1E級電氣設(shè)備簡介

我國在核電設(shè)備鑒定領(lǐng)域主要遵循美國IEEE和法國RCC-E系列標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)RCC-E的要求，核電廠1E級電氣設(shè)備必須進(jìn)行產(chǎn)品合格鑒定試驗。設(shè)備鑒定試驗的目的是驗證工程樣機(jī)指標(biāo)能否符合產(chǎn)品設(shè)計要求，其中，鑒定試驗項目和指標(biāo)的確定十分關(guān)鍵。由于我國在設(shè)備鑒定實踐方面缺乏經(jīng)驗和系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)積累，因此在關(guān)鍵的鑒定要素的把握方面，還有待提高 。

設(shè)備鑒定的基本方法有運(yùn)行經(jīng)驗法、論證分析法和型式試驗法3種。在實際的設(shè)備鑒定過程中，由于經(jīng)濟(jì)和時間投入的限制、有效模型和實際數(shù)據(jù)的缺乏等因素，僅靠某一種方法并不可行，通常需要不同方法的組合。

1.運(yùn)行經(jīng)驗法

運(yùn)行經(jīng)驗法是通過收集和分析類似設(shè)備在相近或更嚴(yán)酷環(huán)境中的成功運(yùn)行數(shù)據(jù)，類比論證設(shè)備執(zhí)行其安全功能的能力。對于1E級電氣設(shè)備，鑒于其功能的重要性，我國現(xiàn)有運(yùn)行核電廠還無法提供其長期運(yùn)行機(jī)會。

2.論證分析法

論證分析法是以試驗數(shù)據(jù)、運(yùn)行經(jīng)驗、物理定律為基礎(chǔ)，充分考慮老化對設(shè)備的影響，運(yùn)用有效的數(shù)學(xué)模型，或嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐茖?dǎo)，來證明設(shè)備能在特定的運(yùn)行環(huán)境和要求的時間內(nèi)，保持其安全功能的完整性。

3.型式試驗法

型式試驗法是在對設(shè)備進(jìn)行老化評價，并確定了設(shè)備老化機(jī)理的基礎(chǔ)上，采用加速老化試驗的方法，等效模擬設(shè)備在特定環(huán)境條件下和預(yù)期鑒定合格壽命期末的技術(shù)狀態(tài)和運(yùn)行工況；通過設(shè)計基準(zhǔn)事件環(huán)境模擬試驗，來驗證設(shè)備在要求時間內(nèi)執(zhí)行規(guī)定安全功能的能力。

我國1E級電氣設(shè)備多處于國產(chǎn)化研發(fā)階段，推薦采用型式試驗法或組合方法進(jìn)行設(shè)備鑒定。

1.確定鑒定試驗規(guī)格書(或大綱)

1E級電氣設(shè)備的鑒定需要編寫特定的試驗規(guī)格書，主要包括下述內(nèi)容：①確定設(shè)備適用的鑒定類別(K1、K2或K3)；②確定試驗樣本組中的單元數(shù)量；③確定設(shè)備在反應(yīng)堆正常運(yùn)行和發(fā)生事故時要求的功能、功能特性和測量功能特性的試驗條件及驗收準(zhǔn)則；④確定與設(shè)備的種類、安裝條件和運(yùn)行有關(guān)的影響量及其額定范圍，相應(yīng)試驗的試驗條件和驗收準(zhǔn)則；⑤根據(jù)設(shè)備鑒定類別的不同，確定評價設(shè)備性能隨時間變化所采用的試驗條件和嚴(yán)酷程度；⑥根據(jù)設(shè)備鑒定類別的不同，確定模擬事故工況下所產(chǎn)生應(yīng)力，采用的試驗條件和嚴(yán)酷程度；⑦確定每項試驗期間和試驗之后測量的功能、功能特性和測量的試驗條件及驗收準(zhǔn)則。

2.審查標(biāo)識文件和補(bǔ)充文件

標(biāo)識文件和補(bǔ)充文件是由廠家提供，分別用于描述設(shè)備樣本全部必要的識別信息和進(jìn)一步描述產(chǎn)品材料、性能等細(xì)節(jié)。另外還要提供參考文件用來跟蹤設(shè)備及其制造過程所作的修改。

3.選擇試驗樣本

鑒定試驗用樣本應(yīng)滿足以下要求：①應(yīng)與工程產(chǎn)品屬同一設(shè)計；②應(yīng)與工程產(chǎn)品屬同一類生產(chǎn)設(shè)備和同一代表性的工藝來制造；③應(yīng)具有由設(shè)計規(guī)定的熱應(yīng)力、電應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的組合布局；④其數(shù)量和類型應(yīng)能代表工程產(chǎn)品在目標(biāo)電廠中的實際使用范圍；⑤以組件或部分裝配件為試樣，代表目標(biāo)電廠對其總體的功能特性需求。

