核电仪控机柜的接地方式
核电厂仪控系统防雷接地抗干扰设计

核电厂仪控系统防雷接地抗干扰设计科技的发展与创新,推动了各行业的进步,机械设备制造技术也有了全面提高,通过与计算机系统的整合,核电设备也完全实现了设备数字化发展,核电厂仪控系统成为行业标配,在全领域数字化的过程中,也面临较多的问题,只有全面保证敏感设备和系统免受外界和内部干扰,才能维持良好的运行,保证正常有序工作,避免出现核安全事故,保证人们生命财产安全。
1 仪控系统抗干扰设计原则及综合措施1.1 设计原则核电厂在运行过程中,各类设备很容易受到外界的干扰,特别是精密的仪控系统,很容易受干扰源影响,当外界环境出现变化,就会产生电磁脉冲、空中电磁辐射等,对设备稳定运行形成严重的干扰,同时,也面临来自内部大容量用电设备启停的影响,来自各个方面的不同干扰源,防不胜防,整体看,这些干扰因素是不确定的,有可模拟、可试验、有规律的干扰事件,还会有无规律、小概率的干扰事件,针对不同的干扰特点,我们需要保持核电厂运行稳定与安全,才能确保良好的运行环境,可以通过小环境设计,形成一个应对复杂环境和干扰因素的抗干扰空间,形成细化的方案,以此全面确保核电厂稳定安全运行,使设备发挥功能作用,减少投入提高效益。
为了进一步减少投资成本,需要在方案设计时充分考虑到成本一块,全面对设备运行的环境进行分析,明确防护目标特点和基本要求,通过低成本投入,减少设备运行的风险。
1.2 基本措施要想设计出安全的运行环境,则需要在科学、合理、高效、稳定的基本原则下进行设计,全面设计好核电厂仪控系统抗干扰综合方案,为了保证效果,我们可以实现几个措施:包括共用接地装置、法拉第笼、局部增设防护屏蔽金属网格、等电位连接、接地、屏蔽、合理布线及加装浪涌保护器等方法,全面提高核电厂仪控防雷效果。
2 核电厂仪控系统防雷接地、抗干擾设计2.1 设计的标准和依据核电厂防雷接地、抗干扰工程设计有着严格的要求和标准,进行设计时,要严格执行国际标准和国家标准两个依据。
机柜柜体接地标准

机柜柜体接地标准
机柜柜体接地标准包括以下几点:
1.机柜应有完善的接地系统,机柜框架应有接地螺钉和不低于M6的接地标志。
2.机柜框架和门之间应有可靠的电气连接。
连接线的截面积应不小于6m²,连接电阻应不大于0.1欧姆。
3.机柜应配有截面不小于35m²的接地铜排和接地标志。
接地铜排上的接地孔数量应满足设备接地要求。
且接地铜排与机柜绝缘,绝缘电阻不低于1000兆欧/500V(DC),耐压不低于3000V(DC)/1min无击穿和飞弧。
4.机柜接地线标准:接地线不得接在电源零线上,不得与三相五线制电源防雷接地线共用。
接地线可作为防静电接地线(但零线和接地线不得混用)。
5.接地干线截面积不小于100m²,支线截面积不小于
6mm2,设备工作台的接地线应采用截面积不小于1.25m²的多股涂塑线。
6.弱电机柜需要接地,且接地主要接三条地线,分别是防雷地线、保护地线、直流逻辑地线,采用星型结构完成接
地连接。
接地面积不能小于1m²,接地点距离建筑物应大于1m。
以上是机柜柜体接地的一些标准,实际操作中需根据具体情况和要求进行选择和操作。
核电厂仪控系统接地方式及故障分析

