1.中国中原对外工程有限公司 北京 100044
2.华晨宝马汽车有限公司 辽宁沈阳 110143
摘要：应用于核电厂的电气设备，尤其是安全级或安全相关的电气设备，必须经过质量鉴定。本文依托联合研制的核电厂某转速测量系统开展的安全级设备鉴定试验，对安全级电气设备的质量鉴定相关标准进行分析、比较、研究，综合考虑这些标准体系的要求，提出一套适用于核电厂安全系统电气设备的质量鉴定参考体系，以及在相关标准框架体系下，就电气设备质量鉴定应采取的一些措施和方法进行探讨。
关键词：核电厂；安全系统；电气设备；质量鉴定
引言
核电设备不同于常规电气设备，不仅价格昂贵，而且与核安全有关的设备性能的好坏和运行是否可靠直接影响到核电站运行的安全可靠性，因此核电设备的设计需经过严格的设计验证，且核电设备需通过国家核安全中心的质量鉴定和安全评审。不同于常规设备，设计和制造核级产品的设计院和制造厂必须按国家核监管部门的要求取得设计、制造许可证，方能从事核级产品的设计和制造活动。
1常见的核电厂电气事故种类
1.1备功能事故
这主要是由于电气设备本身的质量不符合国家有关的质量标准而导致的，或者是电气设备在运输和安装过程中受到外界的物理损害，并在试验过程中没有及时发现，但在投入使用一段时间后，经过内外作用的共同影响致使设备出现功能性的事故，造成设备无法正常使用。
1.2开关意外性分合闸
在核电厂的运行和调试阶段，很容易发生开关出现意外性的分合闸，主要是由于施工人员的操作不规范或者是开关本身的质量不过硬而造成的。并且，由于核电厂采用的是6KV的用电登记，其电流通过量大，使得开关的分合闸的概率较高。在发生开关意外性分合闸情况后，对设备与员工的安全造成很大的安全隐患，很容易导致设备的短路，甚至引发火灾。造成开关意外分合闸的客观原因主要有开关远方控制电缆的虚接、错接、端接使存在意外触碰短接现象，进而导致开关的意外分合闸。
1.3单相接地事故
在核电工程的建安阶段，极易引发核电厂用电系统单相接地事故。这主要是由于人体的意外性触碰带电体，或者是电力电缆的绝缘层破损、电缆的屏蔽层处理不当等因素造成的。在发生单相接地事故时候，可通过对该回路保护装置的报警信息和故障录波电压波形图进行分析来确定回路具体的故障位置。单相接地事故又可以划分为金属性接地以及非金属性接地这两种类型。发生金属性接地故障时，该相的相电压为零，其他两相的相电压为线电压。因此，私用录波电压波形图的判断方式就可以很容易判断出故障的具体位置。然而，在实际的核电厂用电系统中，经常发生的都是非金属性的接地故障，一般都是电缆绝缘缺陷下的弧光接地故障。在弧光接地故障发生时相电压不为零，这主要是由于零序电压保护装置的设定一般为15V，在发生弧光接地事故的初期是探测不到的，只有当电气事故扩大化之后才会出发报警系统。在此段实践内，由于不断交替震荡的弧光与过电压相互作用，进而会导致电缆烧毁，导致两相短路或者是三相短路跳闸现象的发生，甚至发生电气火灾灾害。如果孤光电压与电缆托盘、金属框架以及大地之间形成电流回路，这样就会干扰到电缆的控制、测量信号。另外，由于操作人云的意外碰触带电体也会导致非金属性接地事故的发生。需要注意的，由于接地保护装置只产生保护报警作用，并没有对电气事故进行及时的应对处理，在这种情况下对操作人员的人身安全存在极大的安全隐患。因此，核电厂电力工作人员应特别注意。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2电厂安全系统电气设备质量鉴定
2.1基准试验
对于基准试验，在主体标准中，RCC-E-2005中B3200以及GB/T12727-2002中5.4.2.1节的a）和b）进行了规定，IEEE323-2003中6.3.1.7节的a）和b）也有所提及。在指导标准中，EJ/T1197-2007中5.2章节中规定了试验包括两部分要求，一是电气接口特性试验，二是功能特性的测定试验，其目的是检查设备在正常环境条件下的功能特性，其测试结果作为后续试验基准。综上，对于基准试验，可按照3个方面开展：一是设备检查，即目视检查和机械检查，可参考RCC-E-2005MC2000执行；二是电气接口特性试验即介电强度试验、绝缘电阻试验、接地电气连续性检查等，可参考RCC-E-2005MC3000执行；三是功能特性试验需要依据设备的技术规格书要求执行，按照GB/T12727-2002中5.4.2.1节的b）要求，还可参考IEC61298-2中的测量方法执行。