4.鑒定試驗順序

標(biāo)準(zhǔn)的電氣設(shè)備鑒定試驗包括：基準(zhǔn)試驗、極限條件下的試驗、評價設(shè)備性能隨時間變化的試驗以及模擬事故工況試驗。

5.驗收準(zhǔn)則

電氣設(shè)備的驗收準(zhǔn)則應(yīng)滿足以下要求：

(1)施加應(yīng)力后的功能特性檢測項目應(yīng)與基準(zhǔn)試驗項目保持一致，允許驗收標(biāo)準(zhǔn)值的降低，降低原則應(yīng)滿足相應(yīng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

(2)如條件允許，在部分施加應(yīng)力的試驗項目中(如LOCA、抗震等)應(yīng)保證設(shè)備施加額定載荷，并定時進(jìn)行功能特性檢測，項目應(yīng)與基準(zhǔn)試驗項目保持一致，允許驗收標(biāo)準(zhǔn)值的降低，降低原則應(yīng)滿足相應(yīng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

6.鑒定報告

鑒定試驗完成后，應(yīng)編寫鑒定總結(jié)報告，作為設(shè)備鑒定的結(jié)論性文件 。

現(xiàn)階段我國1E 級電氣設(shè)備的鑒定應(yīng)以型式試驗法為主，鑒定過程中應(yīng)把握住核心要素，針對設(shè)備所處的特定環(huán)境、運(yùn)行條件和功能要求，確定設(shè)備的鑒定類別，編寫特定的鑒定試驗規(guī)格書，確定基準(zhǔn)試驗、評價設(shè)備性能隨時間變化的試驗、極限條件下的試驗和模擬事故工況下所產(chǎn)生應(yīng)力的試驗的試驗項目、試驗方法、嚴(yán)酷度和試驗參數(shù)，并嚴(yán)格遵照規(guī)格書要求進(jìn)行，從而獲得電氣設(shè)備適應(yīng)核電廠環(huán)境的驗證信息，為產(chǎn)品推向核電市場打下堅實的基礎(chǔ)。2100433B

設(shè)備質(zhì)量鑒定

主要任務(wù)是要保證這些設(shè)備在規(guī)定的使用條件下能無故障地執(zhí)行其安全功能。質(zhì)量鑒定可以采用型式試驗、運(yùn)行經(jīng)驗總結(jié)或理論分析等方式來完成?？梢詥为?dú)使用這些方法，也可以使用它們之中的任意組合。對安全級電氣設(shè)備，除執(zhí)行通常的鑒定程序外，還要增加這些設(shè)備老化處理(熱、機(jī)械、輻射等)后、地震條件下以及事故時和事故后環(huán)境條件下的質(zhì)量鑒定項目。在對設(shè)備進(jìn)行型式試驗時，應(yīng)特別注意必須按照規(guī)定的試驗程序進(jìn)行。如何進(jìn)行抗震鑒定和事故條件下的鑒定， 根據(jù)設(shè)備安裝部位和使用條件的不同來決定。

地震條件下的質(zhì)量鑒定設(shè)備的抗震性能可以用分析方法、試驗方法或兩者結(jié)合的方法來鑒定。在進(jìn)行地震試驗以前，設(shè)備要經(jīng)受規(guī)定的老化(其中還應(yīng)包括對在正常和非正常條件下承受非地震振動的設(shè)備，要進(jìn)行振動老化)。

事故環(huán)境條件下的質(zhì)量鑒定在模擬的設(shè)計基準(zhǔn)事故和事故后的環(huán)境條件和設(shè)備帶電狀態(tài)下對老化過的設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量鑒定。所采用的環(huán)境條件通常包括輻射、溫度、壓力、蒸汽和化學(xué)溶液的噴淋等 。

設(shè)備產(chǎn)品技術(shù)條件

某些安全級電氣設(shè)備的產(chǎn)品技術(shù)條件有特殊要求。

柴油發(fā)電機(jī)組作應(yīng)急電源用的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，除上述鑒定要求外，還要考核機(jī)組在規(guī)定條件下的起動、帶負(fù)荷和卸負(fù)荷的能力。發(fā)電機(jī)要能承受它所連接的廠內(nèi)系統(tǒng)中短路和過電壓等故障的作用以及甩負(fù)荷后的超速和一定次數(shù)的失步。每臺機(jī)組的輔助系統(tǒng)應(yīng)是完全獨(dú)立的，并要能保證機(jī)組在任何條件下，包括地震時和地震后的條件下， 都能迅速起動和運(yùn)行。

