CN104808083A - 核电站用抗电磁干扰测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站用抗电磁干扰测试系统，包括中子探测装置；至少两根同轴电缆，包括一测量电缆和至少一根非测量电缆；信号发生装置，用于发出测试信号；电流注入装置，第一端连接信号发生装置，第二端套接在测量电缆第一位置的外围，用于将测试信号加载到测量电缆上第一位置的屏蔽层；电流采集装置，用于采集测试信号位于第二位置上的干扰信号；信号显示装置，用于显示干扰信号的波形；机柜，用于将屏蔽层接地，且将流向机柜方向的测试信号接地，以及将流向中子探测装置方向的测试信号经非测量电缆接至机柜后接地。本发明的核电站用抗电磁干扰测试系统可直观、定性地测量中子探测装置、同轴电缆及机柜所构成整体的抗电磁干扰能力。

Description

核电站用抗电磁干扰测试系统

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电站用抗电磁干扰测试系统。

背景技术

在核电领域，为了提高模拟信号的传输距离、降低外界环境的干扰和模拟信号的衰减，通常使用同轴电缆进行微电流信号传输。同轴电缆是一种芯线位于电缆中心，屏蔽层包裹在芯线外层的同轴形状电缆，其芯线和屏蔽层之间填充绝缘材料，屏蔽层还外包裹着一层绝缘层，用于将屏蔽层与外界环境隔离。同轴电缆的抗电磁干扰主要是靠屏蔽层完成的，干扰信号进入屏蔽层后会快速衰减，从而达到不影响电流信号的正常传输。压水堆核电站堆外中子的测量使用的就是该类同轴矿物电缆。

堆外中子测量电缆抗电磁干扰能力的强弱是由同轴电缆的路径设计、同轴电缆所处环境以及连接是否牢固等因数决定的，为了确保中子探测装置、同轴电缆及机柜所构成整体的抗电磁干扰能力能够满足设计要求，当同轴电缆安装就位后，必须进行抗电磁干扰能力测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种核电站用抗电磁干扰测试系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电站用抗电磁干扰测试系统，包括

中子探测装置；

至少两根同轴电缆，其第一端连接中子探测装置，同轴电缆包括屏蔽层，至少两根同轴电缆包括一测量电缆和至少一根非测量电缆；

信号发生装置，用于发出测试信号；

电流注入装置，第一端连接信号发生装置，第二端套接在测量电缆第一位置的外围，用于将测试信号加载到测量电缆上第一位置的屏蔽层；

电流采集装置，第一端套接在测量电缆第二位置的外围，用于采集测试信号位于第二位置上的干扰信号；

信号显示装置，连接电流采集装置的第二端，用于显示干扰信号的波形；

机柜，与至少两根同轴电缆的第二端相连接，用于将屏蔽层接地，且将流向机柜方向的测试信号接地，以及将流向中子探测装置方向的测试信号经非测量电缆接至机柜后接地。

优选地，核电站用抗电磁干扰测试系统还包括一连通反应堆安全壳的贯穿件，同轴电缆包括第一段和第二段，第一段连接在中子探测装置和贯穿件的第一连接头之间，第二段连接在贯穿件的第二连接头和机柜之间。

优选地，电流注入装置的第二端包括夹设于测量电缆第一位置外围的电流注入夹钳；和/或，电流采集装置的第一端包括夹设于测量电缆第二位置外围的电流采集夹钳；电流注入夹钳和/或电流采集夹钳具有两个相互连接的夹钳件，两个夹钳相对位置分别开有一容置孔，使得两个容置孔合并后形成一与测量电缆外围尺寸相匹配的容置空间。

优选地，同轴电缆还包括设置于屏蔽层内部、与屏蔽层相隔离的芯线，芯线用于传输中子探测装置发出的工作信号至机柜。

优选地，中子探测装置包括正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室中的至少一种。

优选地，同轴电缆还包括设置于芯线与屏蔽层之间的绝缘材料、以及设置于屏蔽层外围的绝缘层。

优选地，测试信号为脉冲信号，幅值为150-250mV，脉宽为400-600ns。

优选地，核电站用抗电磁干扰测试系统还包括信号处理装置，与信号显示装置相连接，用于将干扰信号与预先设定的阈值进行比较，并计算出测试结果。

优选地，信号发生装置包括信号发生器和将信号发生器发出的第一信号放大为测试信号的放大器。

实施本发明的有益效果是：本发明的核电站用抗电磁干扰测试系统通过在测量电缆屏蔽层的第一位置加载测试信号，并测量屏蔽层上第二位置干扰信号的衰减波形，来直观、定性地测量中子探测装置、同轴电缆及机柜所构成整体的抗电磁干扰能力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一些实施例中核电站用抗电磁干扰测试系统的模块示意图；

