一种核电站核安全级防雷装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型所提供的一种核电站核安全级防雷装置，防雷装置串联于烟囱流量计与安全级模拟信号预处理机柜所连接的回路中；所述防雷装置包括依次电连接的浪涌保护器和热敏电阻，所述浪涌保护器输入端与所述烟囱流量计连接，输出端与所述安全级模拟信号预处理机柜连接。由上，防雷装置实现浪涌保护，从而抑制线路上由于雷击所产生的浪涌和瞬时过电压，泄放线路上的过电流，从而避免因雷暴天气导致的机柜板件损坏，保证机组安全运行。
【专利说明】
一种核电站核安全级防雷装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及核电站安防技术领域，特别涉及一种核电站核安全级防雷装置。
【背景技术】
[0002]在一般工业系统中，如果通讯线缆通向室外，如PLC，DCS等控制回路。室外发生的直击雷或感应雷经常会在回路中形成非常强烈的浪涌，冲进室内。例如大部分信号回路位于室内，如计算机网络。网络线路上出现的浪涌主要是由于静电放电或电磁波的侵进而造成的，越是高频的电磁波，其穿透能力越强。对于这些通讯回路的保护采用的主要是串联型的信号浪涌保护器。
[0003]核电站核辅助厂房通风系统的DVN001/002MD烟囱流量计用于测量厂房排入大气的废气量。该流量计采用皮托管测量原理测量挡体上游的动压力与下游的静压力之间行程的压差，通过变送器转换成4-20mA的电流信号，再传送至主控记录仪进行显示，从而达到测量流量的目的。DVN001/002MD烟囱流量计为两台机组共用设备，分别送两台机组的安全级模拟信号预处理(KCS)机柜，用于监视和报警。由于DVN001/002MD安装位置高，户外测量电缆长度长，且与避雷针引下线平行走线，容易受到雷击影响;雷击将导致信号电缆产生感应电流，使接入的KCS机柜的其他信号(特别是毫伏等小信号)产生干扰，从而烧坏保险和触发相关报警。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的主要目的在于，提供一种核电站核安全级防雷装置，防雷装置串联于烟囱流量计与安全级模拟信号预处理机柜所连接的回路中；
[0005]所述防雷装置包括依次电连接的浪涌保护器和热敏电阻，所述浪涌保护器输入端与所述烟囱流量计连接，输出端与所述安全级模拟信号预处理机柜连接。
[0006]由上，防雷装置实现浪涌保护，从而抑制线路上由于雷击所产生的浪涌和瞬时过电压，泄放线路上的过电流，从而避免因雷暴天气导致的机柜板件损坏，保证机组安全运行。
[0007]可选的，所述烟囱流量计与防雷装置的输入端所连接的电缆的屏蔽层多点接地。
[0008]由上，能够防止雷电电磁脉冲在信号上感应出瞬态过电压波。
[0009]可选的，所述防雷装置输出端与安全级模拟信号预处理机柜所连接的电缆的屏蔽层在所述安全级模拟信号预处理机柜侧单点接地。
[0010]由上，能够防止电缆信号线或屏蔽层受强电磁干扰，抬高机柜地电位或直接烧毁卡件保险或损坏设备。
[0011]可选的，所述防雷装置还包括接线端子，用于将浪涌保护器的输入、输出端与所述电缆进行接口转换。
[0012]可选的，所述防雷装置包括壳体，壳体外部两侧设置有电缆密封套管；
[0013]壳体内部设有一导轨，防雷装置内部的所述浪涌保护器和热敏电阻均固定于所述导轨上。
[0014]可选的，所述导轨通过固定件固定于防雷装置内部，所述固定件使用螺丝固定于防雷装置内部。
[0015]可选的，所述壳体为防护等级为IP41的壳体，碰撞防护等级满足IK07。
[0016]由上，同时满足防止大于1.0mm的固体外物侵入，以及防止水滴侵入。
【附图说明】
[0017]图1为核电站核安全级防雷装置的应用示例图；
[0018]图2(A)为防雷装置的外部结构示意图；
[0019]图2(B)为防雷装置的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种核电站核安全级防雷装置，在核电站核辅助厂房通风系统的烟囱流量计(DVN001/002MD)与安全级模拟信号预处理(KCS)机柜之间设置防雷装置，以实现浪涌保护，从而抑制线路上由于雷击所产生的浪涌和瞬时过电压，泄放线路上的过电流，从而避免因雷暴天气导致的机柜板件损坏，保证机组安全运行。
[0021]如图1所示为核电站用核安全级防雷装置的应用示例图，所述防雷装置串联连接于烟囱流量计与安全级模拟信号预处理机柜之间的信号回路中。
[0022]所述防雷装置包括依次连接的浪涌保护器和热敏电阻，所述浪涌保护器通过接线端子连接外部电缆。
