NBT20196.2-2023核空氣和氣體處理規(guī)范 試驗規(guī)程 第 2 部分：氣體處理系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗

核電廠安全重要電纜狀態(tài)監(jiān)測方法第6部分：絕緣電阻(IEC/IEEE62582-6:2019,Nuclearpowerplants-Inst2023-10-11發(fā)布2024-04-11實施國家能源局發(fā)布I 3 3 35通用說明 4 5 5 6 8 9 9 NB/T20421《核電廠安全重要電纜狀態(tài)監(jiān)測方法》分為6部分：——第1部分：總則； ——第3部分：斷裂伸長率；——第4部分：氧化誘導(dǎo)技術(shù)； 第5部分：光時域反射：——第6部分：絕緣電阻。本部分為NB/T20421第6部分。本部分按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。本部分由能源行業(yè)核電標準化技術(shù)委員會提出。本文件由中國核電發(fā)展中心歸口。本文件起草單位：中國核電工程有限公司、華龍國際核電技術(shù)有限公司、蘇州熱工研究院有限公司、上海核工程研究設(shè)計院有限公司。本文件主要起草人：張楠、范遂、盧燕蕓、劉愛芬、朱斌、李玉榮、顧燕春、李玉紅、劉福瑞、劉3NB/T20421.6—2023核電廠安全重要電纜狀態(tài)監(jiān)測方法第6部分：絕緣電阻本部分規(guī)定了在模擬事故工況下采用絕緣電阻測量對有機和聚合材料的核電廠安全重要儀表和控制電纜進行狀態(tài)監(jiān)測的要求，該方法對于產(chǎn)生準確和可復(fù)現(xiàn)的結(jié)果是必需的。它包含了對測量系統(tǒng)和測量程序的要求，以及測量結(jié)果的報告。本文件適用于有機或聚合物材料結(jié)構(gòu)的核電廠安全重要儀表和控制電纜的狀態(tài)監(jiān)測，其他電纜也可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件，其最新版(包括所有的修改單)適用于本文件。JCGM100:2008測量不確定性表示指南3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。電容充電電流capacitivecharging對連接到測量儀器輸入端的被測導(dǎo)電部件之間的絕緣形成的電容充電的電流。具有傳導(dǎo)電流特定功能的一個部件。[GB/T2900.10-2013定義2.1]流過絕緣層的電流。在規(guī)定條件下，用絕緣材料隔開的兩個導(dǎo)電元件之間的電阻。[GB/T2900.1-2008定義3.3.160]極化吸收電流polarizationabsorptioncurrent與介質(zhì)內(nèi)電荷積累速率成正比例的介質(zhì)電流的分量。施加電壓連接點之間在絕緣材料表面流動的電流。4縮略語4IR:絕緣電阻Is:表面泄漏電流Ii:絕緣漏電流Ip:極化吸收電流Ic:電容充電電流LOCA:冷卻劑喪失事故Rmeas:用于測量總漏電流的電阻器的電阻5通用說明絕緣電阻測量是在模擬事故工況期間用于監(jiān)測絕緣部件(主要是電纜絕緣)狀態(tài)的一種與電纜的長度有關(guān)，應(yīng)以Ω·m表示，即每米電纜長度的絕緣電阻(以Ω為單位)。量方式。交流電壓主要用于測量電纜在其預(yù)期應(yīng)用中的功能。附錄A給出了利用直流電壓測量絕緣電阻的范例。附錄B給出了使用交流電壓測量泄漏電流的指導(dǎo)原則。附錄B中的測量配置建議僅用于功能測試，不作為用直流電壓測量絕緣電阻的替代方法。施加直流電壓后測量的總電流由Is,Ii,Ip和Ic組成。如果絕緣沒有接地，則Is在預(yù)期的絕緣電阻值，Ip的影響很小。大多數(shù)絕緣材料，在開始施加電壓的短時間的值偏大，所以應(yīng)在施加電壓后待總電流穩(wěn)定后測定。