核电厂仪控系统接地方式及故障分析发布时间:2021-09-17T02:26:04.727Z 来源:《中国电业》2021年第14期作者:冯妹良[导读] 在核电厂的仪控系统中,干扰信号和直流系统的运行具有直接的影响冯妹良中国能源建设集团浙江火电建设有限公司 310015摘要:在核电厂的仪控系统中,干扰信号和直流系统的运行具有直接的影响,为了确保仪控系统的稳定运行,需要避免出现干扰信号和直流系统故障,本文重点分析了仪控系统接地的几种方式,并且对仪控系统和直流系统接地的影响进行了介绍,对仪器系统接地故障和处理方式进行了探讨。
关键词:核电厂;仪控系统;直流系统;接地故障1 前言目前,我国的核电厂核电机组普遍应用的是M310堆型改进工程技术。
利用的是数字化仪控技术,也称之为DCS系统。
此项技术涵盖了核级控制和核安全保护两个方面。
应用的优势在于:具有较好的功能性,并且可实现高水平的自动化,可适用于核电厂各部分运行的监督和控制中。
应用的缺陷在于:由于在此项技术必须要在计算机和互联网的条件下运行,因而运行的可靠性对系统的安全性存在较大的影响。
为了提高DCS系统的稳定、安全运行,则需要将其系统中存在的干扰信号进行消除,干扰信号的存在会使得测量出现误差,如果干扰情况严重,还会造成安全事故。
一般情况下,解决系统干扰信号的方式为:仪控系统接地。
直流系统主要是为控制、信号回路以及继电保护等供以电源,在仪控系统中比较关键的是需要具备安全性和可靠性。
如果出现直流系统接地故障,则会形成较大的危害,主要表现在两点接地,有可能会造成接地短路的情况,进而影响到继电保护、监控系统、直流空开跳闸等,这不利于系统的安全、稳定运行。
2 仪控系统接地2.1 仪控系统接地的概述仪控接地系统功能性体现在两个方面,一方面保障设备的稳定运行和人员操作的安全;另一方面是降低在进行信号传输中存在的干扰。
DCS系统接地的类型包括:保护接地、电缆屏蔽接地。
其中保护接地也可以称之为安全接地,主要作用是为了确保设备在运行安全和人员安全为目的,实施的接地设置。
核电厂仪控设备的接地与屏蔽

以及国内外核电厂接地系统 的传统设计 、 工程经验 , 从
仪控设备保护 和电磁兼容( E M C ) 等方面 , 对适用于今
作者简介 : 李
晖( 1 9 8 7 一 ) , 男, 福建龙岩人 , 学士 , 助理 工程 师, 从 事核 电厂仪表和控制设计工作。
N o . 4 / 2 01 3
Ab s t r a c t :T h e i n s t r u me n t a t i o n a n d c o n t r o l( I & C) e q u i p me n t s g r o u n d i n g a n d s h i e l d i n g m e t h o d s a n d i m p l e m e n t a t i o n
me t h o d s , t h e s h i e l d e d c i r c u i t ro g u n d e d a t b o t h e n d s d e s i g n i s d e s c r i b e d i n d e t a i l . F i n ll a y , a g e n e r a l ro g u n d i n g a n d s h i e l d i n g
s o l u t i o n f o r I &C e q u i p me n t s t h a t w i l l b e a p p l i e d o f r t h e n e w n u c l e r a p o w e r p l a n t p r o j e c t s i s p r o p o s e d .
