CEPR機(jī)組非安全級(jí)DCS機(jī)柜硬接線(xiàn)修改

張 勛，張 磊

（臺(tái)山核電合營(yíng)有限公司，廣東臺(tái)山 529200）

1 CEPR機(jī)組非安全級(jí)DCS介紹

臺(tái)山核電CEPR 機(jī)組采用多平臺(tái)、多系統(tǒng)的模式實(shí)現(xiàn)，其中主要采用了非安全級(jí)西門(mén)子SPPA-T2000平臺(tái)及安全級(jí)AREVA Teleperm XS 平臺(tái)。其作為三代新技術(shù)核電站，DCS 系統(tǒng)需進(jìn)行大量的設(shè)計(jì)變更和修改，工程階段執(zhí)行修改需要在機(jī)柜斷電后，對(duì)生產(chǎn)階段并不適用，機(jī)柜下電不僅涉及大量信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)分析及措施實(shí)施，同時(shí)，即使在大修階段，核島許多系統(tǒng)、設(shè)備（如通風(fēng)系統(tǒng)）仍然需要保證其可用性，故對(duì)大量核島非安全級(jí)DCS 機(jī)柜的完全下電在短時(shí)間內(nèi)幾乎是不可實(shí)現(xiàn)的。因此需要?jiǎng)?chuàng)新方法、工具以在機(jī)柜帶電時(shí)安全執(zhí)行機(jī)柜硬件修改。

2 機(jī)柜接線(xiàn)的繞線(xiàn)端接

2.1 端子排繞線(xiàn)連接

西門(mén)子DCS 機(jī)柜中FUMI/O 模塊機(jī)架和SAE 端子（一種輸入、輸出信號(hào)連接端子）排間的接線(xiàn)（機(jī)柜內(nèi)部線(xiàn)）采用繞線(xiàn)連接的方式。

繞線(xiàn)連接是一種無(wú)焊料的連接技術(shù)，繞線(xiàn)連接方式產(chǎn)生了非常緊密的接觸區(qū)域，即使在惡劣的環(huán)境下，也能保證良好的導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性。同時(shí)，一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線(xiàn)纏繞接線(xiàn)柱，在震動(dòng)時(shí)也能承受更大的應(yīng)力。

繞線(xiàn)纏繞連接的最小裸線(xiàn)匝數(shù)要求為5個(gè)。繞線(xiàn)連接完成后其連接纏繞包裹應(yīng)緊密且均勻。裸線(xiàn)和接線(xiàn)柱間的距離不得超過(guò)裸線(xiàn)的直徑。繞線(xiàn)連接的所有匝間總間隙不得超過(guò)裸線(xiàn)的直徑，正確的繞線(xiàn)連接如圖1所示。

圖1 正確的繞線(xiàn)連接示意圖

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施時(shí)要滿(mǎn)足上述要求，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。

（1）工具需要提前驗(yàn)證確保合格，匝數(shù)通過(guò)目視檢查可確認(rèn)。

（2）裸線(xiàn)和連接柱間的距離通過(guò)目視檢查確認(rèn)，盡管裸線(xiàn)的直徑很小，但如果繞線(xiàn)連接完成后裸線(xiàn)和連接柱間的距離過(guò)大，能明顯觀察到繞線(xiàn)不夠緊密。

（3）所有匝間總間隙不得超過(guò)裸線(xiàn)的直徑，臺(tái)山核電現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中的要求高于此標(biāo)準(zhǔn)，即繞線(xiàn)匝間無(wú)明顯間隙，如有間隙則重新解線(xiàn)和端接。

（4）應(yīng)避免錯(cuò)誤的繞線(xiàn)，如繞線(xiàn)纏繞不充分、纏繞錯(cuò)亂、纏繞過(guò)多、纏繞不緊密。

2.2 繞線(xiàn)連接的接線(xiàn)工具和解開(kāi)接線(xiàn)工具

2.2.1 繞線(xiàn)連接的電動(dòng)工具

繞線(xiàn)連接須配合自剝離鉆頭和套筒，此工具正確使用可滿(mǎn)足上文所述繞線(xiàn)纏繞連接的最小裸線(xiàn)匝數(shù)為5個(gè)的要求。為防止機(jī)柜繞線(xiàn)端接時(shí)對(duì)周?chē)俗拥挠绊懀殞?duì)電動(dòng)繞線(xiàn)工具的“槍頭”（即套筒前部）進(jìn)行絕緣包裹。