對于大多數(shù)常見的絕緣材料而言，當(dāng)在模擬事故工況下測量IR時，在施加電壓后的3s內(nèi)的Ic電流值可不予考慮，待總電流穩(wěn)定后再進行測量。圖1為LOCA事故前和事故后絕緣電阻測量隨時間變化的示例。線芯對線芯 LOCA試驗后10分鐘 -LOCA試驗后60分鐘時間(s)5上圖表示在LOCA試驗后3秒內(nèi)絕緣電阻穩(wěn)定到100MQ以上。6適用性和復(fù)現(xiàn)性本文件僅限于在模擬事故工況下采用絕緣電阻測量來監(jiān)測電纜狀態(tài)的情況。絕緣體的溫度對測量值有非常顯著的影響。有時使用一種近似方法，溫度每升高10℃,絕緣電阻值下降約一半。此外，模擬事故工況下的高濕度和高壓力會導(dǎo)致絕緣體上的水汽凝結(jié)、滲透到絕緣體中，從而影響測量值。附錄C中討論了溫度、蒸汽對絕緣電阻的影響。在模擬事故工況下，溫度、水汽凝結(jié)和水汽滲透絕緣體的情況隨時間演化。模擬事故功工況的測量值會由于電纜的初始狀態(tài)以及模擬事故工況期間測量時機的選取不同而有顯著差異。在試驗過程中不施加電壓會比施加電壓對電纜的劣化狀態(tài)影響更小。在NB/T20420等電纜鑒定標準中，要求在試驗期間電纜加載額定電壓和電流，試驗期間需要采用特定技術(shù)滿足絕緣電阻測量和模擬額定負載兩方面的需求。如果可接受非連續(xù)測量方式，則需要確定測量間隔以找到具有所需不確定度的最低值。在本文件范圍內(nèi)，絕緣電阻測量目的是檢測出低于100MQ·m的值。絕大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境中，如在模擬事故工況下，超過100MO·m的測量值可認為對典型低壓電纜的功能沒有顯著影響。同軸、三同軸、雙同軸和數(shù)據(jù)/通信電纜的鑒定型式試驗應(yīng)包括對電纜關(guān)鍵電氣性能特性的充分測試，以便對特定應(yīng)用的電纜兼容性進行適當(dāng)?shù)姆治?。這可能包括一些應(yīng)用的絕緣電阻測試，但絕緣電阻值可能需高于100MQ·m才滿足使用要求。7.1測量電壓水平測量裝置應(yīng)能夠提供足夠的電壓，以便能夠在整個測量范圍內(nèi)保持規(guī)定的測量電壓水平恒定，包括可接受的最低絕緣電阻值。7.2不確定度測量裝置應(yīng)校準到±10%以內(nèi)的合成不確定度。不確定度的計算應(yīng)根據(jù)JCGM100:2008。67.3校準測量裝置應(yīng)在電壓和電流或電阻等被測量的量程范圍內(nèi)進行校準，以確保測量結(jié)果的準確性。8絕緣電阻測量程序所描述的測量程序可用于確定多芯電纜的單個導(dǎo)體的最低絕緣電阻。如果每個測量儀器僅測量一個導(dǎo)體或一組連接的導(dǎo)體，測量周期等同于在未通電樣品上測量的測試時間。如果不是這種情況，并且使用一臺儀器測量多個導(dǎo)體或多組導(dǎo)體，則測量程序必須包括切換的程序。對于通電樣品的測量，見8.6.5。8.2模擬事故工況下跟蹤絕緣電阻變化的要求為了在模擬事故工況的初始階段捕捉快速變化的溫度/濕度/壓力對絕緣電阻的最大影響，應(yīng)限制切換時間、穩(wěn)定時間和測量時間，以便能夠跟蹤絕緣電阻的變化。測量程序應(yīng)允許在模擬事故工況期間至少每7.5分鐘連續(xù)讀取絕緣電阻值。應(yīng)記錄模擬事故工況期間檢測到的最低值。除了報告最低絕緣電阻值外，還應(yīng)包括一個圖表，顯示模擬事故工況期間絕緣電阻隨時間的變化。8.3測試樣品測試樣品(完整電纜或單根導(dǎo)線)的最小長度為3m。導(dǎo)線兩端應(yīng)密封。除非測試僅用于帶密封的特定應(yīng)用，當(dāng)測試包含護套的完整電纜時，導(dǎo)體和護套之間不應(yīng)有密封。接地面應(yīng)與測試樣品絕緣表面的所有部分接觸，滿足這種情況不需要額外防護?？梢酝ㄟ^在測試樣品包裹金屬編織物作為接地面來實現(xiàn)。金屬編織物的存在不應(yīng)影響絕緣材料吸收水分或絕緣材料通過裂縫滲透水分的自有特性。