源内阻。当把火警信号线接在JR继电器上时，由于内阻低，引起绝缘低报警。

⑨ 调整火警线至正确位置，2LCA004/005AA（绝缘）报警未触发。

经检查，2#主控室出现2LCA004/005AA（绝缘）报警由2JPL202CR控制柜火警报警继电器接线错误导致，重新接线后，绝缘报警故障消除。

2）2JPL202CR 手动紧急启动按钮控制逻辑异常

进行2JPL202CR“自动”状态调试过程中，出现“自动”状态下，联动控制盘上紧急启动按钮（101TO）失效情况，不符合火灾控制系统设计标准《消防联动控制系统》“4.2.2.10消防联动报警控制器在自动状态下，手动插入操作优先”要求[3]，经咨询厂家设计人员，其给出手/自动切换开关设计图，如图1所示。

图1 手自动切换开关原设计图Fig.1 Hand automatic switch original design diagram

图2 手自动切换开关新设计图Fig.2 New design of hand automatic switch switch

从设计图中可以明确知晓，原设计中手动、自动选择开关使用一路24V电源供电，导致选择“自动”状态时，手动模式无法使用。经向厂家设计人员提出后，厂家变更手自动切换开关设计，如图2所示。经变更后，操作人员可以直接进行手动启动，即自动状态下，手动紧急按钮依然有效。

4 技术亮点

1）新火灾报警控制器由工控机和彩色显示屏构成，相比与旧设备的PLC+单色显示屏控制器，新控制器能够对报警和故障信息通过颜色进行分类显示，使检修人员能够方便地对报警进行分辨。

2）相比与原有控制器的PLC编程形式，新控制器内置可视化的火灾报警编程软件，通过简便的设置输入/输出的方式，即可对现场设备进行管理，有效降低了设备维护的门槛。

3）新控制器具有“记录/查询”功能，能够对出现的火警、故障、联动、系统、屏蔽等事件信息进行记录，方便检修人员查询。

4）新机柜内置了隔离模块，将柜外设备与柜内设备进行隔离，能够对现场设备因故障导致的短路进行隔离，有效保护了柜内设备的安全。

5）新机柜采用国内成熟的技术，提高了设备可靠性，有效降低了设备故障率；有效地解决了旧机柜备件短缺的问题，提高了设备可用性。