核電廠儀控設備電子元器件質量控制

周文斌

摘要：電子元器件作為組成儀控設備的一個個細小單元，它們既要獨立、穩定地完成自身工作，還需協同實現儀控設備的控制功能，確保核電廠安全穩定地運行。因此，針對電子元器件的質量進行控制管理工作是十分必要的。本文首先列舉可能對電子元器件質量產生影響的因素，進而詳細介紹電子元器件質量控制措施，以期給予相關行業工作者一些幫助。

關鍵詞：核電廠;電子元器件;電子元器件;質量控制

引言：

核電是一種清潔高效低碳的能源，是新能源的重要組成部分，更是我國未來能源可持續發展的重要基礎。但由于核電廠核反應發電、變電、輸電的一系列工作的特殊性，其安全性與穩定性尤其重要，儀控設備是保障核電站工作有序進行的重要工具，而電子元器件則是儀控設備的基礎，因此電子元器件的質量間接又直接地決定了核電站工作是否能有序進行。

1 電子元器件質量影響因素

1.1 溫濕度影響

電子元器件的理想工作環境對于溫度、濕度和氣壓等一系列指標都具有嚴格要求，當環境溫濕度未超過電子元器件的承載極限時，電子元器件工作的穩定性、安全性與溫濕度呈典型的反線性關聯，也就是溫濕度越高，設備靈敏度與使用壽命越低，電子元器件內外部金屬易被腐蝕，絕緣材料絕緣性下降;當環境溫濕度超過電子元器件承載極限時，電子元器件可能會出現直接擊穿、斷路等現象。這就要求核電站工作人員對電子元器件工作環境的溫濕度進行實時監控，配置合理的溫濕度控制設備，穩定環境中的溫濕度，為電子元器件創造盡量適宜的工作環境。

1.2 海拔影響

海拔對于儀控設備的影響主要表現在外部材料絕緣強度、分斷能力和溫升三個方面。海拔的上升意味著氣壓降低，空氣變稀薄，溫度、濕度也隨之下降，進而使外部材料絕緣能力降低，當空氣絕緣強度小于電場強度時，空氣被擊穿，電流形成通路，發生觸電事故。儀控設備間隙被擊穿使得電壓下降，空氣介質開關的滅電弧能力下降，設備的分段可靠性下降。海拔越高空氣介質的冷卻效果越差，設備散熱速度慢，且海拔越高紫外線越強，紫外線的長時間照射對外部材料與內部電子元器件的壽命起到一定影響，為設備安全穩定地運行造成障礙。

1.3 出廠質量影響

儀控設備內部有許多精密的電路和元器件，任何一個元器件的故障都可能影響整個設備的安全運行。相較于西方國家，我國儀控設備制造發展起步較晚，發展時間較短，許多核心技術尚未攻克，且電子元器件制造廠商有時候為趕進度或者追求當前經濟效益，往往忽視產品的可靠性，在質量監督方面缺乏力度，導致產品質量不過關，埋下了多種安全隱患。因此在選取電子元器件時應根據儀控設備的功能要求和工作環境，合理選擇元器件的種類、規格?？紤]元器件工作時的受力情況，確定元器件的極限值，按降額設計理念選用合適的元器件

1.4機械力的影響

儀控設備在運輸途中會因離心力與沖擊等機械力產生振動，在安裝至核電站后，由于日常工作中的正常使用與碰撞難免會產生振動。振動易造成儀控設備內電子元器件的磨損與松動，造成疲勞損壞，甚至發生嚴重變形，會對設備后續運行帶來安全隱患。對有觸點的電器元件而言，長期的振動易造成接觸點接觸不良;對于儀控設備外殼與底部固定裝置而言，振動增大了材料內部剪力，如機械力超過材料承載范圍，易出現裂縫或斷裂。據可信數據顯示，機械力的附加還會增大灰塵進入儀控設備的幾率，降低設備運行安全性。

2 電子元器件質量控制措施

2.1 明確電子元器件選用原則

由于核電站儀控設備的特殊性，在針對儀控設備的電子元器件的選擇時，工作人員應明確電子元器件選用原則，對于每類電子元器件的使用功能、性能特征、注意事項應具備一定的了解，編制電子元器件選購目錄，重點關注電子元器件的質量等級與適用范圍。在對電子元器件選取時，考慮的因素不局限于電子元器件對于儀控設備的工作環境是否適合，質量是否可靠，還需考慮電子元器件生產廠家的生產資質與生產能力，能否滿足持續供貨要求。在核電廠儀控設備研發初期，對于各類電子元器件的選擇方案不盡周詳，在針對各類電子元器件選型時，僅考慮性能是否滿足要求，對于廠家資質與生產能力并未充分考慮，但在每一版新的設計方案更新后，電子元器件的選擇也應進一步完善，為后續的研發與生產打好基礎。

2.2 嚴格分類電子元器件質量等級

電子元器件的質量等級是指在電子元器件的制造、檢查、篩選過程中對其質量等級進行評估判定，進而確定其質量等級。通常我們用軍級、工業級、民用級三個等級來定義電子元器件質量等級，但這個質量等級的判定是從電子元器件的工作環境溫度角度評判，但筆者認為，電子元器件的質量等級評定還需參照元器件生產時所選用的質量把控體系與生產工藝，以及檢測所采用的手段及標準。由于國外技術封鎖、國內電子元器件生產工藝落后等客觀原因影響，電子元器件的采購很多時候只能依靠本國廠家生產，因此建議采取二次篩選手段，進一步確保電子元器件滿足設計的質量等級。

2.3 降低電磁干擾

儀控設備周圍遍布電磁場與電磁波，不僅容易受到外界電磁干擾，內部各電子元器件間也存在互相的干擾。電磁干擾會降低和破壞儀控設備的靈敏度，且電磁干擾能量也會對人體組織器官造成傷害，危害工作人員健康。當電子元器件接收大量的電磁能量后可轉換為大電流，在電阻較高的地方，易形成高電壓，造成局部或整個回路的電擊穿。為解決上述問題，可采取如下措施：首先從源頭控制，選擇電磁兼容性能滿足設計需求的電子元器件;其次對電磁干擾傳播環境進行控制，在儀控設備周圍應按照設計標準及設置間距放置防電磁干擾儀，以達到清除外部電磁干擾的目的，針對儀控設備內部元器件間的相互干擾，應在部分電子元器件外部涂刷隔離劑。

3 結語

隨著用電量的逐漸增加，我國新建的核電廠也會逐漸增多，儀控設備也將大量投入使用，只有在源頭上保證電子元器件的運行質量，對生產、檢測、安裝、使用的每個環節實施切實有效的控制，才能保證每個獨立的電子元器件的穩定運行，進而確保整個儀控設備的安全。目前我國對于核電廠儀控設備的研究尚處于探索階段，許多關鍵技術難題尚未得到解決，希望國家、科研機構能夠投入更大的人力物力進行研究，早日實現技術突破。

參考文獻：

[1]白濤，金成日，張春雷.核電廠儀控設備研制中元器件篩選問題的討論[J].自動化博覽.2013，31（4）：83-87.

[2]李承紅.電子元器件入廠檢驗過程中的質量控制措施[J].石油儀器.2013，27（4）：94-96.

[3]中國人民解放軍總裝備部.GJB3404-98電子元器件選用管理要求[S].北京：國防工業出版社.2013.