核 电厂仪控设备 的接地 与屏蔽
李 晖, 王 旭
核电仪控机柜的接地方式研究

核电仪控机柜的接地方式研究摘要:随着我国科技的不断发展,我国的核电设备也得到了充分的发展,不仅有效地提高了我国的综合国力,还显著地改善了我国的能源结构。
随着我国核电系统的不断升级和发展,核电站控制系统正在向着数字化和智能化的发展想法,实现了对核电控制柜准确控制的需求。
本文以核电仪控机柜为主要的背景,分析我国核电仪控机柜的应用形状,并详细介绍了核电仪控机柜的接地方法,供大家参考借鉴。
关键词:核电系统;仪控机柜;接地方式;措施引言:随着我国科技的不断发展,目前而言,我国的核电控制系统已经实现了数字化的控制方式,已经具备自主控制以及自主诊断等功能,能够对运行系统中出现的故障进行报警,并且能够分析出具体的原因,有效地保证了核电系统的平稳运行。
在核电仪控机柜系统当中,能够充分实现自动化控制与远程控制的方式。
核电仪控机柜系统主要是依靠集成计算机系统,对整个机柜进行精准的计算和控制,并且能够准确地显示各方的信息,具有较高的操作效率和操作质量,有效地提高了对核电系统的精准控制,保证了我国核电系统的安全运行。
1核电行业机柜接地方法一般而言,仪表以及控制系统的接地线最终要成功地汇总到总线上,然后,再汇总板连接到各处进行接线,最终街道地级,由一点在全厂接地网中进行介入,并且还需要在总结地之前进行分离,这样能够实现操作的便利性和清晰性。
需要相关的工作人员注意的是,接地网与接地板之间要保持良好的连接状态,并且在工频电阻看似微0,能够实现对两地之间瞬间电流产生一定的电磁干扰,并且还会出现一定的噪声,还有就是接地干线过长而出现寄生电感。
2核电仪控设备国产化的现状和特点由于核电技术是一个国家综合实力的体现,所以,各国都在把核电技术牢牢地掌握在自己的手中。
目前而言,我国已经投入运行的核电站中所采用的仪控系统主要是采用国产的设备,通过国产的方式来打破西方国家在技术上的封锁。
正式因为我国核电站的仪控系统实现了国产化,有效地保证了我国核电厂的平稳运行,在一定程度上也降低了我国核电厂的运行成本。
简述核电厂仪控设备的接地及屏蔽

简述核电厂仪控设备的接地及屏蔽摘要:本文分析了接地和屏蔽的作用,特别是第三代非能动核电厂内接地方案的执行状况。
相较于原来的仪控机器接地的规划进行了对比,主要介绍了电缆屏蔽层两端经过机器外壳接地的应用,对以后新建核电厂的仪控设施接地和屏蔽计划总结出了建议。
关键词:核电厂;仪控机器;接地;屏蔽当前,我国正在修建的核电厂是第三代非能动核电项目,其选择的均是数字化系统设计,尤其是在仪控系统内,更是选择全数字化系统设计模式,由此提升第三代非能动核电项目的安全系数,从而处理核电厂内出现的共因失效情况。
而且,多种多样的安全级和非安全级的仪控结构既可以有效保障核电厂的正常运行,还可以提供一定的数据现实与控制功能。
所以,核电厂内仪控机器的接地和屏蔽可以对核电厂的可靠及安全运转有较大影响。
为确保国内第三代非能动核电厂项目的按时建完,促进国家核电行业的繁荣发展,技术人员要根据国内在建的核电厂仪控接地结构、现场仪控机器的接地、屏蔽规定、仪控机器的维护与电磁兼容等展开深入分析和探究。
1、接地和屏蔽的作用核电厂在实际运行过程,其内部会出现许多电磁干扰源,且传出一定的噪音。
例如,发电机、输电电压记录的开关切换时造成的高能高平瞬态等。
这类干扰源出现的噪音将会给设备内的信号源以及电缆内的信号产生干扰,从而造成信号失真情况的出现,导致测量出现偏差或是仪器操控的误动,从而造成设备受损[1]。
当前,国家新建的核电厂项目大都采取集散式仪控结构,与以往的核电厂模拟设施运行原理不一样,该结构的数字信号可以敏感的探测电磁干扰,若无法在设计环节处理好噪音现象,将会引起电磁干扰故障,从而导致信号出现失真、异常等现象,令计算机系统的共因失效情况出现几率大幅度提升,仪控结构的稳定性也有所下降。
2、新建核电站的实行状况2.1接地和屏蔽的整体标准当前,我国在建的新核电项目规划中有专业的接地与抗雷结构,仪控接地结构是其子系统部分[2]。