8.4干擾在絕緣電阻測量期間，應(yīng)斷開試驗艙中其他樣品的交流電源，以避免串?dāng)_。8.5預(yù)處理在模擬事故工況開始之前，測試樣品應(yīng)穩(wěn)定在與現(xiàn)場正常運行相對應(yīng)的狀態(tài)。8.6模擬事故工況動態(tài)階段期間的絕緣電阻測量8.6.1測量設(shè)置附錄A說明了使用直流電壓測量絕緣電阻的典型設(shè)置。8.6.2測量電壓源的連接和測量的開始將測試樣品連接到用于絕緣電阻測量的直流電壓源。電容充電電流對初始絕緣電阻值讀取有很大影響。與初始值相比，總絕緣電阻值將快速78.6.3默認電壓默認電壓應(yīng)為直流500V。應(yīng)使用與絕緣電阻測量相同的測量裝置測量和記錄參考電壓。核電廠中使用的絕緣材料通?？赡褪苤绷?00V測試。對于某些數(shù)據(jù)/通信電纜，直流500V會超過其絕緣的設(shè)計等級，這時可使用100V的直流電壓測試，這種情況下絕緣電阻的電源的穩(wěn)定程度使得由于電壓的任何變化引起的電流變化相比于待測量的電流可忽略不計。8.6.4在模擬事故工況期間測試未通電樣品的絕緣電阻值8.6.4.1每臺測量儀器測試一個導(dǎo)體或一組連接的導(dǎo)體8.6.4.2使用一臺儀器測量多個導(dǎo)體或一組導(dǎo)體8.6.4.2.1測量順序在明確定義的測量間隔內(nèi)對測量儀器指示的值進行采樣。8.6.4.2.2去極化/斷電可在交流過零處斷開通電。將樣品短路4.5s～5s,并開路0.5s～1s。8.6.4.2.3第一次測量循環(huán)在連接絕緣電阻測量電壓源后，絕緣電阻的記錄應(yīng)在穩(wěn)定時間t?內(nèi)開始。平均絕緣電阻值應(yīng)保證1秒內(nèi)進行記錄。t?應(yīng)大于3s。8.6.4.2.4準備下一個測量循環(huán)測量后應(yīng)斷開電壓源。應(yīng)切換并連接到下一個導(dǎo)體或下一組導(dǎo)體。8.6.4.2.5一個完整循環(huán)的總結(jié)(1)短路4.5s～5s,并保持開路0.5s～1s;(2)斷開電路；(3)連接直流電壓源；(4)穩(wěn)定t?秒：(5)采樣持續(xù)時間≥1s;(6)斷開電路；(7)切換和連接。8.6.4.2.6在模擬事故工況穩(wěn)定階段期間的絕緣電阻值測量在模擬事故工況試驗的穩(wěn)定階段，即在LOCA事故后，可以在絕緣電阻周期測量之置停止時間。完成一次完整循環(huán)的測量時間應(yīng)始終相同。8.6.5在模擬事故期間確定通電樣品的絕緣電阻值8.6.4中的描述假定在模擬事故期間樣品未通電。如果在模擬事故情況下樣品施加額定電壓，或施加額定電壓和額定電流(交流或直流，取決于其應(yīng)用),仍建議在絕緣電阻測量8時應(yīng)采用直流電壓測量。在這種情況下至少每7.5min對通電樣本進行一次斷電，然后執(zhí)行8.6.4的程序。間斷應(yīng)盡可能短，以便使樣品通電時間最大，但t?仍要達到至少3s。間可以延長到7.5min以上。仍應(yīng)至少每7.5min進行一次。對于多芯電纜來說，如果為獲得電纜的總體性能，將所有導(dǎo)體都連接到一起并且測試與地間的絕緣電阻的情況時，上面的建議仍然適用。在樣品通電期間，應(yīng)連續(xù)測量泄漏電流，以監(jiān)測絕緣電阻測量周期內(nèi)的短期變化情況。通電中的周期性中斷必須考慮并補償，以符合NB/T20420中的要求。樣品的通電條件9測試報告b)歷史記錄(未老化，人工老化，自然老化及其組合);e)測量儀器，最近的校準日期和校準證書參考信息；g)測量導(dǎo)體線組的組合；i)樣品制備(末端的處理，試驗艙的貫穿件，試驗艙內(nèi)樣品的長度);依據(jù)試驗艙內(nèi)樣品的長度(m)乘以測量的絕緣電阻值(Ω)。應(yīng)包括一個圖表，顯示絕緣k)用于絕緣電阻測量的默認電壓并記錄每個時刻的電壓值；1)對通電樣品進行測量的情況：顯示絕緣電阻測量周期之間泄漏電流隨時間變化的圖m)測量裝所在房間的環(huán)境條件(包括溫度和相對濕度)記錄。