[0023]所述浪涌保护器用于对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护。本实施例中，DVN001/002MD烟囱流量计的工作电压为24V，因此防雷装置的标称工作电压(UN)为24V。具体的，可选择恩特系列浪涌保护器，该系列防雷装置的工作电压为24V，最大持续工作电压(UC)为28V，电压保护水平(UP)为36V。根据行业规范，电压保护水平应低于被保护设备的耐冲击电压额定值。所选耐压36V满足被保护电流输入卡件耐冲击电压额定值要求。
[0024]DVN001/002MD烟囱流量计的工作电流为4?20mA，因此选择浪涌保护器的标称负载电流(IN)为4?20mA。响应时间为5ns，所述响应时间是指从暂态过电压开始作用于浪涌保护器的时间到浪涌保护器实际导通放电时刻之间的延时。
[0025]热敏电阻用于防止前端浪涌保护器短路，造成系统电源损坏。所述热敏电阻置于浪涌保护器的输出端。所述热敏电阻为用于过流保护和短路保护的正温度系数PTC热敏电阻。
[0026]在没有雷击时，防雷装置在该回路中呈现出较小的阻抗(小于65欧姆)JtDVNOOl/002MD烟囱流量计的负载驱动能力(约600欧)没有影响。当有感应雷电波侵入DVN001/002MD烟囱流量计信号传输线时，防雷装置前端的浪涌保护器将以纳秒级的响应速度使信号线对地呈低阻抗状态，迅速将雷电流泄放至大地，并把由雷电引起的过电压限制在安全级模拟信号预处理机柜模块允许承受的耐压范围以内，以确保安全级模拟信号预处理机柜的安全运行。防雷装置输出端的热敏电阻，能够防止雷击造成浪涌保护器瞬间短路。
[0027]其中，在所述DVN001/002MD烟囱流量计与防雷装置的输入端所连接的电缆屏蔽层多点接地，由此能够防止雷电电磁脉冲在信号上感应出瞬态过电压波。防雷装置输出端到安全级模拟信号预处理机柜的电缆屏蔽层在机柜侧单点接地，由此能够防止电缆信号线或屏蔽层受强电磁干扰，抬高机柜地电位或直接烧毁卡件保险或损坏设备。
[0028]图2(A)和图2(B)分别为防雷装置的外部、内部结构示意图。防雷装置外壳呈长方体，防雷装置外壳整体防护等级满足IP41要求，碰撞防护等级满足IK07。即同时满足防止大于1.0mm的固体外物侵入，以及防止水滴侵入。防雷装置的结构尺寸为:200mm X 160mm X10mm(长X宽X高)。在防雷装置外壳两侧设置有电缆密封套管21。电缆经由所述电缆密封套管21进入防雷装置，通过接线端子23进行接口转换后，连接至浪涌保护器24。对应的，浪涌保护器24的输出端由接线端子23进行接口转换后，通过电缆密封套管21输出至安全级模拟信号预处理机柜。
[0029]在所述防雷装置内部设有一导轨22，防雷装置内部的接线端子23、浪涌保护器24和热敏电阻25均固定于该导轨22上。所述导轨通过固定件26固定于防雷装置内部，所述固定件26使用螺丝固定于防雷装置内部。
[0030]搭建好防雷装置后，还需对其进行鉴定测试，包括下述四个阶段:阶段1:基本性能试验和基准试验;阶段2:极限运行条件下的试验;阶段3:评价设备性能随时间变化的试验；阶段4:事故工况引起的应力试验。
[0031]基本性能试验:在提交鉴定试验前，对防雷装置进行主要功能和性能测试。包括外壳防护等级试验，外壳对外界机械碰撞的防护试验，最大持续运行电压(UC)测试，额定电流测试，串联电阻测试，阻抗影响测试，电流响应时间测试，电流恢复时间测试，工作状态测试，交流耐受试验，冲击耐受试验，冲击复位时间试验，冲击限制电压试验。
[0032]基准试验:在基准试验阶段中，对每一防雷装置的基本功能进行综合检查，以确认鉴定试验正式开始前防雷装置基本功能正常，并作为以后环境试验、抗地震试验等试验后必要时进行全面检查防雷装置基本功能的基准。包括目视检查和机械检查，机械接地的电气连续性检查，绝缘电阻试验和冲击限制电压试验。
[0033]在进行基本性能试验和基准试验之前，所有防雷装置应在正常大气条件(宽容差)下放置24h。
[0034]极限运行条件下的试验包括高温试验，低温试验，温度快变化试验，交变湿热试验。
[0035]评价设备性能随时间变化的试验包括恒定湿热试验，长期运行试验和机械振动试验。
[0036]事故工况引起的应力试验包括抗地震试验。
[0037]全部鉴定试验完成后，编制鉴定试验报告。鉴定试验中的抗震试验报告应包括以下内容:
[0038](I)被试设备的类型、特性参数和所属厂家;被试设备的选择和模型简化情况及依据。
[0039](2)被试设备的安装、固定方式，运行条件，环境条件，被试设备的边界条件，如输入、输出连接件，安装固定等，并与实际情况进行比较。
