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摘要：介绍了重水堆核电站一起典型的地线改进与优化的案例。由于地线存在阻抗，当电流流过地线时，会产生电压差。因此需要合适的线径和合理的连接方式来减少阻抗和地线电流。
关键词： 核电燃料；重水堆；地线阻抗
1.背景介绍
重水堆核电站因设计特殊性，需要进行不停堆换料。其反应堆堆芯卧式布置，在其两侧（A侧和C侧）分别有一台装卸料机，两台装卸料机同时抱卡到燃料通道上，上游推入新燃料的同时，下游接收乏燃料。通道关闭后，下游装卸料机移至乏燃料通道进行抱卡，卸出乏燃料。
滑车精Y电位计用于装卸料机抱卡通道时调整装卸料机角度，以防止装卸料机抱偏。当抱卡完成后电位计电压应保持不变，但很长一段时间以来其A/I电压值（注：A/I为模拟输入量，将现场设备的取样电压信号接入电站计算机系统监测其实际状态）却有很大的波动，严重影响操纵员的正常监盘。
维修人员执行某工作包对2号机组滑车精Y电位计A/I漂移进行检查时，使用8835记录仪记录滑车静止时精Y电位计电压波动情况，发现电压有30mV左右的振幅，呈不规则锯齿波状；对比精X电位计电压波动，只有10mV左右的振幅，对动作和指示没有影响。通过排查，发现精Y接线的屏蔽线未起到屏蔽作用，根据接线图查询其屏蔽线位于63596-JT200的51#端子，检查发现其屏蔽线未接。将其重新连接后，精Y振幅降至10mV，故障现象消除。后维修人员准备按照相同方法解决1号机组精Y和精X电位计A/I指示波动故障时，却发现1号机组精Y精X电位计屏蔽线均已接上，但其波动振幅仍有25mV左右，当把其屏蔽线从JT端子拔掉后，波动振幅降到10mV以下，重新插上则振幅恢复，由此可见，屏蔽线反而引入了杂散电压干扰。
2.现状
燃料操作系统接地端子排分为交流地、直流地、信号地、屏蔽地、电源地、机柜地等。弱电部分接地端子串接一起然后连到CDF接地机架；强电部分单独连接到CDF机架。其中JT200端子排上均为不同设备的屏蔽线。
对比两个机组JT200的接线，连接设备均一样。按照接线图确认各JT端子连接顺序如下图，各JT端子串接后最终由JT100连接到CDF机架。
检查发现1号机组按照图纸要求连接，但2号机组两侧均在JT300和JT200之间加了电缆，将其短接，如下图所示：
上图为精Y电位计接线示意图，电位计的地线分为电源地和屏蔽地，查询图纸确认精Y主电位计的电源地线号为63522-0816接到JT301上，其屏蔽地线号为63522-SHDA连接到JT200上。从屏蔽线引入干扰这一现象可以推断电位计的电源地和屏蔽地之间有信号干扰。
分别取两个机组的A侧进行对比，测量各JT端子对机壳电压，结果如图。
理论上各JT端子排应该等电势为0mV，但上图中大部分均不为0，线路中引入最大杂散电压达32mV；而2号机组未按照图纸连接，将JT200和JT300短接后最大杂散电压仅为16mV。
3 试验阶段
在1号机组A侧JT300和JT301之间串入电流表，测得电流为0，JT301和JT401之间串入电流表测得电流为372mA，其余节点因暂不具备条件未测量。而将JT200和JT300使用短接线短接后，相当于构成了一个回路，测量JT300和JT301之间的电流为15mA，线路电流大大降低了。
根据设计要求，各JT端子之间使用4AWG规格的电缆连接，而实际检查1号机组发现部分电缆使用6AWG规格的电缆连接，电缆变细会导致部分压降损耗。最大的压降损耗存在于JT301-JT401-JT601之间，JT401为空白端子，电缆仅从其经过，而这几个之间的电缆均为6AWG。而设计中JT300和JT301之间连接仅为16AWG的电线，线阻明显偏大。后续进行如下测试：
① 使用备用线短接JT100和JT301，如下：
② 在①的基础上，断开JT301连到JT401上的电缆，如下：
③ 在②的基础上将JT301和JT100之间的电缆加粗；
④ JT401与JT601之间加备用电缆，等效为两者之间电缆加粗，如下：
⑤ JT200与JT300短接；
⑥ 在⑤的基础上将JT300和JT301之间的电线加粗；（见表1）
上表中综合效果最好的为⑤和⑥，但除了④以外的试验均需要修改图纸接线，因此在不修改设计接线的前提下，优先考虑延伸试验④。对比原始值和试验④的结果，可见电缆加粗有一定的效果，而且目前現场的接线比设计要求偏细，因此可通过加粗各接线来改善。