2.2 1E级电气设备抗震鉴定
由于1E级电气设备执行与核安全相关的功能，所以要求其在承受S2（对应SSE）地震载荷后仍能执行正常功能。按照核安全法规HAD102-02及GB13625-1992核电厂安全系统电气设备抗震鉴定，核电设备抗震安全设计必须采用S2地震条件，此时为极限地震。经受5次S1（对应OBE）和1次S2（对应SSE）地震，每次地震假定10个峰值循环。设备样机制造出来后，若通过动态特性探查确定样机一阶自振频率大于33Hz，从而判定该设备为刚性设备，则可采用等效静力试验代替模拟地震动力试验；自振频率小于33Hz则为柔性设备，必须上抗震台进行模拟地震动力试验。地震时应模拟设备运行工况，设备应保持原有的工作状态，并能根据要求进行分合操作，以确保安全供电。电气设备进行地震试验前，必须经过运行老化试验和其内部非金属元器件经过20年寿期加速老化试验。震动试验前后设备均要进行常规功能试验（电气试验、机械特性等），以验证震动试验前后的性能是否满足电气设备的要求。用白噪声随机波扫描的方法，寻找设备的自振频率。
根据电气设备可能安装的地点和场合，生成一试验输入波作为震动台的台面输入信号，按三轴方向进行抗震试验。抗振要求反应谱应能包络我国已建成的或拟建的核电站对1E级设备抗震要求，因此地震试验反应谱应包络要求反应谱，造波时考虑10%的裕度。
试验次序为：（1）单轴共振频率搜索（x，y，z）：1-50-1Hz，0.2g，白噪声输入，震动时间150s；（2）双轴时程曲线地震试验：沿每对轴（先OX-OZ、后OY-OZ）同时施加两个地震曲线；（3）5次OBE、2次SSE，试验时检查设备动作。按照HAD102-02规定，抗震鉴定可采用直接法如分析、试验、经验或类比法，也可综合以上；同时可以采用间接法如相似法（参照物项已通过直接鉴定）。因此，对一些大型电气设备，由于目前国内试验震台尺寸所限，抗震鉴定可以通过分析计算来进行，但分析计算的软件必须是可靠的，有足够精确度，且得到有关核安全监管部门的认可。
2.3事故和事故后环境条件下试验
对于事故和事故后环境条件下试验，在主体标准中，RCC-E-2005中B4200和B6200、GB/T12727-2002中5.4.2.2节和5.4.2.3节的b）以及IEEE323-2003中6.3.1.7节的f）和g）进行了规定。目的是验证设备能否经受地震或人为事件（如飞机坠毁）诱发的振动和假设始发事件导致剧烈的环境应力（辐照、温度、压力、蒸汽和化学物质喷淋等）。即此阶段包括抗震试验、安全壳内事故辐照试验、安全壳内事故热力条件和化学条件下的试验及事故后热力条件下的试验。
结束语
综上所述，核电厂工程运行初期，经常会出现各种电气事故。作为一名合格的核电厂电力工作人员，应该熟知各种电气事故的类型、成因、特点以及相应的处理措施。这样，不仅可以及时的开展各项针对性的电气事故预防工作、监控管理措施，还可以有效避免人为因素导致的电气事故的发生，保证核电厂电力系统的正常运转，保障核电厂的安全、稳定运行。
参考文献：
[1]孟广国，邹华明，郭银辉，等.我国核电站安全级数字化仪控系统设备鉴定适用标准研究[J].自动化博览，2015（6）：66-68.
[2]中国核工业集团公司.核电厂安全级电气设备质量鉴定试验方法与环境条件：EJ/T1197-2007[S].2007.
[3]中国核工业集团公司.核电厂安全系统电气设备质量鉴定：GB/T12727-2002.[S].北京：中国标准出版社，2003.
论文作者:刘仕伟1,韩帅2
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/14
标签：核电厂论文; 设备论文; 电气设备论文; 事故论文; 鉴定论文; 电气论文; 质量论文; 《建筑模拟》2018年第34期论文;