2.2.2 解開(kāi)繞線(xiàn)連接的工具

解開(kāi)繞線(xiàn)連接時(shí)，須小心操作。拆線(xiàn)時(shí)一定要使用解開(kāi)繞線(xiàn)工具將繞接的接線(xiàn)完全松開(kāi)后再拆除接線(xiàn)，否則可能會(huì)損傷接線(xiàn)柱。解開(kāi)繞線(xiàn)后須檢查并確保周?chē)@線(xiàn)未受影響，且解開(kāi)繞線(xiàn)后繞接過(guò)的那一段連接導(dǎo)線(xiàn)不可再使用。

2.3 繞線(xiàn)接線(xiàn)的測(cè)試

在SAE 繞接線(xiàn)修改工作中，應(yīng)執(zhí)行以下檢查和測(cè)試。

2.3.1 目視檢查

目視檢查應(yīng)確認(rèn)繞線(xiàn)接線(xiàn)緊密且均勻，還應(yīng)檢查和確保繞線(xiàn)連接處帶絕緣部分的接線(xiàn)與接線(xiàn)柱的至少3個(gè)邊角接觸，以防止裸露接線(xiàn)露出太多與周?chē)俗踊蚪泳€(xiàn)短接。

2.3.2 剝離力測(cè)試

剝離力試驗(yàn)采用剝離力試驗(yàn)工具，測(cè)量范圍為0～100 N，有兩種檢測(cè)類(lèi)型，即破壞性檢測(cè)和非破壞性檢測(cè)。破壞性檢測(cè)指在實(shí)驗(yàn)室小平臺(tái)SAE 接線(xiàn)柱上進(jìn)行繞線(xiàn)連接后，使用剝離力試驗(yàn)工具加載拉力，超出最小剝離力（28 N）后，繼續(xù)加載拉力直到繞線(xiàn)連接移動(dòng)。非破壞性檢測(cè)，適合現(xiàn)場(chǎng)繞線(xiàn)連接的檢測(cè)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)SAE 接線(xiàn)柱上的繞線(xiàn)，使用剝離力試驗(yàn)工具加載拉力，拉力應(yīng)不超過(guò)最小剝離力28 N（建議26～28 N），如果繞線(xiàn)接線(xiàn)未移動(dòng)，則滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.3 解線(xiàn)測(cè)試

解線(xiàn)測(cè)試可驗(yàn)證接線(xiàn)是否已被過(guò)度的初始張力拉伸過(guò)多或已出現(xiàn)裂紋。

2.3.4 電氣試驗(yàn)-連續(xù)性及其他必要的測(cè)試

使用萬(wàn)用表進(jìn)行接線(xiàn)修改后的通斷測(cè)試，一端為SAE 端子，另一端可能為SAE 端子或FZZ（一種端接柜）接線(xiàn)機(jī)柜的接線(xiàn)，具體視現(xiàn)場(chǎng)修改而定。

2.3.5 測(cè)試范圍

無(wú)損檢測(cè)須完成以下檢查。

（1）對(duì)每個(gè)修改后的繞線(xiàn)連接進(jìn)行目視檢查。

（2）對(duì)每100個(gè)繞線(xiàn)連接中的至少2個(gè)進(jìn)行最小剝離力測(cè)試。如果連接少于100個(gè)，則選擇2個(gè)繞線(xiàn)連接進(jìn)行測(cè)試。

（3）對(duì)每個(gè)繞線(xiàn)修改進(jìn)行電氣試驗(yàn)。

破壞性試驗(yàn)即執(zhí)行繞線(xiàn)端接工作前，以及每約10個(gè)工作日的繞線(xiàn)工作后，使用當(dāng)前工具在試驗(yàn)平臺(tái)完成10個(gè)繞線(xiàn)端接試驗(yàn)，然后完成如下檢查。