该子系统结合IEEE 142,IEEE 665,IEEE 1050与RDTC1-1T 标准,对仪控机器实现接地及屏蔽,以最小化设备/电脑信号的噪音干扰。
核电仪表控制系统机柜接地连接方式

收 稿 目期 : 2 o 1 3 - O l 07 - ( 修改稿)
化
工
自 动
化 及
仪 表
第4 O卷
电流在导 线上感 应产 生的保 护接地 及工作 接地 电
位 不等 的作用 有 限 ; 柜 间连 接线 过 长 时对 均 衡 柜
问电位 的效果减 弱 。
2 . 2 多 点 接 地
不会短 暂超 过 3 0 0 k Hz 的仪控 系统 , 为进 一步保 证
现场工 作 人 员 的安 全 , 可 附加 机 柜 的 就 地 接 地 。 机柜 间距小 于 3 0 m和大于 3 0 m 的仪 控 系 统 机 柜 单 点连 接方 式如 图 2 、 3所示 。
地干 线产 生 的寄 生 电感 问题 。
和控 制 系统机 柜 内 的各 接 地 分类 汇 总 , 分 别 接 至 保护 接地 汇 总板 和工 作 接 地 汇 总板 , 再 汇 总至 总 接地 板 , 然后一 点 入地接 入 全厂接 地 网 , 在 总接 地
统 的接 地连 接 设计 。核 电行 业 针 对 仪控 系统 盘 、 台、 柜 的接地 连接 也采用 3种 接地 连接方 式 , 即单 点、 多 点和浮 地 。其 中单 点接 地和 多 点 接 地都 是
一
一
地 或 信 号
基 准接 地 网
图4 核 电仪 控 系统 机 柜 多 点 接 地 方 式
1 石化 行 业仪控 系统 机柜 接地 连接 方法 图1 石 化行 业仪表 和控 制 系统接地 连接
2 核 电行 业 仪 控 系 统 机 柜 接 地 方 法
S H / T 3 0 8 1 . 2 0 0 3第 5 . 1 . 1和 5 . 1 . 4节 对本 行 业 仪 控 系统机 柜 接 地 连 接方 法 的描 述 是 : 仪 表 和
正确设置核电厂仪控设备接地分析吴云龙

正确设置核电厂仪控设备接地分析吴云龙发布时间:2021-09-01T04:41:46.776Z 来源:《中国科技人才》2021年第14期作者:吴云龙[导读] 当前核电厂主要是利用数字化设计仪控系统,利用多样化的安全级仪控系统,避免发生共因失效问题,发挥信息显示和控制功能,保障核电厂运行的安全性和有效性。
霞浦核电有限公司福建省宁德市 355100摘要:当前核电厂主要是利用数字化设计仪控系统,利用多样化的安全级仪控系统,避免发生共因失效问题,发挥信息显示和控制功能,保障核电厂运行的安全性和有效性。
仪器设备接地和屏蔽工作关系到核电厂运行的稳定性,因此本文主要分析了正确设置核电厂仪控设备接地,对于今后核电项目起到重要的意义,有效指导后续核电项目建设。
关键词:核电厂;仪控设备;接地;屏蔽落实核电厂仪控设备数字化设计方式,可以提高核电厂的安全等级,解决核电厂运行中的共因失效问题,保障核电厂运行的安全性。
核电厂仪控设备接地工作直接关系到核电厂运行的安全性,为了顺利建设核电厂,推动我国核电事业发展,技术人员需要结合核电厂实际情况,正确设置核电厂仪控设备接地,在最大程度上满足核电项目的设计要求,发挥出核电厂的功能。
一、概述核电厂仪控设备接地意义和规范(一)核电厂仪控设备接地的意义一般核电厂存在多磁干扰,不同的感应负载开关在瞬间切换电流的过程中,将会出现高能高频,发生故障之后将会产生较高的电流,从而干扰信号源和电缆信号,引发测量误差,甚至会损害设备。
【1】新建的核电项目主要是利用数字化的仪控系统,数字信号直接干扰电磁,如果不能控制噪音,将会产生较大的干扰,甚至会引发信号失真,因为控制信号异常,影响都计算机软件运行。
核电厂仪控设备需要利用屏蔽系统和接地技术,避免仪表设备发生损坏,保障核电厂仪控设备运行的稳定性。