图2是本发明另一些实施例中核电站用抗电磁干扰测试系统的模块示意图；

图3是本发明一些实施例中电流注入装置和电流采集装置在测量电缆上的夹钳方式示意图；

图4是本发明一些实施例中核电站用抗电磁干扰测试系统中测试信号的波形图；

图5是本发明一些实施例中核电站用抗电磁干扰测试系统中干扰信号的波形图；

图6是本发明一些实施例中核电站用抗电磁干扰测试系统中不同频率下测量到得干扰信号的波形对比图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

结合图1和图2所示，本发明一些实施例中的核电站用抗电磁干扰测试系统包括中子探测装置10、同轴电缆20、机柜30、信号发生装置40、电流注入装置50、电流采集装置60、贯穿件70、信号显示装置80和信号处理装置90。其中，中子探测装置10、同轴电缆20、机柜30、贯穿件70及各装置之间的接头构成一中子测量部分，即中子测量系统(RPN)，全长近80米，正常工作状态下用于进行中子测量。中子测量部分的同轴电缆传输路径长，同轴电缆所处电磁环境复杂，较易受到环境电磁干扰。信号发生装置40、电流注入装置50、电流采集装置60、信号显示装置80和信号处理装置90构成一抗电磁干扰测试系统，用于对中子测量部分的抗电磁干扰能力进行测试。

中子探测装置10位于反应堆内，其通过同轴电缆20连接到反应堆外部的机柜30上，并且同轴电缆20通过一贯穿件70连通反应堆内和反应堆外。中子探测装置10、同轴电缆20和机柜30的测量回路连接完整，各接头连接紧固，机柜30处理板件处理失电。信号发生装置40、电流注入装置50、电流采集装置60、信号显示装置80和信号处理装置90均位于反应堆外，通过电流注入装置50向反应堆外的同轴电缆20上加入信号发生装置40产生的测试信号，再通过电流采集装置60采集测试信号经过同轴电缆20上屏蔽层后形成的干扰信号，最后通过信号显示装置80对干扰信号进行显示，以及通过信号处理装置90对干扰信号进行处理，从而得到中子测量部分的抗电磁干扰情况。

中子探测装置10位于反应堆内，其连接在同轴电缆20的第一端，用于对中子进行测量。中子探测装置10包括正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室中的至少一种。

同轴电缆20具有至少两根，其第一端连接中子探测装置10，第二端连接机柜30。每根同轴电缆20从内至外依次包括芯线、绝缘材料、屏蔽层和绝缘层，其中，芯线设置于屏蔽层内部并与屏蔽层相隔离，芯线用于将中子探测装置10发出的工作信号输送至机柜30。屏蔽层用于对工作环境中产生的各种电磁干扰信号进行屏蔽。绝缘材料设置于芯线与屏蔽层之间，用于将芯线与屏蔽层隔离起来。绝缘层设置于屏蔽层外围，起绝缘作用以及与外部隔离。至少两根同轴电缆20包括一根测量电缆21和至少一根非测量电缆22，测量电缆21用于加载测试信号并进行抗电磁干扰测试，而非测量电缆22用于构成回路从而将流向中子探测装置10方向的测试信号接至机柜30后接地。

贯穿件70连通反应堆安全壳，贯穿件70具有一连通反应堆内的第一连接头和连通反应堆外的第二连接头，从而连通反应堆内和反应堆外。贯穿件70将同轴电缆20分为第一段20A和第二段20B，第一段20A连接在中子探测装置10和贯穿件70的第一连接头之间，第二段20B连接在贯穿件70的第二连接头和机柜30之间。作为选择，本发明一些实施例中的核电站用抗电磁干扰测试系统可以包括贯穿件70，也可以不包括贯穿件70。

机柜30与同轴电缆20的第二端相连接，用于将屏蔽层接地，且将流向机柜30方向的测试信号接地，以及将流向中子探测装置10方向的测试信号经非测量电缆22接至机柜30后接地。

信号发生装置40用于发出测试信号。优选地，信号发生装置40包括信号发生器41和放大器42，其中，信号发生器41发出第一信号，放大器42将第一信号放大为测试信号。作为选择，测试信号为脉冲信号，幅值为150-250mV，脉宽为400-600ns。优选地，测试信号为幅值约为200mV，脉宽约为500ns，其参考波形可见图4。

电流注入装置50用于向测量电缆21上加载测试信号。电流注入装置50第一端连接信号发生装置40并接收测试信号，第二端套接在测量电缆21第一位置的外围，用于将测试信号加载到测量电缆21上第一位置的屏蔽层。即电流注入装置50与中子测量部分没有直接接触，而是间接接触。优选地，电流注入装置50的第二端包括夹设于测量电缆21第一位置外围的电流注入夹钳，电流注入夹钳具有两个相互连接的夹钳件，两个夹钳相对位置分别开有一容置孔，使得两个容置孔合并后形成一与测量电缆21外围尺寸相匹配的容置空间。

