核電廠電磁兼容挑戰(zhàn)及對策分析

趙柄鑫　金　珠

（國核工程有限公司，上海 200233）

核電廠電磁兼容挑戰(zhàn)及對策分析

趙柄鑫金珠

（國核工程有限公司，上海 200233）

核電廠是將核能轉(zhuǎn)換為熱能，用以產(chǎn)生供汽輪機用的蒸汽，汽輪機再帶動發(fā)電機，構(gòu)成了產(chǎn)生商用電力的電廠。由于核電廠的電磁環(huán)境經(jīng)常會受到干擾，所以解決核電廠電磁兼容的問題就成了一個十分重要的問題。本文就核電廠電磁環(huán)境的條件進行了介紹，并就我國的核電廠電磁兼容的要求進行了概括，并提出應(yīng)對核電廠電磁兼容挑戰(zhàn)的對策。

核電廠 電磁兼容 挑戰(zhàn) 對策

電磁兼容，是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力［1］。

1　核電廠電磁環(huán)境的條件

隨著電子技術(shù)向著模擬的方向發(fā)展，許多由幾塊電路板組合在一起才能實現(xiàn)的功能，現(xiàn)在可以合并到單一的模擬的電路板上進行操作，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在更低的電壓水平上進行運行，這些改變使得模擬電路對于EMI/RFI更加敏感，同時對于電源的浪涌也顯得更加敏感，這些改變都需要我們不斷對核電廠中的電路進行一定的技術(shù)保護措施。就目前我國的核電廠的情況來說，我們還沒有有效的進行過對核電廠的電磁環(huán)境的測試，也就缺乏必要的一些數(shù)據(jù)，從而不能對核安全儀器的控制設(shè)備進行有效的檢測，也就無法制定合適的EMC導(dǎo)則。所以，從1983年開始，NRC就開始進行對于商用核電廠的電磁環(huán)境的研究，并且委托了ORNL，對于不同的核電廠的電磁環(huán)境進行了長期的調(diào)查［2］。這個調(diào)查分別針對的是8種不同類型的核電廠，歷時了14個多月，是在典型的運行狀態(tài)下以及最有代表性的場所開展的，對于核電廠的每個采集點，每五個周進行一次數(shù)據(jù)的采集。通過ORNL的調(diào)查，得出結(jié)論:在相同的運行調(diào)節(jié)和相同的場所，不同的核電廠中的電磁環(huán)境是非常相似的，數(shù)據(jù)表明，在這些電磁環(huán)境中，最高的電場強度差距在+-10dB之間，較大頻段的最高的電場強度也不過是相差在+-10dB內(nèi)，只有5到20kHz這個頻段的范圍內(nèi)，測得的最高電場強度值是在+-20dB［2］。在20世紀(jì)90年代，EPRI也曾對幾個不同核電廠的電磁環(huán)境進行了短期的調(diào)查，調(diào)查報告顯示，核電廠的電磁環(huán)境對于儀控系統(tǒng)的運行有著明顯的影響，所以為了保證核電廠儀器的正常運行，就必須對核電廠的電磁環(huán)境加以控制，在一定范圍內(nèi)，要滿足核電廠生產(chǎn)運行的安全要求。

2　我國核電廠電磁兼容的要求

我國根據(jù)國際電工委員會的標(biāo)準(zhǔn)版本《IEC 61503 Ed.11》制定了我國的《和儀器電磁環(huán)境條件與試驗方法》的標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)對于我國核反應(yīng)堆儀器對抗電磁干擾進行了明確的規(guī)定，其中包括電磁環(huán)境條件的分類、試驗方法以及要求，并在規(guī)定的后面，給出了一個附錄C，關(guān)于核反應(yīng)堆儀器抗擾度試驗項目及要求與試驗的方法，這個附錄的加入，比國外其他國家的標(biāo)準(zhǔn)顯得更為詳細。