核电厂仪控设备涉及到接地系统和工作接地系统,工作人员在设备附近可以接收保护作用,发挥出接地功能,可以有效保护仪表箱和机架以及电缆护套等,避免发生触电事故。
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核电仪控机柜的接地方式
摘要:随着核电站仪控系统数字化应用的推广,仪控和电气用机柜数量在逐步
增加,相应要求也越来越严格。
关键词:核电仪控;机柜;接地方式
引言
作为机组系统、设备运行监测和控制的神经中枢,维持、提升仪控设备可靠
性是核电厂仪控设备工程师的一项重要、长期工作。
除设备本身,测量和控制信
号须通过接线传送,接线的正确性、端子/接头的紧固性直接影响仪控信号传送的正确性和稳定性,即设备+接线组成的回路整体应是仪控专业管理对象,这点有
别于其它专业。
从已获信息看,重设备、轻接线是国内核电厂仪控专业管理的一
种典型现状,因接线标识不清导致人员误操作、端子松动导致反应堆瞬态甚至停
机停堆等运行事件呈多发趋势,接线已开始逐步被纳入核电厂仪控设备管理范畴。
1机柜基本接地方式
当前从核电行业应用的DCS以及PLC等仪表控制系统看,接地方式主要由单点、多点以及浮地三种方式构成。
三种接地方式中单点与多点接地方式主要是针
对系统机柜本身连接至接地网所制定的,通过该方式来与独立接地与公用接地两
者进行明确的区别。
1.1单点接地方式
核电仪控系统机柜接地方式选择单点接地,需要正常工作频率在30kHz以下,而瞬时工作频率最高在300kHz的仪表控制系统,为了能够加大核电仪表系统工
作人员的安全性保障,必须要附加机柜的就地接地。
机柜间距的大小也要采用不
同的核电仪控系统机柜单点接地方式。
核电厂仪控系统盘台、机柜的安全保护区
域与工作接地是分别直接接入全场接地网的,在其入地之前并没有将其合二为一。
此种方式降低了工作接地来自直流与交流供电系统杂散的基波以及谐波电流的影响,上述电流可能会带来0~5kHz的共模噪声,而且可能会对工作接地的接地基
准产生一定的影响;另外其电子线路板的工作接地和电源等设备进行隔离,形成
了单独的安全区域,降低了电子线路与电源等设备产生故障时破坏整个系统的风
险性;对两个接地基准唯一的接地回路能够顺利接入接地网提供保障,避免了由
于对地短路或是由于静电放电等因素在两者之间产生其他噪声。
1.2多点接地连接方式
多点接地连接方式主要是针对核电仪控系统工作频率达到30kHz以上,而瞬
时工作频率则是达到300kHz以上的工作条件,通过多点接地连接方式能够将风
险降到最低。
多点连接方式是将仪控系统机柜内的各种设备的安全保护接地与工
作接地汇总统一连接到一个公地,每个机柜则又通过一根单独的多股引出线入地。
多点接地连接方式的电缆铺设简单,从最大程度上降低了高频对于接地效果的干扰。
弊端是可能会形成多个低频的接地回路,而且由于多个低频接地回路相距不
是很远,极有可能产生共模噪声。
所以通过对低频工作的仪控系统机柜的接地方
式选择应采用单点接地方式,更利于仪控系统电子板卡的稳定性,但对于高频工
作的仪控系统机柜推荐选择多点接地方式。
1.3浮地接地方式
浮地接地方式应用在核电站中很少采用。
浮地是将仪控系统机柜电路的地与
大地无导体进行连接。
目的是为了能够将交流电源与直流电源有效分开,通常交
流电源的零线是直接接地的,但是因为存在接地电阻以及上流电流,致使零线电
位并不是大地的零电位。
交流电源的零线上通常会存在许多的干扰,倘若直流与
交流电源没有适当的进行分开,就会对直流电源及其后续的直流电路的正常工作
产生影响。
而浮地技术就能够很好的解决相关问题。
其次通过浮地接地方式能够
促进放大器的优化,尤其是微小输入信号以及高增益的放大器,当输入端的任何
微小的干扰信号都有可能致使工作异常,所以通过放大器的浮地接地技术,不仅
能够阻断干扰信号的进入,同时也能够有效提升放大器的电磁兼容能力。
但其缺
点也是十分明显的,就是该电路容易受到寄生电容的干扰,从而使得电路的点位
产生变动等等。
2核电厂仪控系统防雷接地、抗干扰设计