[0040](3)振动台的名称、主要特性和所属单位以及对数据采集和分析系统、测试仪表和测试通道数的描述，还包括仪表的标定日期和其它试验室条件的描述。
[0041 ] (4)被试设备所采用的试验反应谱(TRS)和要求的反应谱(RRS)，及包络情况。
[0042](5)试验的目的、要求和内容。试验的方法和步骤。
[0043](6)试验前的检测结果，包括各基准数据的测量结果，并按照试验大纲检查被试设备的控制装置，固定装置和驱动装置的功能特性是否正常;测点的选择与布置，测点布置图及其说明。
[0044](7)试验结果。包括以下内容:动态特性探查试验的结果以及试验数据分析结果；被试设备的各次功能试验结果，及设备可运行性的验证。包括试验前、试验过程中和试验后的功能情况(正常或失效)及各参数的测量结果，如应力、应变、加速度、电压和电流等。包括实测数据，照片和试验期间所进行的任何调整，甚至更换的记录及故障分析。注意:对未能达到满意试验结果的器件需要进行修改或更换时，设备的整个试验必须重复进行。如果试验中更换某些部件，则必须按有关规定先对他们进行必要的老化处理才能装入进行抗震试验;在试验过程中的目视检查结果和其他观察到的异常情况的记录和说明；对设备进一步改进的建议;与计算分析结果的比较(如果有可能时)；结论;试验负责人，试验单位，试验曰期。
[0045]防雷装置K3类鉴定试验完成后，通过对防雷装置鉴定试验的依据标准和规范、鉴定试验大纲、鉴定试验程序、试验设备和测试设备、各个鉴定试验的项目和条件、试验项目的测试要求、各项试验的结果和分析等进行的说明，可以得出以下结论:
[0046](I)防雷装置通过了核级鉴定试验，这主要表现在:各项鉴定试验的试验条件和方法符合防雷装置鉴定试验大纲中规定的要求。
[0047]全部鉴定试验之前和结束后对各个防雷装置基本功能和技术特性的测试结果、各项鉴定试验之前、之后和试验过程中对各个防雷装置基本功能和技术特性的测试结果，符合相应的鉴定试验程序和鉴定试验大纲中验收准则的要求，也符合防雷装置规格书中规定的要求。
[0048]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型。总之，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种核电站核安全级防雷装置，其特征在于， 防雷装置串联于烟囱流量计与安全级模拟信号预处理机柜所连接的回路中； 所述防雷装置包括依次电连接的浪涌保护器和热敏电阻，所述浪涌保护器的输入端作为防雷装置的输入端，与所述烟囱流量计连接;所述热敏电阻作为防雷装置的输出端，与所述安全级模拟信号预处理机柜连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述烟囱流量计与所述防雷装置的输入端电缆连接，所述电缆的屏蔽层多点接地。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防雷装置输出端与安全级模拟信号预处理机柜电缆连接，所述电缆的屏蔽层在所述安全级模拟信号预处理机柜侧单点接地。4.根据权利要求2或3所述的装置，所述防雷装置还包括接线端子，用于将所述防雷装置的输入、输出端与所述电缆进行接口转换。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防雷装置包括壳体，壳体外部两侧设置有电缆密封套管； 壳体内部设有一导轨，防雷装置内部的所述浪涌保护器和热敏电阻均固定于所述导轨上。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导轨通过固定件固定于防雷装置内部，所述固定件通过螺丝固定于防雷装置内部。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述壳体为防护等级为IP41，碰撞防护等级为IK07的壳体。
【文档编号】G01R31/00GK205693351SQ201620532817
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月2日 公开号201620532817.8, CN 201620532817, CN 205693351 U, CN 205693351U, CN-U-205693351, CN201620532817, CN201620532817.8, CN205693351 U, CN205693351U
【发明人】于宏伟, 迟勇睿, 黄立民, 李江, 王江波, 邱建文
【申请人】中广核研究院有限公司北京分公司, 中国广核集团有限公司, 中国广核电力股份有限公司