核電廠儀控設備的接地與屏蔽

趙怡春 張向偉

【摘? 要】隨著我國核能開發技術的不斷提升，很好的推動了我國經濟實力的提高。在核電廠運營的時候，儀控設備的接地與屏蔽工作具有非常重要的意義，可以為核電廠的安全運行提供穩定的保障。下文就核電廠儀控設備的接地與屏蔽工作進行分析。

【關鍵詞】核電廠;儀控設備;接地與屏蔽

引言

目前我國核電開發技術正處于第三代的更迭階段，所有的儀控設備都是全自動化處理，為了保障儀控設備運行的安全穩定，需要開展合理的接地與屏蔽工作，提高核電廠儀控設備的穩定運行。

一、核電廠儀控設備接地與屏蔽工作的重要意義

在核電廠建設的過程中需要提高儀控設備的安全性，因為在核電廠運行的過程中存在著很多不可控的電磁信號，這些電磁信號的來源非常的廣泛，在儀控設備啟動關閉時、出現故障時、電動機運轉時、超高電流產生時，都會產生一定的電磁信號。而在電磁信號的影響下，儀控設備的運行狀態就會出現較大的變化。若是沒有及時的發現并進行相關的處理，不僅一個區域的儀控設備會出現較大的損壞，并且其他區域的儀控設備也會受到一定程度的影響，使得核電廠的安全運行指數下降。

我國第三代的核電廠中的儀控設備與過去的儀控設備具有一定的差異，過去核電廠的儀控設備多采取半人工操控的方式。而第三代的儀控設備多數采取全自動化的數字設備，這些設備的抗干擾能力非常的弱，一旦發生電磁信號的影響，數字儀控設備的運行質量就不能得到很好的保障。從而導致數據信號采集的失準，進而使得計算機系統處理的工作出現錯誤，嚴重的影響到儀控系統的整體控制的可靠性。因此在第三代的核電廠建設過程中必須要提高儀控設備的安全質量，通過開展技術型的屏蔽與接地性的處理，為儀控設備構建安全穩定的運行環境。

儀控設備接地系統主要分為兩種類型：保護接地處理與工作接地處理。保護接地是指通過外界的一些設備進行處理實現保護的目的，而工作接地的處理屬于預防性，通過對設計方案的優化，從而實現儀控設備的工作接地，提高儀控設備的工作安全性與穩定性。

儀控設備的接地與屏蔽工作目標是，在外界出現較大的電磁信號干擾時，儀控設備和相關工作人員的安全可以得到有效的保障。并且電磁干擾的信號不會對儀控系統的運行造成藕合影響，以確保儀控系統可以安全穩定的運行。

二、儀控設備接地與屏蔽的設計方案研究

在儀控設備進行接地與屏蔽工作方案設計的時候，可以將保護接地系統與核電廠的接地系統進行連接，從而提高保護接地的工作可靠性。而儀控設備的信號屏蔽可以分為模擬屏蔽與數字屏蔽，在設計的時候必須要遵守數型連接的原則，從而確保接地與屏蔽工作的效能。

目前我國第三代核電廠的儀控設備保護工作開展的時候，都是采取單點接地的方式開展相關的保護工作。當核電廠出現了高頻段的電磁信號干擾時，該儀控系統就不會受到一定的影響。為了確保該套儀控設備可以安全穩定的運行，采取單點接地的方式可以有效的阻絕共振噪音的產生，從而保障該核電廠可以安全穩定的運行。

三、儀控設備接地與屏蔽的工作要求研究

（一）工作的要求

我國三代核電廠的預控設備接地系統統一采用一點接地。通過讓信號進行獨立的保護性接地，可以避免在電流回路當中造成電磁感應，從而影響到信號傳輸的可靠性在，在儀表設備獨立接地的工作系統中可以確保儀表系統的運行安全性與可靠性。

（二）改進的環節

在進行儀控設備屏蔽工作的時候，需要考慮到數字化自動儀控的EMC技術要求，根據該技術要求對儀控設備的電纜進行合理的屏蔽。通過采取非連續性的閉合控制系統實現電纜的有效屏蔽，從而保障的電纜與設備的導體可以進行很好的連接。在核電廠儀控設備屏蔽系統進行了相應的升級改進之后，儀控設備的運行安全性與穩定性得到了很好的提高。

（三）雙端接地的分析

1.產生原因

在數字化儀控設備處于高頻信號的工作狀態下，電纜是產生電磁干擾信號的主要來源，直接影響到了高頻儀控設備的運行工作安全。與此同時電纜也是電磁信號的主要發生器，當強電流通過電纜時，電纜由于電磁感應原理，在其周邊形成了磁場，從而釋放出電磁信號，對儀控系統造成一定的干擾。并且電纜在運行的時候，還可以收集附件電磁噪聲，并在藕合作用下產生新的電磁干擾信號。隨著我國第三代核電廠建設的不斷加快，高頻數字化儀控設備應用的越來越多，從而使得電磁干擾的問題不斷嚴重。為了很好的解決這一問題，需要對目前的儀控設備屏蔽系統進行重新的評估，從而更好的提高高頻儀控設備的運行安全與穩定。

在雙端接地的影響下，核電廠的儀控系統運行可靠性與安全性下降了很多。當電纜層穿過EMC的工作區域、設備外殼、端子箱時，由于這些設備并沒有進行很好的信號接地，因此電纜產生的電磁信號會對其產生一定的影響。儀控設備控制室的現場感應器由于沒有進行信號接地，這樣在電纜產生電磁信號時，感應器就會與電磁信號產生一定的藕合效應，從而使得感應器監測的數據出現了誤差，不能為儀表控制系統反饋準確可靠的數據信息，直接影響到儀控系統的運行質量。

2.解決措施

目前我國第三代核電廠建設運行的時候，儀控設備的電纜產生的電磁信號影響，使得了儀控系統發生雙端接地的故障，而是否與儀控設備的外殼接地有直接聯系，尚且沒有得到很好的數據信息論證。但是相關的科研人員結合國外核電廠的數據分析之后，發現了問題產生的根源。當閉合的EMC電路處于非完整閉合狀態下時，可以利用EMC電纜進行設備外殼的連接，從而規避雙端接地故障的發生，從而很好的提高高頻儀控設備的工作質量，使得儀控系統具有良好的電磁抗干擾能力[5]。

在后期核電廠建設的時候，為了更好的提高儀控系統的整體運行質量與效率，可以根據數字化儀表系統的設計方案構建相關的接地與屏蔽工作框架。通過對過去儀表控制系統存在的問題進行研究分析，找出問題產生的核心因素，并制定相關的解決方案，并在實際建設時進行安全性的評估，提高解決方案的實用性與安全性。

四、結束語

綜上所述，在核電廠建設的過程中儀控系統運行的安全性與可靠性，間接的影響到核電廠的運行安全。為了更好的提高核電廠儀表設備的運行的穩定性，需要根據儀控設備的實際運行參數，執行針對性的接地系統與屏蔽系統，通過有效的發揮出接地系統與屏蔽系統的工作效能，可以很好的提高儀表設備的抗干擾能力，確保儀控系統的穩定有效運行。

（作者單位：1 中國核電工程有限公司華東分公司;2 中核華電河北核電有限公司）