韩伟 陈臻 刘桓宇
(中广核核电运营有限公司)
摘要:大亚湾及岭澳一期核电站的核岛区域火灾监测系统用来对电站内重要厂房及重要设备(大部分为核安全级)进行实时火灾监测,火灾监测系统由一系列非智能型探头组成,使用录波仪对探测回路进行录波实现了非智能探头故障时的快速定位及故障趋势的准确判断。
关键词:非智能型;火灾探测器故障
一、研究背景及意义
对于智能型探头,每个探头都拥有独立的地址,探头对现场环境进行探测并处理后,将相应的火警状态信息及地址送给火警主机,主机即可较好地实现对火灾及探头状态的实时监测。对于大亚湾及岭澳采用的西伯乐斯非智能型探头,探头本身没有拥有独立地址,在火警主机巡检阶段,探测器根据现场的环境给出不同的表征探头状态的应答信息,由火警主机根据巡检信息来进一步判断探头状态,在西伯乐斯火警主机上可以用相应的代码对主机巡检结果进行查询,对于一些简单的故障,可以在主机上直接查得相应的故障点,一旦探头回路出现复杂故障,出现了火警主机无法识别的巡检信息,主机只会报出整条回路故障,无法给出具体故障点,只能逐一对探头回路进行检查,工作量大且效率低下。影响系统的可用性。
为解决该问题,通过火警主机对探头反馈信号的巡检机理,发明了使用录波仪对探测回路反馈电流进行录波,通过对波形的分析,在探测回路异常时可以快速准确定位出故障点,在探测回路未出现故障时,可以及时发现有故障征兆的探测支路,从而大大提高了故障处理的效率,保证火灾探测系统的可靠性。
二、西伯乐斯CZ-10主机巡检原理:
对于西伯乐斯火警系统,为检测探测回路探测器回路及现场所处的状态,保证能将探测器的信息及时送往主机以判断现场有无火方式,在直线连接方式中只可单向巡检,而在回路式连警及探测回路有无故障,CZ-10主机会对探测回路进行定期巡检;依据探测回路的连接接回路中可正反两方向巡检。火警探测器存在三种状态:“NOAMAL(正常)”、“ALARM(报警)”及“FAULT(故障)”。
三、快速录波仪的优点和故障定位方法
在西伯乐斯火警主机上可以用F339对主机巡检结果进行查询,对于一些简单的故障,可以在主机上直接查得相应的故障点,一旦探头回路出现复杂故障,如回路上超过两个主模块同时存在故障等导致火警主机无法识别的巡检信息时,巡检主机只会报出整条回路故障,无法给出具体故障点,这时可以用快速录波仪对火警主机巡检进行录波,通过对波形的分析即可找出故障点。
快速录波仪由波形显示部分和电流互感器组成。电流互感器类似于升压(降流)变压器,它是利用电磁互感原理将被测回路中的高压电流按比例转换为低压电流的电气设备,其作用是通过测量其低压二次电流,达到测量高压一次电流(被测回路)的目的。波形显示部分将电流互感器来的电流信息转换成相应的电压信息并以波形的形式显示出来。
从录波仪记录的脉冲图中我们可以通过观察脉冲的幅值、脉冲的数目、脉冲之间的间距以及每个脉冲的形状有无异常等信息来判断回路的故障点,下面为几种典型探头回路巡检波形图的分析及故障定位。
脉冲幅值明显偏大:当波形图中出现某个脉冲幅值明显偏大,首先确认波形图中的脉冲数是否与探头回路上的主模块数一致,若一致,则该脉冲对应的主模块故障;若不一致,则一般是该脉冲的对应模块底座内场效应管开关在接受前一个脉冲时,立即闭合激活了下一个脉冲的主模块,若此时此两个主模块上的探头状态相同,则两者的脉冲相互叠加导致幅值明显偏大。
图一:脉冲幅值明显偏大
脉冲幅值明显偏小:若脉冲数目与回路主模块数一致,则该脉冲对应的主模块出现故障。
脉冲的数目偏少:第一种情况是如上分析的主模块场效应管开关故障提前关闭导致脉冲叠加,导致脉冲数减少;第二种情况为模块完全故障,导致脉冲无法发出,回路上剩下的模块都无法被巡检到,则丢失了相应的脉冲;第三种情况为两个主模块之间的接线出现问题,导致巡检电压无法正常往下传。第二种和第三种情况可以通过正反向综合录波来区分。若正反向巡检到的脉冲数之和为回路总主模块数,则为第三种情况,否则为第二种情况
脉冲间距异常:在脉冲数目与回路主模块数一致时,若出现两个脉冲之间间距偏大,则表征后一个脉冲对应的主模块出现故障。对于CGFR模块来说,若所监视的触点处在断开状态,则脉冲间距也会偏大,对于它来说,这是正常状态,因此在分析波形时应首先确认该回路中有无CGFR模块;若出现脉冲间距偏小,则表征该模块上的探头出现火警。
正常情况下,火警主机正向巡检,每隔10分钟进行一次反向巡检,一旦正向巡检出现问题无法继续,此时主机会立即反向巡检,直至正向巡检正常。因此在遇上更加复杂的回路故障时,此时回路的波形图可能同时拥有几种特征,这时我们必须结合正反向的波形图进行综合分析,以此达到精确定位故障点的目的。
回路录波还有一个非常重要的作用,在回路还未出现故障时,我们可以通过录波对回路上主模块的波形形状进行观察,脉冲的形状一般是观察上升或者下降的斜率有无明显变小,波形走势有无突变或者毛刺有无增加,这些特征可以是回路故障的征兆,可以在故障未出现时,提前进行维护,从而提高火灾探测系统的可靠性。
四、相比原有技术的优势
1、相比原有技术利用主机提供的故障查询方式对于复杂故障无法定位,只能对回路逐一排查的故障处理方式,利用该技术可以精确定位复杂故障的根本原因,大大提高了故障处理的效率。
2、原有技术无法进行发现有故障征兆的回路,本申请技术可以在火警主机未出现故障时,通过录波波形的观察,可以发现有故障征兆的回路,提前进行故障处理,增加了系统的可靠性。特别是对核岛反应堆厂房火灾探测回路的故障判别和预防性处理,减少功率运行期间的人员辐照剂量并避免了机组后撤的可能。
五、结束语
大修期间对核岛区域火警回路录波,用来发现有故障征兆的回路,及时进行处理,避免功率运行期间进反应堆厂房处理故障,减少人员辐照剂量并避免了机组后撤,提高了火灾探测系统的可靠性,保证了机组的安全稳定运行。
论文作者:韩伟,陈臻,刘桓宇
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/15
标签:回路论文; 脉冲论文; 故障论文; 火警论文; 主机论文; 波形论文; 模块论文; 《河南电力》2018年19期论文;