电流采集装置60用于采集测试信号经屏蔽层后的干扰信号。电流采集装置60第一端套接在测量电缆21第二位置的外围，用于采集测试信号位于第二位置上的干扰信号，第二端连接信号显示装置80。优选地，电流采集装置60的第一端包括夹设于测量电缆21第二位置外围的电流采集夹钳，电流采集夹钳的构造与电流注入夹钳的构造类似，具有两个相互连接的夹钳件，两个夹钳相对位置分别开有一容置孔，使得两个容置孔合并后形成一与测量电缆21外围尺寸相匹配的容置空间。电流注入装置50和电流采集装置60在测量电缆21上的夹钳方式可参看图3。

当测试信号由电流注入装置50加载到测量电缆21上第一位置后，测试信号分两路分别流向中子探测装置10方向和机柜30方向，其中，流向机柜30方向的测试信号由于机柜30接地，从而导入大地；由于在中子探测端测量电缆21与非测量电缆22电连接，从而流向中子探测装置10方向的测试信号到达中子探测装置10后经由非测量电缆22又流入机柜30接地。

信号显示装置80连接电流采集装置60的第二端，用于显示干扰信号的波形。干扰信号为一组震荡衰减的波形，一般要求干扰信号衰减三个周期后基本消失，衰减快慢是衡量测量电缆21抗电磁干扰能力强弱的重要衡量指标，其典型波形如图5。同时，不同频率下测量到得干扰信号的最大干扰电流值也是衡量电缆抗电磁干扰能力强弱的另一个重要指标，其典型波形如图6。

信号处理装置90与信号显示装置80相连接，用于将干扰信号与预先设定的阈值进行比较，并计算出测试结果。信号处理装置90的设置为优选实施例。作为选择，信号处理装置90也可以不设置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，包括

中子探测装置（10）；

至少两根同轴电缆（20），其第一端连接所述中子探测装置（10），所述同轴电缆（20）包括屏蔽层，至少两根同轴电缆（20）包括一测量电缆（21）和至少一根非测量电缆（22）；

信号发生装置（40），用于发出测试信号；

电流注入装置（50），第一端连接所述信号发生装置（40），第二端套接在所述测量电缆（21）第一位置的外围，用于将所述测试信号加载到所述测量电缆（21）上所述第一位置的所述屏蔽层；

电流采集装置（60），第一端套接在所述测量电缆（21）第二位置的外围，用于采集所述测试信号位于所述第二位置上的干扰信号；

信号显示装置（80），连接所述电流采集装置（60）的第二端，用于显示所述干扰信号的波形；

机柜（30），与至少两根所述同轴电缆（20）的第二端相连接，用于将所述屏蔽层接地，且将流向所述机柜（30）方向的所述测试信号接地，以及将流向所述中子探测装置（10）方向的所述测试信号经所述非测量电缆（22）接至所述机柜（30）后接地。

2.根据权利要求1所述的核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，所述核电站用抗电磁干扰测试系统还包括一连通反应堆安全壳的贯穿件（70），所述同轴电缆（20）包括第一段（20A）和第二段（20B），所述第一段（20A）连接在所述中子探测装置（10）和所述贯穿件（70）的第一连接头之间，所述第二段（20B）连接在所述贯穿件（70）的第二连接头和所述机柜（30）之间。

3.根据权利要求1所述的核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，所述电流注入装置（50）的所述第二端包括夹设于所述测量电缆（21）第一位置外围的电流注入夹钳；和/或，所述电流采集装置（60）的所述第一端包括夹设于所述测量电缆（21）第二位置外围的电流采集夹钳；所述电流注入夹钳和/或所述电流采集夹钳具有两个相互连接的夹钳件，两个所述夹钳相对位置分别开有一容置孔，使得两个所述容置孔合并后形成一与所述测量电缆（21）外围尺寸相匹配的容置空间。

4.根据权利要求1所述的核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，所述同轴电缆（20）还包括设置于所述屏蔽层内部、与所述屏蔽层相隔离的芯线，所述芯线用于传输所述中子探测装置（10）发出的工作信号至所述机柜（30）。

5.根据权利要求1至4任一项所述的核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，所述中子探测装置（10）包括正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室中的至少一种。

6.根据权利要求1至4任一项所述的核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，所述同轴电缆（20）还包括设置于所述芯线与所述屏蔽层之间的绝缘材料、以及设置于所述屏蔽层外围的绝缘层。

7.根据权利要求1至4任一项所述的核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，所述测试信号为脉冲信号，幅值为150-250mV，脉宽为400-600ns。

8.根据权利要求1至4任一项所述的核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，所述核电站用抗电磁干扰测试系统还包括信号处理装置（90），与所述信号显示装置（80）相连接，用于将所述干扰信号与预先设定的阈值进行比较，并计算出测试结果。

9.根据权利要求1至4任一项所述的核电站用抗电磁干扰测试系统，其特征在于，所述信号发生装置（40）包括信号发生器（41）和将所述信号发生器（41）发出的第一信号放大为所述测试信号的放大器（42）。