大亚湾核电站微电子系统的防雷保护

3．1 0SEP系统变送器雷害事件描述 

  1999年8月6日,雷暴天气,饮用水(SEP)系统的储水池的0SEP401/402 MN水位测量变送器、9KRG151AR柜中的0SEP007/008CA板件,以及变送器(0TER013 MN和0SEL001/002/003 MN)等设备,在雷电冲击下损坏.同一天,雷害还造成与计算中心同轴电缆连接的10个终端机的收发器损坏,厂区通信交换机上48 V直流电源开关跳闸,导致全厂4位数电话机系统不可用,使主控制室与外界联系受到严重影响. 

3．2 原因分析 

  SEP系统的储水池位于电站北面山坡上,因为地势较高,所以储水池有遭受直击雷破坏的风险;0SEP储水池侧水位测量变送器0SEP401/402 MN露天安装,未设计有防雷装置;电站侧机房内9KRG151AR柜中亦未设计安装相应的防雷装置;从储水池到电站内机房的9KRG151AR柜的距离长1 000 m左右,两地之间仪表控制电缆在跨越公路时采用架空铺设,其余部分沿地面敷设,该电缆采用的是非铠装电缆,沿线亦未采取任何屏蔽管线等屏蔽措施.因此,当储水池遭受雷击或沿线路附近落雷时,地电位升高或空间雷电电磁脉冲波在电缆上耦合产生过电压,这种感应过电压的侵入造成测量变送器和板件等的损坏,过大的雷电流甚至造成同系统电源的其它变送器损坏,如这次事件中的废液排放(TER)系统、常规岛废液排放(SEL)系统和辅助给水(ASG)系统的部分变送器损坏.在查无直击落雷点后,可初步认为本次事件的原因是设备遭受感应雷侵害. 

3．3 改造情况 

  实际上在过去几年的雷雨季节里,0SEP生水箱水位检测系统的0SEP401/402 MN水位测量变送器和CA板件曾多次损坏.针对1999年8月这次雷害事件,于2000年5月,大亚湾核电站技术部门对生水箱水位检测系统进行了改造,将露天敷设的电缆安装封闭式金属电缆托盘和变送器屏蔽罩接地.由于改造措施单一,其效果不甚理想,随后因受雷电冲击又发生一起储水池0SEP401/402 MN水位测量变送器损坏的事件.之后增加改进措施,即在储水池侧0SEP401/402 MN水位测量变送器处安装了过电压限制器,经近2年运行考核效果不错.参照此措施已着手在电站侧机房9KRG151AR内 

4 结束语 

  微电子系统设备的防雷保护是一项系统工程,本文仅以防护原理为基础对核电站微电子系统作概要分析.对实际的各个微电子系统,在保护配置上应根据保护原则具体问题具体分析,即根据系统设备的重要程度和防雷保护的要求等级进行多层次、全方位的综合防御,建立完善的纵深防御体系.

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