核电厂接地设计中的关键问题.pdf

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1、第3O卷第7期电力科学与工程Vo1．30．No．7122014年7月ElectricPowerScienceandEngineeringJu1．，2014核电厂接地设计中的关键问题孙辉(深圳中广核工程设计有限公司，广东深圳518057)摘要：随着核电厂自动控制水平的提高和数字化控制系统的引入，电子设备所处建筑物中的电磁环境也越趋复杂，无线通讯设备、大功率变频设备等的应用使得环境中高频干扰信号的比重在加大，接地设计对改善设备的电磁干扰环境起着关键的作用。将最新的IEC标准对接地和防雷保护方面的规定及工业实践应用

2、于核电厂的接地设计，通过采用格栅形共用接地网络、电缆屏蔽层两端接地和并联接地导体等技术以改善核电厂的电磁环境，满足DCS等敏感设备的运行要求，解决核电厂在接地系统设计过程中为了满足电磁兼容要求需要重点关注的技术问题，研究成果可应用于其他类似电力工程。关键词：电气设计；接地；屏蔽；电磁兼容；防雷中图分类号：TM623．1文献标识码：ADO110．3969／j．issn．1672—0792．2014．07．003尽可能小，从而不影响电子设备的正常工作，并0引言提高电子设备的抗电磁干扰能力。多数情况下，来自安全与电

3、磁兼容两方面的在一个电厂项目的设计过程中，会遇到各种设计要求是一致的，但如果存在冲突，必须优先类型的接地概念，比如防雷接地、电源中性线接满足安全方面法规要求。本文将主要从EMC方面地、设备外壳接地、电缆屏蔽接地、电子设备逻考虑接地设计。辑接地等等。经典的“地”的定义是：一个等电随着核电厂自动控制水平的不断提高，数字位的点或等电位的面。除了为供电系统或电子电化控制系统DCS的普及，大量的敏感控制设备和路提供参考电位之外，接地系统的作用可以大致传感设备得到了应用，这些设备在外界干扰和冲分为两方面：一方面是从人身安

4、全和设备保护的击前变得越来越脆弱。现在基于微处理器的控制角度出发。当发生雷击或电源系统接地故障时，系统已经全面替代了早期的电磁或模拟设备。这将故障电流快速泄放进大地，保证建筑物内人能些采用数字总线架构的设备，工作电平非常低，够接触到的一切导电物体都与大地保持连接，设而且为了实现更小的尺寸、降低功耗，工作电平备外壳与大地之间的电位差以及建筑物内感应产仍会继续降低。这种结构对干扰更敏感，往往只生的跨步电压限制在人体安全范围之内；另一方需要很少的能量就能够改变其状态，而且干扰的面则与电磁兼容(EMC)设计有关。根据

5、电磁兼后果无法预测。特别是有些产品采用注塑外壳代容(EMC)定义：设备或系统在其电磁环境中正替金属机架和机箱，这就大大降低了对内部电路常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的保护程度。根据电厂的管理要求，进入核电厂的电磁骚扰的能力⋯。用通俗的语言说，设备自的重要区域后不能使用手机等无线通信设备，就身能在规定的电磁环境中正常工作，不受其他设是出于减少外界干扰源对电子设备产生不利影响备的干扰，也不对环境或其他设备造成不允许的的考虑。干扰。接地与EMC之间的关系是通过良好的接地而与之相对应的却是，外界可能的干扰

6、源越系统设计保证一个系统内不同点的参考地电位差趋复杂。通常将变化频率小于1kHz的信号称收稿日期：2013—12—12。作者简介：孙辉(1973一)，男，高级工程师，研究方向为核电厂电气设计，E-mail：cnszsun@gmail．corn。第7期孙辉核电厂接地设计中的关键问题l3为低频信号，而将变化频率大于10kHz的信号称发生雷击或大电流故障情况下，专用接地电极与为射频信号(RF)。针对不同频率的干扰源通常设备之间可能产生危险的瞬态电压。因此这种接认为需要采取不同的接地设计方案。随着现代地系统已经不被最

7、新的标准推荐。电子技术的发展，微处理器、无线通讯、高频开防雷地仪表地电源地关电子设备、变频调速传动设备等得到了广泛的应用。这些设备的共同特点都是需要工作在150kHz以上的射频范围，而且这个趋势继续在发展，一比如蜂窝移动电话系统工作在2000MHz附近。因此从EMC的角度来说，需要考虑的频率已远不一一一是传统的工频范围，而是范围更广、频率更高的独立接地电极射频范围。这些因素导致接地设计领域的一些传图1错误的独立接地网络设计概念示意图统做法未必能够很好地满足今天现实的需要。为另一种接地设计思路是将防雷、动力电源

8、和此，适应新形式的EMC标准逐渐成为各国的强制电子设备分别组成3个独立的接地网络，最后连性标准，而接地设计作为实现EMC目标的重要手接到公共点通过单一的接地电极接地，即传统设段之一，其作用日益突显出来。如果接地系统的计上普遍采用的单点接地(也称作星型接地)，设计存在缺陷，将对电力设施的安全运行带来不如图2所示。这种设计在工频信号下可以满足安利影响‘。。全方面的要求，但是遇到高频信号时，它无法满岭澳二