（1）完成目視檢查。

（2）執(zhí)行5次破壞性剝離試驗(yàn)，記錄繞線(xiàn)端接處的剝離力矩，以此檢查繞線(xiàn)工具是否合格。

（3）執(zhí)行5次解線(xiàn)測(cè)試，記錄解線(xiàn)后的連接導(dǎo)線(xiàn)上是否有任何斷裂或裂紋。

表1可知全國(guó)農(nóng)村文盲人口占15歲及以上農(nóng)村人口比重為8.57，河北省農(nóng)村文盲人口占15歲及以上農(nóng)村人口比重為5.28。根據(jù)這次調(diào)查數(shù)據(jù)推算，全國(guó)新生代農(nóng)民工約占全國(guó)農(nóng)民人口總數(shù)的1.71%，而河北省新生代農(nóng)民工約占河北省農(nóng)民人口總數(shù)的1%。由此可知，河北省新生代農(nóng)民工占比較大，失業(yè)仍然是農(nóng)民工生存的最大威脅。

（4）通過(guò)上述測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)工具出現(xiàn)故障，應(yīng)對(duì)該工具在此期間執(zhí)行的繞線(xiàn)端接進(jìn)行非破壞性測(cè)試。

3 CEPR機(jī)組核島非安全級(jí)DCS機(jī)柜現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)修改

3.1 機(jī)柜帶電情況下硬接線(xiàn)修改的風(fēng)險(xiǎn)管控

（1）對(duì)于硬接線(xiàn)修改的FUM 卡側(cè)接線(xiàn)，在機(jī)柜帶電修改時(shí)須拔出端子所在位置的FUM 卡，拔出FUM 卡前須進(jìn)行卡件的風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)析并采取控制措施。

（2）對(duì)硬接線(xiàn)修改的SAE 端子側(cè)修改，須分析涉及修改的端子整排及其上、下兩排信號(hào)的誤碰風(fēng)險(xiǎn)。

（3）接線(xiàn)拆、接期間使用專(zhuān)用擋板進(jìn)行遮擋，避免誤碰、碎屑飛濺等導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)。為控制機(jī)柜帶電情況下的端接修改風(fēng)險(xiǎn)而設(shè)計(jì)的防誤碰專(zhuān)用工具現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用如圖2所示。

圖2 繞線(xiàn)端接防誤碰專(zhuān)用工具現(xiàn)場(chǎng)使用示意

（4）繞線(xiàn)工具套筒、解線(xiàn)工具應(yīng)使用絕緣膠布適當(dāng)包裹。

3.2 繞線(xiàn)端接具體實(shí)施過(guò)程

（1）根據(jù)上文所述帶電修改的風(fēng)險(xiǎn)管控的風(fēng)險(xiǎn)分析范圍，對(duì)FUM 卡件及SAE 端子相關(guān)信號(hào)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析并討論后，形成機(jī)柜風(fēng)險(xiǎn)控制方案，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)控制方案確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)上電機(jī)柜繞線(xiàn)端接工作的前提條件已具備。風(fēng)險(xiǎn)控制的手段包括設(shè)備斷電隔離、信號(hào)強(qiáng)制、設(shè)置設(shè)備在特定狀態(tài)等方式。

（2）使用專(zhuān)用的拆線(xiàn)工具，配合防誤碰專(zhuān)用工具的使用，將SAE 端子柱或FUM 卡件機(jī)架背板接線(xiàn)柱放入解線(xiàn)專(zhuān)用工具的孔內(nèi)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)解開(kāi)繞線(xiàn)并將其從端子接線(xiàn)柱上拆下。

（3）如執(zhí)行新的繞線(xiàn)端接工作，應(yīng)將絕緣導(dǎo)線(xiàn)的端部插入繞線(xiàn)專(zhuān)用工具的套筒鉆頭切割線(xiàn)槽中，然后推動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)直到其從切割線(xiàn)槽的另一端伸出。

圖3 繞線(xiàn)專(zhuān)用工具套筒和接線(xiàn)安裝示意

（5）上述（3）、（4）步驟完成后，一只手（通常為右手）拿端接繞線(xiàn)工具，另一只手（左手）拿著從切割線(xiàn)槽中伸出的導(dǎo)線(xiàn)的端部（端接完成后此段接線(xiàn)將被切割，需捏住防止異物掉落），并緊緊抓住固定在繞線(xiàn)工具套管前部槽上的非端部的導(dǎo)線(xiàn)（這一段導(dǎo)線(xiàn)連接到導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)軸上），左手施加給導(dǎo)線(xiàn)的拉力也不應(yīng)過(guò)大，否則可能導(dǎo)致繞線(xiàn)部分損壞或繞線(xiàn)錯(cuò)誤。