我國對于“高能脈沖加至交流電源抗擾度試驗”與“高能脈沖加至信號與控制電纜抗擾度試驗”的操作中，采取了國際上規(guī)定的試驗方法，但這個標(biāo)準(zhǔn)要求的脈沖的形狀具有明顯的錯誤，它是由于沒有通過《IEC 61503 Ed.11》導(dǎo)致的。剩下的兩個項目，“電纜充電脈沖抗擾度試驗”和“傳導(dǎo)型抗擾度試驗”則是沒有相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)作為標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，知識采用了獨有的試驗方法，但是由于沒有依據(jù)，也就沒有有效的試驗的設(shè)備，導(dǎo)致了試驗的不可操作性［3］。

3　應(yīng)對核電廠電磁兼容挑戰(zhàn)的對策

根據(jù)我國《核動力廠設(shè)計安全規(guī)定》中的規(guī)定，對我國關(guān)于核動力廠的一些安全的儀表和控制系統(tǒng)，都要做好必要的保護，必須滿足最低的要求標(biāo)準(zhǔn)?！逗藙恿S設(shè)計安全規(guī)定》表明，在設(shè)計和安裝相關(guān)儀表和設(shè)備的時候，要充分考慮其承受能力，是否能夠承受核動力廠的電磁環(huán)境，在防止干擾上，要進行接地、屏蔽等的設(shè)計，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，這些都是保證日后核電廠工作的正常運轉(zhuǎn)，在今后的時候操作中，對安裝和維護工作能夠及時的進行，保證這些措施的實施。

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機技術(shù)的數(shù)字化儀控系統(tǒng)或者是更加先進的模擬系統(tǒng)正在占據(jù)著核電廠的儀控系統(tǒng)，原有的儀控設(shè)備正在被逐漸的取代，所以，要根據(jù)這些實際的條件，對核電廠的電磁環(huán)境進行有效的改變，使得它能夠符合這些數(shù)字或者先進的模擬系統(tǒng)的電磁兼容的要求［4］。所以，針對上述問題，我們可以適當(dāng)?shù)闹贫ǔ隹尚械暮穗姀S對于儀控設(shè)備的電磁兼容的設(shè)計和鑒定的導(dǎo)則，同時導(dǎo)則應(yīng)該與基礎(chǔ)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相一致。

對于一些最近建立的核電廠，需要對它的核電環(huán)境進行重新的測試，從而確定系統(tǒng)設(shè)計基準(zhǔn)工況時的電磁環(huán)境，在這個基礎(chǔ)上，在對系統(tǒng)的一些設(shè)備進行EMC的設(shè)計和鑒定，同時要做好全壽期維持合格鑒定的工作。針對已經(jīng)進行工作的核電廠來說，為了更好的解決電磁兼容的問題，需要對EMC進行重新評估，在現(xiàn)有的材料基礎(chǔ)上，對核電廠的系統(tǒng)進行有效的改善，從而采取適當(dāng)?shù)难a救措施，保證在電磁環(huán)境下，核電廠能夠有效的完成工作，進行預(yù)定的功能操作，必要的時候還要進行重新的鑒定。

4　結(jié)語

解決好核電廠的電磁兼容的問題，對于核電廠進行正常的工作和運行具有十分重要的作用，所以我們要不斷對它進行改善和改進，提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性從而使核電廠不受到電磁干擾，從而促進我國核電廠的發(fā)展，提高核電廠的安全生產(chǎn)，促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

［1］邱建文，孔海志，莫國鈞.核電廠電磁兼容挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略［J］.原子能科學(xué)技術(shù)，2009（S2）：360-363.

［2］張順達.核電控制設(shè)備的電磁兼容試驗方法研究及其應(yīng)用［D］.華東理工大學(xué)，2012.

［3］王潤洪，李渝榆.軍用通信設(shè)備電磁兼容試驗中的問題及對策分析［J］.電子質(zhì)量，2006（6）：75-76.

［4］俞磊，張翼翔，梁仙靈.核電儀控設(shè)備電磁兼容要求與設(shè)計對策［J］.自動化儀表，2014（12）：43-45+48.