電氣控制屏在設(shè)計基準(zhǔn)事故條件下，屏上所裝的各種器件不會發(fā)生誤動或拒動。在同一屏上所裝的各冗余線路和器件應(yīng)滿足電氣隔離和實體隔離的要求。所采用的器件、材料和布線應(yīng)是阻燃和耐輻射的。

蓄電池要按抗震要求設(shè)計。對安裝于累積吸收劑量高于10Gy場所的蓄電池，還要考慮輻照的影響。

安全殼電氣貫穿件要在額定電壓、額定持續(xù)電流、短時過負(fù)荷或短路電流，以及在正常運(yùn)行時的熱循環(huán)、設(shè)計基準(zhǔn)事件、地震、老化和輻射條件下，都不會發(fā)生電氣故障或?qū)е侣饴食^規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

電子元器件在規(guī)定使用條件下，要滿足性能和可靠性方面的要求。

電纜應(yīng)是阻燃和耐輻射的，還要滿足能承受設(shè)計基準(zhǔn)事故時和事故后環(huán)境條件的要求 。

設(shè)備的安裝要求

為避免共因故障，冗余設(shè)置的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組和蓄電池組應(yīng)放置在隔離的安全級建筑物內(nèi)，其他冗余設(shè)備之間應(yīng)保持一定的間距，或采用屏障隔開。安全級和非安全級線路之間應(yīng)當(dāng)隔離。電動機(jī)的位置雖取決于它所驅(qū)動的設(shè)備， 但也要考慮電氣間距的要求。各冗余通道的電纜之間應(yīng)滿足實體隔離的要求。電纜和電纜管道應(yīng)避開高能設(shè)備，防止飛射物、管道甩擊等對其造成危害。

在設(shè)備的安裝設(shè)計中還應(yīng)考慮防地震的要求 。

《核電站用1E級電纜通用要求(GB/T 22577-2008)》由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。

作者

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會

基于核電廠安全系統(tǒng)在整個壽期內(nèi)具有執(zhí)行安全功能的能力要求，核電廠安全重要儀表、控制和動力源設(shè)備(統(tǒng)稱電氣設(shè)備)的技術(shù)規(guī)格書規(guī)定了設(shè)備的功能特性和可靠性要求。設(shè)備鑒定是要證明安全級電氣設(shè)備在整個生命周期內(nèi)所要求的功能特性和可靠性符合設(shè)備技術(shù)規(guī)格書的要求。鑒于數(shù)字化安全級電氣設(shè)備包含傳統(tǒng)的模擬式設(shè)備和基于計算機(jī)的軟件，這兩類設(shè)備在特性、故障性質(zhì)模式均存在較大差異 。

模擬式設(shè)備是一種隨機(jī)性故障，由設(shè)備設(shè)計、制造過程的欠缺、設(shè)備老化或環(huán)境條件變化導(dǎo)致性能降質(zhì)。計算機(jī)軟件的故障是系統(tǒng)性的，既可能由軟件需求規(guī)格書中的問題導(dǎo)致邏輯性設(shè)計和實現(xiàn)中的錯誤，也可能由實現(xiàn)階段或維護(hù)階段的錯誤引起。這兩類設(shè)備需采用不同的鑒定方法。傳統(tǒng)的模擬式設(shè)備鑒定包括初始鑒定和安裝后的狀態(tài)監(jiān)測。設(shè)備初始鑒定是通過常規(guī)性能的型式試驗和設(shè)計基準(zhǔn)事件導(dǎo)致的環(huán)境條件下的功能性試驗并結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗的綜合分析，驗證設(shè)備的功能特性符合設(shè)備技術(shù)規(guī)格書的要求。初始鑒定除驗證設(shè)備功能特性的符合性外，還確定在嚴(yán)酷環(huán)境下的設(shè)備的鑒定壽命及其相應(yīng)的狀態(tài)指標(biāo)。設(shè)備安裝后，運(yùn)行期間的狀態(tài)監(jiān)測用于驗證設(shè)備是否保持執(zhí)行安全功能的能力，判定設(shè)備老化降質(zhì)速率和趨勢。基于狀態(tài)監(jiān)測的鑒定是安全重要電氣設(shè)備老化管理的重要任務(wù)，因此，電氣設(shè)備老化管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可視為設(shè)備鑒定標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展。計算機(jī)軟件的鑒定是通過軟件開發(fā)過程各階段的驗證和確認(rèn)，保證軟件需求規(guī)格書所要求的功能性和可靠性 。

鑒定試驗項目含：外觀檢查、正常條件下基準(zhǔn)功能試驗、極限條件下試驗（檢查所有性能、電氣特性、運(yùn)行方式、浪涌電壓、電磁干擾/射頻干擾）、老化處理（正常輻照、可含事故輻照）、機(jī)械振動、抗地震、事故條件安全功能試驗、事故后檢查 。2100433B