（6）保持上述動(dòng)作，將SAE 端子排接線(xiàn)柱或FUM 卡件機(jī)架背板接線(xiàn)柱伸入繞線(xiàn)工具前部套管的中間孔位中，并通過(guò)按動(dòng)扳機(jī)進(jìn)行端接。

（7）在按動(dòng)扳機(jī)進(jìn)行繞線(xiàn)端接過(guò)程中需施加一個(gè)輕微的向前的推力，使繞線(xiàn)端接在接線(xiàn)柱上能排列緊密且符合上文中提到的接線(xiàn)要求。

（8）繞線(xiàn)連接處帶絕緣部分的接線(xiàn)與接線(xiàn)柱的至少三個(gè)邊角接觸，以防止裸露接線(xiàn)露出太多與周?chē)俗踊蚪泳€(xiàn)短接。繞線(xiàn)過(guò)程中絕緣材料從導(dǎo)線(xiàn)上被切斷和剝離。同時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的末端被套管內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)槽的邊緣切斷（左手需要將其捏住，防止為機(jī)柜帶來(lái)異物）。每次端接剝離的絕緣材料都將留在繞線(xiàn)工具套筒切割線(xiàn)槽內(nèi)，需要在下一次繞線(xiàn)前安裝導(dǎo)線(xiàn)時(shí)將其推出，所以此時(shí)需要注意收集異物，防止在機(jī)柜內(nèi)遺留不易清理的異物。

（9）完成繞線(xiàn)端接后的檢查和測(cè)試，包括上文提到的外觀檢查、剝離力測(cè)試（按比例進(jìn)行挑選測(cè)試）、連續(xù)性測(cè)試，確認(rèn)接線(xiàn)質(zhì)量和接線(xiàn)正確性后，還需要進(jìn)行接線(xiàn)的功能測(cè)試。

3.3 注意事項(xiàng)

（1）在進(jìn)行機(jī)柜側(cè)邊SAE 端子繞線(xiàn)接線(xiàn)時(shí)，盡量按照端子號(hào)由H 至A 的順序接線(xiàn)（由左至右接線(xiàn)），這樣在接線(xiàn)完成后比較容易對(duì)接線(xiàn)進(jìn)行整理。

（2）對(duì)于FUM 卡件機(jī)架背板接線(xiàn)端接，如果一個(gè)端子上接一根以上的線(xiàn)，則接線(xiàn)時(shí)每個(gè)繞線(xiàn)要拉開(kāi)一段距離，否則可能導(dǎo)致接線(xiàn)繞在一起，互相影響導(dǎo)致質(zhì)量無(wú)法保證。

（3）無(wú)論拆線(xiàn)還是接線(xiàn)，都可以使用防誤碰專(zhuān)用工具進(jìn)行保護(hù)。尤其對(duì)于FUM 卡件背板左右兩端的拆接線(xiàn)，更容易誤碰到旁邊FUM 卡件端子，須格外小心。

（4）關(guān)于背板繞線(xiàn)的拆線(xiàn)，需要使用專(zhuān)用的拆線(xiàn)工具。使用專(zhuān)用工具拆線(xiàn)時(shí)，將SAE 端子套入專(zhuān)用工具的孔內(nèi)，一邊用力向前推，一邊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至繞線(xiàn)繞在專(zhuān)用工具的螺紋上，此時(shí)繞線(xiàn)已逐漸在SAE 端子柱上松動(dòng)，然后逐漸將其從SAE 端子柱上拆下。圖4為拆線(xiàn)過(guò)程使用的專(zhuān)用工具。

圖4 拆線(xiàn)過(guò)程使用的專(zhuān)用工具

4 結(jié)束語(yǔ)

在臺(tái)山核電CEPR 機(jī)組1、2號(hào)機(jī)組大修期間的實(shí)踐表明，文章介紹的核島非安全級(jí)DCS 機(jī)柜帶電硬接線(xiàn)修改的方法、防誤碰工具及適用于上述方法和工具的優(yōu)化后的風(fēng)險(xiǎn)分析方法，可有效在機(jī)柜上電情況下進(jìn)行硬接線(xiàn)修改工作。文章介紹的方法打破了原有工作執(zhí)行方式，創(chuàng)新性研發(fā)新工具和新方法并自主實(shí)施的方式，對(duì)其他項(xiàng)目有借鑒和啟發(fā)作用。