此外，在解釋測量結(jié)果時與測量目的相關(guān)的任何其9(資料性)使用直流電源測量裝置示意圖圖A.1給出了一種用直流電壓源測量絕緣電阻的典型測量裝置的示例，也可考慮使用其他類型的直流電源測量裝置。圖A.1使用直流電壓源測量絕緣電阻的設(shè)置示意圖(如果接地面靠近絕緣體，則不需要保護接地)絕緣電阻測量范圍受Rmeas和數(shù)字萬用表(DMM)的分辨率限制。測試電纜時，樣品的絕緣電阻一般不超過100MQ。當(dāng)使用10kQRmeas時，Umeas將為50mV。這可以使用5%位數(shù)字萬用表在1kV測量范圍內(nèi)測量。該范圍內(nèi)的分辨率為10mV,1年期漂移范圍是5mV。數(shù)字萬用表，則可提高100MO的精度-分辨率到1000V范圍內(nèi)1mV。100MO時的總不確定度為±13%。這種不確定度計算僅涉及數(shù)字萬用表。還應(yīng)包括由分流電阻器溫度依賴性等引起的額外不確定性。DMM的輸入阻抗應(yīng)高，和DMM輸入的絕緣電阻均較高。(資料性)使用交流電壓測量泄漏電流圖B.1顯示了使用交流電壓源測量泄漏電流的典型設(shè)置。使用交流電源進行泄漏電流測量是通過給電纜通電來完成的，并且通常還為導(dǎo)體加載代表電纜設(shè)計的最高負載的電流。通過隔離放大器測量測試電壓，并且通過分流電阻器上的電壓降來測量泄漏電流。負載電流在單獨的環(huán)路中產(chǎn)生，電流通過不同的分流器和隔離放大器或精密鉗位電流表上的電壓降來測量。當(dāng)在單個導(dǎo)體上進行測量或在多芯電纜中環(huán)繞多個導(dǎo)體時，可以參考圖B.1。當(dāng)裝載多個回路并通電時，應(yīng)重復(fù)設(shè)置。UUU溫度和蒸汽對絕緣電阻影響絕緣聚合物的電導(dǎo)率取決于溫度，溫度對絕緣電阻有很大影響，見圖C.1。aa序列1℃擴展(序列1》圖C.120℃~150℃溫度區(qū)間絕緣電阻的影響氣相(蒸汽)中水的電導(dǎo)率具有與空氣類似的電性質(zhì)(10mS/cm～15mS/cm)。這意味著蒸汽是一種絕緣體，當(dāng)蒸汽凝結(jié)在表面的時候，導(dǎo)電性終于電纜的外表面。一些聚合物具有相當(dāng)?shù)奈鼭裥?，并且隨著時間的推移會受到水含量增加的影響。聚合物的溫度和輻射老化(可能包括受到機械影響(振動，沖擊))可能在絕緣體中誘發(fā)小裂縫，致使水分在模擬事故工況下滲透絕緣體，導(dǎo)致絕緣電阻降低。模擬事故工況下老化電纜的絕緣電阻測量結(jié)果示例圖D.1展示了在LOCA試驗中EPDM絕緣多芯電纜的絕緣電阻測量結(jié)果示例。每個導(dǎo)體分別單獨對地測量。這些電纜在加速老化之前已經(jīng)安裝在核電廠不同環(huán)境條件下長達25年。@注1:1和2經(jīng)歷附加6年等效熱和輻射老化的電纜。注2:3、4和5經(jīng)歷附加12年等效熱和輻射老化的電纜。注3:6和7經(jīng)歷附加24年等效熱老化的電纜。注5:電纜長度接近10m。圖D.1在LOCA試驗中導(dǎo)體和地/屏蔽之間的絕緣電阻測量結(jié)果示例每根導(dǎo)體的絕緣電阻測量程序按照本文件所述實施。電纜在LOCA模擬期間沒有通電。LOCA試驗開始時注入蒸汽。圖D.2展示了在LOCA試驗中導(dǎo)體-地和導(dǎo)體-導(dǎo)體之間絕緣電阻測量的示例。注3:溫度。圖D.2導(dǎo)體-地和導(dǎo)體-導(dǎo)體之間絕緣電阻測量的示例這個測試是在飽和蒸汽狀態(tài)下實施的。在初始階段實際溫度斜率(140K/15s)比圖中曲線所展示的斜率更加陡峭，因為這張圖僅呈現(xiàn)了測量已經(jīng)被實施之后的數(shù)據(jù)點。使用每小時大約9次的采樣頻率來收集測量點。高溫峰值工況的持續(xù)時間大約40min。絕緣電阻測試的上限值為10°%。單芯-地測得的絕緣電阻比線芯-線芯測得的絕緣電阻值低，這是由于線-線之間為雙層絕緣，而線-地之間僅隔一層絕緣。圖D.3展示了帶