仪控系统机柜的防雷接地主要是考虑外部防雷以及内部防雷。
外部防雷是对
直击雷进行防范,其最常用的方式就是构筑法拉第笼,。
机柜通过构筑法拉第笼
能够阻断外部直击雷的电磁场传播,对整个内部仪控系统以及设备起到保护作用,而且整个法拉第笼通过接地装置与大地进行相连,对直击雷时的强大电流能够起
到分流的作用。
而内部防雷主要就是针对防雷电波侵入和防生命危险,通过等电
位连接实现。
2.1设计的标准和依据
核电厂防雷接地、抗干扰工程设计有着严格的要求和标准,进行设计时,要
严格执行国际标准和国家标准两个依据。
全面综合的考虑到防雷接地范围,使外
部防雷和内部防雷相互作用,协调统一。
外部防雷主要是避免出现雷电的直击,
一般多是使用法拉第笼的方式;内部防雷主要是应对雷电感应,避免出现雷电波
侵入的风险,在设计的时候,主要是用等电位连接的方式充分做好防雷准备。
针
对电磁兼容标准,消除和抑制干扰主要进行接地、屏蔽干扰源及受扰敏感设备的
方式。
核电厂防雷系统设计要充分满足安全需要,确保核岛、常规岛及BOP防雷
保护高标准,通常按Ⅰ级进行安全设防,电气、电子设备、建构筑物则按Ⅱ级安
全标准进行设防。
2.2防直击雷的法拉第笼
建筑物在自然条件下,很容易出现遭受外部雷电直击的可能,导致建筑物出
现局部损害,为了有效避免出现损坏,则需要在建筑物周边进行屏蔽处理,避免
出现强电磁场,可以沿核电厂周围的厂房进行设计,使外周建筑物、外墙、屋顶
及地下各个基础建筑,形成有效的屏蔽。
用热镀锌10圆钢在建构筑物周围不同
部位以5m×5m间距结成互联互通的网状格栅,使所有的建筑得到充分保护,这
种方法就是法拉第笼,通过有效果的措施全面对建筑物及内部物实施有效的保护。
笼区内部电位是零,而笼体内则不存在干扰性的电场,使电磁场得不到传播,实
现阻断的作用,全面保护仪控系统和设备,笼体接地装置又能起到分流、泄流的
作用,使雷电不能直接作用到设备仪器上。
2.3共用接地装置
为了保证厂房安全,需要从全方位进行防雷接地设计,因为不同的厂房地下
均设置有接地装置,这些单独接地装置只能对各自厨房起到防护作用,但是在强
雷电的情况下,却很容易出现问题,为了保证发挥设置的综合作用,则需要通过
对地下所有的设置进行互联统一,使核电厂整个厂区地下形成公共接地网,设计时,需要保证共用接地网接地电阻满足DCS系统接地需要,严格等级与标准设计。
2.4仪表设备防雷接地
核电厂房现场会有许多的仪表设备,这些仪表设备很容易出现干扰,特别是
在雷电天气。
现场仪表多是有着厚重的金属外壳或者是金属保护箱,这种设计是
全封闭式的,主要是保护现场设备仪表不受损坏,尽量使箱体就近接地。
接地不
需要特殊处理,多是通过金属安装支架或金属设备形成自然接地状态,使金属设备、容器和操作平台现场仪表与设备和操作台等电位连接。
建筑物外传感器使用
装配式浪涌防护器,安装在同一个金属箱内,确保金属防护箱外壳与外部接地系
统终端得到有效连接,避免出现安全生产事故,保证设备的安全运行。
在实际生
产过程中,一些仪表露在室外,可以尝试设置室外独立接闪器,形成有效的联合
防护。
结语
常见的核电仪控系统机柜单点、多点以及浮地接地方式都有其自身特点和要求,所以在应用时必须要对其接地方式进行充分的了解。
另外也可根据实际情况
混合使用上述三种接地方式。
但不管选择何种接地方式都必须要进行防雷接地设计。
必须要加强对核电仪控系统机柜接地方式的研究,降低核电仪控系统的风险,保证核电的安全。
参考文献:
[1]张朝晖,徐玮瑛.核电仪表控制系统机柜接地连接方式[J].化工自动化及仪表,2013,40(08):1057-1058.
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进[J].核动力工程,2016,37(06):71-74.
[3]裴建伟,刘肇阳.核电厂仪控系统防雷接地抗干扰设计[J].核科学与工程,2011,31(S2):129-135.。