核电仪控设备电磁兼容要求与设计对策
核电仪控设备电磁兼容要求与设计对策
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  摘要:目前,基于新形势发展背景下,我国核电事业也因此获得了良好的发展前景,对于各类仪控设备质量提出了更高的要求,特别是在国产化不断推进的过程中,当对仪控设备进行评价时,电磁兼容属于非常重要的评价指标。现如今,在各类电子设备应用过程中,会面临不同的电磁现象,只有对电磁兼容引起高度重视,才能为核电事业安全发展提供非常重要的保障。
  关键词:核电;仪控设备;电磁兼容;要求;设计对策
    针对于电磁兼容性而言,主要是指在电磁环境当中,设备或系统可以满足运行要求,不会对其中的任何设备产出电磁干扰能力。因此,电磁兼容主要可以划分为两个方面,第一方面
主要是指在正常运行状态下,设备对所在环境产生的电磁干扰不可以超出标准范围,第二方面是指设备对所处环境中存在的电磁干扰具有抗扰性,这也被称作为电磁敏感性。现如今,随着我国科学技术水平不断提升,电子设备在人们的日常生活与生产中实现了非常广泛的应用,但导致电磁环境质量逐渐降低。因此,需要进一步加强核电仪控设备电磁兼容要求的研究工作,并制定出有效的设计对策。
1、AP1000电磁兼容概述
    针对于AP1000核电技术而言,目前是唯一一项通过美国核电管理委员会最终设计批准的第三代核电技术,这也是目前整个世界核电市场中最为安全的商业核电技术。对于使用AP1000技术的核电站仪控设备的EMC测试,都是以美国NRC规定为依据。结合目前的实际情况来看,如今已经有两套EMC测试方案,其中第二种方案应用比较广泛,其测试项目如下表1所示。
          表1  AP1000电磁兼容试验要求测试方案二
军区车牌  美国核管会发布了一系列的商用标准,结合军事与工业标准确定了电磁干扰/射频干扰型式试验方法。下图1中所体现的是能接受的试验方法,在这一过程中需重视的是,这些可选择的方法,只有在豁免条件满足时才能接受。所以,当豁免条件达不到需求时,这三种可选择的发射试验方法只能选择其中一种。
 
                              图1 发射试验的选择
2、AP1000电磁兼容测试法规概述
    结合AP1000电磁兼容测试方案二中的相关内容进行分析,其中对于电磁兼容测试标准提出了非常高的要求。与一般的工业或者是商用试验等级之间进行对比分析,AP100所规定的测试等级具有非常高的要求。目前,电力领域比较重视抗扰度测试,在AP1000第二种方案中,也涉及到了IEC61000系列,但是,对于所要求的试验等级,全部都是最高标准的测试等级。
  针对于AP1000电磁兼容而言,因为在标准以及设备等方面都有着严格要求,所以,在设计工作开展之前,需要对电磁兼容性问题进行充分考虑,存在一些大型仪控设备要求每一项组成部分,都需要进行单独的电磁兼容测试,但是,仍然会有一部分仪控设备不能通过AP1000测试。
    导致以上问题产生的原因,主要体现在了以下两个方面:
第一,在具体的设计阶段中,设计人员虽然分析了电磁兼容问题,但是重视程度不够,将
大部分的考虑重点都放在了理论方面,缺少实际性的模拟与设计,甚至存在部分设计厂商,没有对EMC引起重视。
第二,在具体的电磁兼容测试过程中,即便对每个组成部分单独进行,在系统整合之后,也会因为彼此之间的干扰而影响到设备运行。如今,在我国核电事业快速发展的背景下,也有越来越多的工业仪表制造商加入到了核电仪表制作过程中。但是,在进入到核电领域之后,这些厂商所面临的首要问题,就是要通过复杂的电磁兼容测试,更重要的是需要通过严格的AP1000电磁兼容测试。
3、电磁兼容测试问题研究
  3.1 骚扰试验
    针对于电磁骚扰而言,主要是指机器在具体的运行阶段中,不发出影响其他系统的电磁噪声。结合AP1000电磁兼容测试法规总的相关内容来看,所测试的项目主要还是集中在了传导骚扰与辐射骚扰两个方面,但是,使测试频率范围有了很大拓展。AP1000要求测试截止的频率为10GHz,对一般民用的1GHz相比,两者之间存在非常明显的差异。如果在产
红豆是谁品中发生了骚扰测试的现象,那么工作人员需要对测试样品进行分析,从而确定骚扰问题产生的具体原因。其次,根据实际情况制定一些有效的整改策略,在面对骚扰测试问题时,其解决方法主要体现在了以下几个方面:
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第一,系统接地。在接地处理过程中,工作人员应该严格遵守就近原则,对接地电阻引起重视;第二,屏蔽问题。对整个系统进行屏蔽处理,或者是只屏蔽其中的骚扰源,也是一条重要的途径;第三,内部电路处理。工作人员在对内部电路进行整改的过程中,尤其是对电路板进行布线。不能随意飞线,将信号与电源分开,或者是分布在不同的电路板上,应该将多余的元器件去除;第四,滤波器设计。目前,在各级电路中,滤波器已经实现了非常广泛的应用,主要是对各种骚扰问题进行解决。如下图2所示,图中所体现的是比较简单的滤波电路图。在对使用滤波器时,一定要根据实际情况进行合理选择,如果在选择过程中没有结合实际情况,那么将会导致滤波器使用产生一定的负面影响作用。
           
                  图2 滤波器简图
  3.2 浪涌试验
因为在AP1000电磁兼容测试过程中,对于有浪涌试验方面有着非常高的要求,但是,浪涌测试在实施过程中会带来一定的破坏影响,所以很有可能会导致设备在电路上发生不同程度的损坏。而导致这种问题产生的主要原因,是工作人员没有真正理解浪涌测试,同时在测试方法上也存在一定的误差。
江南百景图攻略  存在部分试验产品中使用了EMI滤波器,或者是加强了额定值LC回路作为浪涌抑制电路的现象,这种方式存在很大的缺陷。常规的浪涌抑制电路构成如下图3所示。好听的森系昵称
             
              图3 常规浪涌抑制电路图
  对于这种常规的浪涌抑制电路而言,主要是由浪涌抑制器组合而成,一般可以划分为三个等级,分别为气体放电管、压敏电阻以及稳压管等,其中涉及到了两级降压。对于比较常见的气体放电管工作参数,可以达到几千至上百伏,其反应时间为微秒级。浪涌抑制电路要想满足相应的标准要求,需要由多级构成,同时逐级进行降压。因为抑制器的工作特点是在达到工作点之前,需要处于过让的情况,对于每一级而言,都能对下一级起到一定的保护效果,在分成几级之后,逐渐达到后级可以承受的范围。

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