Испытания оборудования электростанций. Введение и источники
Поиск

Испытания оборудования электростанций. Введение и источники


Руководство по электромагнитным помехам на электростанциях на основе одобренного комиссией США по ядерному регулированию отчета по оценке безопасности 2000 года. Руководство снижает чрезмерный консерватизм в вопросах электромагнитной совместимости, определяет источники помех на атомных электростанциях, а также детализированные методы проектирования и интеграции для минимизации восприимчивости оборудования к электромагнитным помехам.


Совместимость нового цифрового оборудования систем безопасности на атомных станциях должна быть обеспечена заводскими испытаниями, испытаниями аккредитованных лабораторий и проектных организаций, которые должны обеспечить достаточный запас по восприимчивости к электромагнитным помехам. Для обеспечения соблюдения ограничений, измерения электромагнитной обстановки и ЭМС испытания должны проводиться непосредственно на месте установки аппаратуры. Отечественные стандарты для атомных станций предполагают лабораторные испытания оборудования АЭС по коммерческим стандартам, в большинстве случаев не применимым к испытаниям по месту установки или существенно искажая условия испытаний и их результаты.

АЭС - это такой же технически сложный объект, как, например, линкор или истребитель с множеством систем и коммуникаций. Применять к нему или его подсистемам коммерческие стандарты по ЭМС - мягко говоря не разумно. Стандарты МЭК должны применяться только в лабораторных испытаниях или н этапах оценки ЭМС. Также, как и на военных объектах, на АЭС есть свои системы связи, РЛС, средства охраны, с которыми испытуемому оборудованию предстоит работать вместе. Поэтому, основными стандартами по испытаниям на ЭМС должны быть стандарты, расcчитанные на подсистемы сложных объектов, например, MIL-STD-461, RTCA\DO, ГОСТ РВ 6601 или новые стандарты на основе их методов, но с учетом особенностей объектом тяжелой промышленности.

Как и в других стандартах, нормы испытаний на помехоэмиссию должны быть собраны на статистической основе результатом измерения электромагнитной обстановки нескольких АЭС и подобных объектов. Далее процедуры испытаний и измерений должны быть адаптированы под этот объект (тип объекта). Процедуры, определенные в MIL-STD-461 наиболее близкие и, если и нуждаются в адаптации под АЭС, то с минимальными изменениями. Адаптация может состоять в изменении процедур испытаний так, чтобы они не препятствовали нормальной работе завода или АЭС. Например, подача некоторых импульсных помех в стандартах МЭК требуют организации разрыва линий, что на действующем энергоблоке невозможно, а в испытаниях по MIL-STD-461 допускается применять инжекционный метод через индуктивность связи. Также испытания радиочастотными полями по стандарту ГОСТ 30804.4.3 сводит к имитации испытаний на объекте, поскольку такая калибровка и однородность поля, как в безэховой камере, при испытаниях по месту отсутствует. Методы MIL-STD-461 и ГОСТ РВ 6601-001 позволяют проводить калибровку поля непосредственно в месте установки испытуемого оборудования, используя датчик поля.

Есть еще один плюс в сторону использования военных стандартов на АЭС. Дело в том, что по ним, в отличие от коммерческих стандартов, любое конкретное испытание проводят или по предельным для него параметрам, или фиксируют уровни восприимчивости оборудования, если имели место сбои и нарушения в работе испытуемого оборудования. Таким образом, установив нормы помехоэмиссии для соответствующего оборудования и запас прочности, проектантам, контролирующим, эксплуатирующим организациям, системным интеграторам будет весьма просто определить, подходит ли данное оборудование для работы в конкретной системе или обстановке.


Также стандарты MIL-STD-461/462 позволяют испытывать оборудование в текущей конфигурации, учитывая кабельные соединения и их расположение, в то время, как стандарты МЭК создают лабораторные условия для того, чтобы не учитывать провода и кабели.

Типовые источники электромагнитных помех, пути их проникновения и максимальные ожидаемые уровни. С появлением на электростанциях цифрового оборудования и установок, спектральное распределение помех стало гораздо шире.

Кондуктивные помехи. Продолжительные сигналы, наблюдаемые как напряжение или токи в проводниках или кабелях от 50Гц до частот СВЧ-диапазона. На частотах 10 кГц и ниже, как правило, связаны с освещением, мощными установками и сильноточными элементами, а также распределительными системами и источниками питания постоянного тока. Основные причины возникновения - системы распределения питания с помощью регуляторов напряжения. Свыше 10 кГц помехи вызваны системами связи, в том числе распределенными с кабельными излучателями. Механизмы проникновения для более низких частот определяются с наличием общих емкостных и индуктивных связей между проводниками. Для высоких - волновыми процессами и элементами систем, выступающих в качестве дипольных антенн. Максимальные ожидаемые уровень непрерывных кондуктивных помех могут выражаться через напряжение, ток или их отношение, определяя импеданс цепи. Наиболее часто наблюдаемые величины тока лежат в диапазоне от микроампер до 20 миллиампер при напряжении до 1 В среднеквадратичного значения для высокочастотных помех.