仪控维修人员对1号机组C侧部分电缆进行更换，依次更换JT401-JT601、JT601-JT701、JT301-JT401之间的电缆，将电缆由6AWG加粗为4AWG，每更换一段就测量一次各端子排的电压进行对比，结果如下：（见表2）
由上表可知，将电缆加粗后端子排对机壳的杂散电压大幅度降低。此时使用8835记录仪记录滑车静止时精X和精Y电位计A/I的曲线，波动幅度仍有30mV。换料仪控维修人员再次使用备用线短接JT200和JT300，结果如下：
使用备用线短接JT200和JT301，结果如下：
同时精X和精Y电位计A/I电压曲线波动振幅降至10mV左右。因条件有限，此处短接JT端子排的线为14AWG的短接线，未使用合适的4AWG的短接线，从这结果可以推断，加粗短接线后相应电位仍将下降。短接JT200和JT300的效果更好些，JT701上均为电源的-S和-OUT端，电位为负值属于正常情况。同时通过短接端子排可使电位计波形振幅偏大的故障得以解决。
4变更实施
将1号机组C侧加粗电缆及短接JT200-JT300的结果与2号机组A侧目前相同接法的电压向比较如下图。并且短接JT200和JT300的接法会使精X和精Y的A/I电压波动大幅降低。因此建议如下：
a）将两台机组共4侧端子排之间的电缆加粗，由6AWG改为4AWG；
b）将JT200和JT300使用铜排或不小于4AWG的电缆短接；
经过讨论后，提出临时变更，在1号机组A/C侧63596-JT200和63596-JT300之间加铜连接件，并修改相应当IntEC数据库。执行完毕后测量变更后的电压值，A侧电缆为6AWG未加粗，数据偏大不作比较。C侧数据如下：
同时使用8835记录仪测量精Y电位计电压曲线，波形振幅小于10mV，盘台A/I电压波动也明显降低。
结束语
目前1号机组的此项变更已执行了两年，在此期间未出现过精Y电位计电压失效或其他因变更引发的故障，说明此变更对故障现象有一定的改善效果，但是否彻底解决仍需长期观察。燃料操作系统其它仪控故障同样需要工作人员的跟踪，在日后的工作中应持续加以关注。
参考文献：
[1]张宏伟， 甘燕. 重水堆核电厂运营管理分析[J]. 中国核电， 2015， 8（4）：356-363.
[2]郑立军， 郁光廷， 靳江涛. 重水堆核电站设备可靠性提高的创新与实践[J]. 设备管理与维修， 2016（2）：17-19.
[3]卢丹， 吴立新， 张淋春. 重水堆核电站重水浓度测量方法的改进研究[J]. 科技展望， 2016， 26（11）.
关键词： 核电燃料；重水堆；地线阻抗
1.背景介绍
重水堆核电站因设计特殊性，需要进行不停堆换料。其反应堆堆芯卧式布置，在其两侧（A侧和C侧）分别有一台装卸料机，两台装卸料机同时抱卡到燃料通道上，上游推入新燃料的同时，下游接收乏燃料。通道关闭后，下游装卸料机移至乏燃料通道进行抱卡，卸出乏燃料。
滑车精Y电位计用于装卸料机抱卡通道时调整装卸料机角度，以防止装卸料机抱偏。当抱卡完成后电位计电压应保持不变，但很长一段时间以来其A/I电压值（注：A/I为模拟输入量，将现场设备的取样电压信号接入电站计算机系统监测其实际状态）却有很大的波动，严重影响操纵员的正常监盘。
维修人员执行某工作包对2号机组滑车精Y电位计A/I漂移进行检查时，使用8835记录仪记录滑车静止时精Y电位计电压波动情况，发现电压有30mV左右的振幅，呈不规则锯齿波状；对比精X电位计电压波动，只有10mV左右的振幅，对动作和指示没有影响。通过排查，发现精Y接线的屏蔽线未起到屏蔽作用，根据接线图查询其屏蔽线位于63596-JT200的51#端子，检查发现其屏蔽线未接。将其重新连接后，精Y振幅降至10mV，故障现象消除。后维修人员准备按照相同方法解决1号机组精Y和精X电位计A/I指示波动故障时，却发现1号机组精Y精X电位计屏蔽线均已接上，但其波动振幅仍有25mV左右，当把其屏蔽线从JT端子拔掉后，波动振幅降到10mV以下，重新插上则振幅恢复，由此可见，屏蔽线反而引入了杂散电压干扰。
2.现状
燃料操作系统接地端子排分为交流地、直流地、信号地、屏蔽地、电源地、机柜地等。弱电部分接地端子串接一起然后连到CDF接地机架；强电部分单独连接到CDF机架。其中JT200端子排上均为不同设备的屏蔽线。
对比两个机组JT200的接线，连接设备均一样。按照接线图确认各JT端子连接顺序如下图，各JT端子串接后最终由JT100连接到CDF机架。
检查发现1号机组按照图纸要求连接，但2号机组两侧均在JT300和JT200之间加了电缆，将其短接，如下图所示：
