核電廠開關量儀表安裝調試

何忱 李本榮 張恩瑜

福建福清核電有限公司 福建福清 350300

1 開關類儀表的測量原理

開關類儀表屬于自動控制系統當中非常經典同時非常簡單的一種控制元件，也是自動控制系統當中必不可少的一部分。開關類儀表通常都是借助微動開關等機械彈簧、杠桿等構件，實現機械量向開關信號的轉換。開關類儀表屬于純機械形變引發的微動開關動作。以壓力開關威力，一旦壓力增加，就會對不同傳感壓力元器件帶來不同的力的作用，進而引發膜片以及波紋管等期間出現形變，之后產生向上移動的作用，再借助欄桿彈簧等類型的機械結構，開啟最上面的微動開關，完成電信號輸出工作。根據測量原理劃分開關類儀表主要包含以下幾種：波紋管式、膜片式、浮子液位以及溫度式開關儀表。上述幾種開關類儀表中，溫度開關通常是在溫包中填充氣體，使其膨脹出發開關量信號。溫度開關儀表和波紋管式壓力開關儀表比較相似。下面將詳細介紹兩種開關類儀表。

2 波紋管式壓力開關

核電廠當中較為常見的一種開關儀表就是波紋管式壓力開關儀表。從其內部結構探究波紋管式壓力儀表，主要就是壓力產生變化后就會引發波紋管機械變化，一旦機械桿對此種壓力進行傳輸，就會觸碰到波紋管式壓力開關儀表的微動開關，最后產生壓力信號[1]。一般情況下，壓力開關主要有兩種標尺，雖然均能夠在外部看到標尺，但區別在于一個位于上部即指示板，另外一個位于下部，即回差調節指示板，不存在指示溫度板。不過，需要注意的一點就是上部指示板所顯示的數值是當前的定值，因此存在一定的誤差，不建議將此定值作為計量值進行參考。而下部回差調節指示可以不調整。通常來說，在未經過授權時禁止調整儀表的內部結構，只有獲得相應權限的工作人員才可以調整儀表上部定值以及下部回差螺絲，其他部位也沒有權限去調整。而儀表的下部始終在原始位置即可。

3 浮子液位開關

浮子液位開關儀表的基本原理就是浮力，也就是說彈簧受到質量超過液體的浮子作用，使得浮子完全浸入到液體當中，此時的浮力就會出現變化，最終使得彈簧發生向上位移。而彈簧移動的距離A是浮子移動距離B當中很小的一部分，一般情況下，彈簧上端連接著瓷套管C，C在非磁性隔離管D中移動，而一旦彈簧移動就會使得C吸引樞軸上的磁鐵E，進而吸引隔離管外的開關F產生動作。浮子液位開關通常依靠內置式限位止檔阻止液體當中的彈簧出現過度位移。眾所周知，浮子液位開關容易調整期定值，通常把開關組件調整到內部磁棒所對應的部位就可以，不過在進行調整時需要依靠液體介質標定，禁止直接使用卷尺調整位置[2]。針對定制比較大的情況，這種開關儀表當中是應用金屬軟繩懸掛浮子，這種軟繩不能再實驗室中達到這么高的水位，因此需要通過水位換算實現調整，例如，某一個儀表的液位開關，其定值是2m，其懸掛位置的基準點是4m，這就表示懸掛繩的長度約為2m，而在實驗室中無法仿真模擬4m的懸掛高度以及2m的水位高度進行校準，所以就需要進行水位換算。水位換算的步驟為：

①把牽引浮子的金屬軟繩進行一定比例的收縮，直到實驗室條件下能夠模擬相關水位值，例如收縮到0．5m，也就是浮子與儀表頭繩之間的距離是0．5m，這個值不是固定的，可以根據比例任選。但是需要注意的是，應該將浮子下端多余出來的金屬繩盤好，不能使其碰觸到標定設備。

②降浮子液位開關儀表進行自然懸掛，但是需要注意浮子液位開關儀表頭、掛繩以及浮子處在相同的垂直線上。將沒有水時浮子頂部距離表頭的長度定為a。

③注水，直至可以接通開關，并記錄此時浮子頂端到儀表頭之間的距離，其長度定為b，用筆在浮子上標識出觸發警報時浮子的水位線。

④排水，將水排出，直到斷開浮子常開點，并且另用其他顏色的比標識出觸發警報消失時的浮子水位線[3]。

⑤浮子安裝到就地，對金屬軟繩進行梳理，這主要是由于報警值就是距離標準點2m，所以需要對浮子位置進行調整，將自然狀態下浮子上部標畫的報警水位線對應2+（a-b）的位置，此時就做好了報警值標定。

4 開關的接線方法

在核電廠開關量儀表安裝中，通常選擇三個接線端子來接線，一般我們將三個端子分別用NO、NC、COM來表示，或者直接用一、二、三表示。NO、NC、COM的含義分別是常開點、常閉點以及公共端。若是將端子用數字或漢字標記，就需要工作人員自行按照內部電線顏色來辨別，判定三個端子哪個是常開點，哪個是常閉點，哪個是公共端。根據字面意思我們可以理解常開點和常閉點中，“?！本褪钦顟B下，也就是指介質未被測量時的初始情況，例如，壓力常開點指的就是沒有發生壓力變化時斷開的觸點。而常閉點則是指液體當中尚未放入儀表時的狀態就是關閉的觸點[4]。所以，一旦壓力出現增加，夜里開關就會低警預報，此時正常的連接線就會將公共端閉合。

總而言之，核電廠當中的開關量儀表屬于必不可少的組成部分之一。本文立足于開關量儀表的安裝原理，簡單介紹了波紋式壓力開關以及浮子液位開關儀表，探討了兩種儀表的安裝方法，并詳細闡述了浮子液位開關量儀表的水位換算法，最后以壓力開關量儀表為例，總結了開關量儀表的接線方法。希望本文的一些觀點和方法對相關工作人員有所幫助，給予其工作上的參考和借鑒。旨在全面提高核電廠儀表類的安裝質量，確保核電廠的安全、穩定運行。