Излучаемые продолжительные сигналы генерируются элементами излучающих антенн,либо намеренно, либо нет. Типичные преднамеренные излучатели - это портативные приемопередатчики, системы охраны периметра, сотовые телефоны и высокочастотные реле. К непреднамеренным источникам излучения относят: сварочные работы, источники питания в режиме переключения, цифровые линии передачи данных, сборки двигателей, генераторы, дуговые разряды, коммутационные устройства, такие как кремниевые выпрямители и разрядники перенапряжений. Механизмы проникновения - это или прямое воздействие, как в случае переносного приемопередатчика, через длину или петлю кабеля, других избирательных сопряжений с электромагнитным полем. Максимальный ожидаемый уровень излучения обычно измеряется как напряженность электрического поля и составляет 10 В/м. На расстоянии 0,5м от 5-ваттного сферического излучающего источника напряженность поля составляла бы 24,5 В/м в непосредственной близости и 12,24 В/м на расстоянии 1 метр. Различные переносные устройства используют антенны с разными коэффициентами усиления и направленности. Поэтому, за максимальный уровень взяты результаты лабораторных испытаний переносных 3-ваттных передатчиков на расстоянии 1 метр.

Импульсы перенапряжений считаются относительно высокоэнергетическими воздействиями, вызванными молнией, переключениями нагрузок и коротким замыканием линии. Классическая форма помехи описывается как импульс с временем нарастания 1,2 мкс и спадом 50 микросекунд. Импульсы чаще всего встречаются на проводах питания, неэкранированных кабелях, проводах вне здания, не защищенных от молнии, открытая электросеть и линии электропередач, система заземления. Эти места на электростанции должны быть защищены от помех такого вида и устранять возможность накопления индуцированного заряда. Максимальный ожидаемый уровень в системах, важных для безопасности, должны быть значительно сокращены из-за расположения систем и надежной защиты их сети питания. Для отдельно взятой цифровая системы, влияющей на безопасность, было получено значение ± 2000 В из системы распределения переменного тока.

Быстропротекающие переходные процессы. Иначе говоря, наносекундные импульсы, являются низкоэнергетическими и вызываются обычно близким расположением к переключателям и короткими линиями распределения. Быстропротекающие процессы вызывают достаточно большие амплитуды из-за электромагнитной индукции. Типичные времена импульсов 5/50 нс. Переключения обычно вызывают пачки импульсов, а не один импульс. Невосстановленные реле или катушки являются самой большой их причиной. Переходные процессы могут генерироваться даже на логических линиях напряжением 5 вольт, где индуктивная нагрузка - это сама индуктивность линии. Эти процессы могут иметь составляющую постоянного тока, которая вызовет искажения в приеме сигналов, даже когда сами импульсы не страшны. Наносекундные импульсы легко проникают в другие линии, где приводят к резонансам и эффектам "дребезга". Максимальный ожидаемый уровень быстрых переходных процессов будет значительно меньше ± 2кВ на входе цифровой системы, важной для безопасности.

Электростатические разряды не считаются механизмом сбоев общего режима для связанных с безопасностью цифровых систем. Они признаны механизмом отказа цифровых компонентов и включены в это руководство только в качестве разумно проведенных испытаний в лабораторных условиях на компонентном уровне (процессоры, транзисторы, платы). ЭСР - это внезапная передача заряда (разряд) между двумя телами при различном электростатическом потенциале. Электростатический потенциал может создаваться индуцированным зарядом на проводнике или связанным зарядом на изоляторе (обычно создаваемый трибоэлектрическими эффектами). Связанный заряд может быть вызван случайным трением между одеждой, где лучшие изоляционные материалы сохраняют связанный заряд и больше утечки проводящих материалов. Индуцированный заряд вызван переносом заряд рядом с проводником. Внезапная передача заряда может быть результатом искры между двумя телами. Иногда применяют механизмы сброса заряда. Разряды могут происходить непосредственно оборудование или рядом с оборудованием или сооружениями, вызывая электромагнитные поля. Напряжение разряда может достигать 15 кВ. Внезапная передача заряда может привести к пиковым токам более 10 А, но на очень короткое время, менее 50 наносекунд. Источниками ЭСР на электростанции могут быть люди, соприкосновения с клавиатурами или разъемами, а также длительное накопление заряда на подвижных механизмах. Это делает событие ЭСР очень локализованным и не представляющим угрозы для системы безопасности в целом. Амплитуда разряда зависит от многих факторов и быстро спадает даже на коротких расстояниях. Консервативный уровень ожидаемого ЭСР может быть взят из максимальных уровней ГОСТ Р 51317.4.2, до 15 кВ.



#MILSTD461

Просмотров: 126
  • Instagram - черный круг
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций

Полное или частичное копирование материалов запрещено. При согласованном использовании материалов сайта необходима ссылка на ресурс.

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

© Компания Emctestlab llc 2017

ЭМСТЕСТЛАБ логотип