上图为精Y电位计接线示意图，电位计的地线分为电源地和屏蔽地，查询图纸确认精Y主电位计的电源地线号为63522-0816接到JT301上，其屏蔽地线号为63522-SHDA连接到JT200上。从屏蔽线引入干扰这一现象可以推断电位计的电源地和屏蔽地之间有信号干扰。
分别取两个机组的A侧进行对比，测量各JT端子对机壳电压，结果如图。
理论上各JT端子排应该等电势为0mV，但上图中大部分均不为0，线路中引入最大杂散电压达32mV；而2号机组未按照图纸连接，将JT200和JT300短接后最大杂散电压仅为16mV。
3 试验阶段
在1号机组A侧JT300和JT301之间串入电流表，测得电流为0，JT301和JT401之间串入电流表测得电流为372mA，其余节点因暂不具备条件未测量。而将JT200和JT300使用短接线短接后，相当于构成了一个回路，测量JT300和JT301之间的电流为15mA，线路电流大大降低了。
根据设计要求，各JT端子之间使用4AWG规格的电缆连接，而实际检查1号机组发现部分电缆使用6AWG规格的电缆连接，电缆变细会导致部分压降损耗。最大的压降损耗存在于JT301-JT401-JT601之间，JT401为空白端子，电缆仅从其经过，而这几个之间的电缆均为6AWG。而设计中JT300和JT301之间连接仅为16AWG的电线，线阻明显偏大。后续进行如下测试：
① 使用备用线短接JT100和JT301，如下：
② 在①的基础上，断开JT301连到JT401上的电缆，如下：
③ 在②的基础上将JT301和JT100之间的电缆加粗；
④ JT401与JT601之间加备用电缆，等效为两者之间电缆加粗，如下：
⑤ JT200与JT300短接；
⑥ 在⑤的基础上将JT300和JT301之间的电线加粗；（见表1）
上表中综合效果最好的为⑤和⑥，但除了④以外的试验均需要修改图纸接线，因此在不修改设计接线的前提下，优先考虑延伸试验④。对比原始值和试验④的结果，可见电缆加粗有一定的效果，而且目前現场的接线比设计要求偏细，因此可通过加粗各接线来改善。
仪控维修人员对1号机组C侧部分电缆进行更换，依次更换JT401-JT601、JT601-JT701、JT301-JT401之间的电缆，将电缆由6AWG加粗为4AWG，每更换一段就测量一次各端子排的电压进行对比，结果如下：（见表2）
由上表可知，将电缆加粗后端子排对机壳的杂散电压大幅度降低。此时使用8835记录仪记录滑车静止时精X和精Y电位计A/I的曲线，波动幅度仍有30mV。换料仪控维修人员再次使用备用线短接JT200和JT300，结果如下：
使用备用线短接JT200和JT301，结果如下：
同时精X和精Y电位计A/I电压曲线波动振幅降至10mV左右。因条件有限，此处短接JT端子排的线为14AWG的短接线，未使用合适的4AWG的短接线，从这结果可以推断，加粗短接线后相应电位仍将下降。短接JT200和JT300的效果更好些，JT701上均为电源的-S和-OUT端，电位为负值属于正常情况。同时通过短接端子排可使电位计波形振幅偏大的故障得以解决。
4变更实施
将1号机组C侧加粗电缆及短接JT200-JT300的结果与2号机组A侧目前相同接法的电压向比较如下图。并且短接JT200和JT300的接法会使精X和精Y的A/I电压波动大幅降低。因此建议如下：
a）将两台机组共4侧端子排之间的电缆加粗，由6AWG改为4AWG；
b）将JT200和JT300使用铜排或不小于4AWG的电缆短接；
经过讨论后，提出临时变更，在1号机组A/C侧63596-JT200和63596-JT300之间加铜连接件，并修改相应当IntEC数据库。执行完毕后测量变更后的电压值，A侧电缆为6AWG未加粗，数据偏大不作比较。C侧数据如下：
同时使用8835记录仪测量精Y电位计电压曲线，波形振幅小于10mV，盘台A/I电压波动也明显降低。
结束语
目前1号机组的此项变更已执行了两年，在此期间未出现过精Y电位计电压失效或其他因变更引发的故障，说明此变更对故障现象有一定的改善效果，但是否彻底解决仍需长期观察。燃料操作系统其它仪控故障同样需要工作人员的跟踪，在日后的工作中应持续加以关注。
参考文献：
[1]张宏伟， 甘燕. 重水堆核电厂运营管理分析[J]. 中国核电， 2015， 8（4）：356-363.
[2]郑立军， 郁光廷， 靳江涛. 重水堆核电站设备可靠性提高的创新与实践[J]. 设备管理与维修， 2016（2）：17-19.
[3]卢丹， 吴立新， 张淋春. 重水堆核电站重水浓度测量方法的改进研究[J]. 科技展望， 2016， 26（11）.