CN103165203A

CN103165203A - 核电站电路板件检测方法

Info

Publication number: CN103165203A
Application number: CN2011104182363A
Authority: CN
Inventors: 马蜀; 李勇; 丁俊超; 浦黎; 张志飞; 崔国华; 汪世清; 犹代伦; 刘新东; 王国云; 纪庆泉; 孙志峰; 陈耀玲; 张允炜; 闫军山
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; Daya Bay Nuclear Power Operations and Management Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; Lingdong Nuclear Power Co Ltd
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: CN103165203B

Abstract

本发明适用于电力设备在线数字化状态检测与监控技术，同时也属于百万千瓦级核电站关键技术领域，提供了一种核电站电路板件检测方法，所述方法包括：获取核电站中被测电路板件的网络连接图和测点位置，根据被测电路板件的网络连接图和测点位置生成测试方案；根据生成的测试方案在线获取被测电路板件的工作性能参数及被测电路板件中电子元器件的特征参数；将在线获取的被测电路板件的工作性能参数及被测电路板件中电子元器件的特征参数分别与预先获取的板件的合格性能参数及板件中电子元器件的合格参数比较，以判断被测电路板件及元器件性能是否优良。本发明实施例能够提前发现电仪板件和元器件的缺陷，降低电仪板件失效带来的跳机风险。

Description

核电站电路板件检测方法

技术领域

本发明属于电力设备在线数字化状态检测与监控技术，同时也属于百万千瓦级核电站关键技术领域，尤其涉及核电站电路板件检测方法。

背景技术

核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电厂。为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多重保护，以确保核电站对反应堆的输出功率进行有效的控制，且能够在出现各种自然灾害，如地震、海啸、洪水等，或人为产生的火灾、***等，也能确保对反应堆燃料组件进行充分的冷却，进而保证放射性物质不发生向环境的排放。

电力设备状态检测与监控技术是核电站的关键技术，在核电站中，通过开发老化测试方法、维修测试方法来建立核电站控制设备检测的技术平台，包括建立核电站板件的老化、维修测试平台，以便将状态检测与监控技术应用于核电站仪控***中电路板件的老化测试、维修测试领域，从而实现核电站控制设备/板件的老化诊断/测试管理，提高核电站运行设备和备件的可靠性检测维修水平，提升机组的安全运行。

在核电站中，通过多种仪表控制***控制各个设备的运行，而在核电站仪表控制***中，采用了大量的模拟/数字电子电路板件，在该模拟/数字电子电路板件上基本都存在易老化和短命的电子元器件，比如：电解电容、光耦、电位器、开关及连接件等电子元器件，这些电子元器件一旦发生故障，将对反应堆的运行及控制产生较大影响。

为了提高电路板件控制的可靠性，通常会采取增加冗余控制通道的方法，或者采取定期更换重要电路板件的方法。上述2种方法中，增加冗余控制通道的方法将加大核电站的运行成本；而定期更换重要电路板件方法的更换周期难以确定，如果更换周期过短，则增加核电站的运行成本，如果更换周期过长，则将增加核电站设备误动/拒动故障的风险。因此采用本发明之外的其它方法都不能对仪表控制***的各类板件进行全面检测，从而无法判断板件上各种电子元器件的故障和性能变化，无法对故障板件进行维修和维修后的再鉴定，也无法对新采购备件进行全面的检测验收，从而无法提前发现板件的缺陷。

发明内容

本发明实施例提供了一种核电站电路板件检测方法，该检测方法在不拆下电子元器件或损坏电路板情况下，能对电路板件进行全面检测和精确的参数测试，从而诊断电路板件上电子元器件的故障和偏差。

本发明实施例是这样实现的，一种核电站电路板件检测方法，所述方法包括下述步骤：

获取核电站中被测电路板件的网络连接图和测点位置，根据所述被测电路板件的网络连接图和测点位置生成测试方案；

根据生成的测试方案在线获取被测电路板件的工作性能参数及所述被测电路板件中电子元器件的特征参数；

将所述在线获取的被测电路板件的工作性能参数及所述被测电路板件中电子元器件的特征参数分别与预先获取的板件的合格性能参数及板件中电子元器件的合格参数比较，以判断所述被测电路板件及元器件性能是否优良。

本发明实施例中，在不影响核电站中被测电路板件正常功能为前提，利用光电、电磁、边界扫描等技术测量被测电路板件的各项测试参数，将获取的各项测试参数与获取的合格参数比较，进而根据比较的结果判断该被测电路板件的测试参数是否合格。进一步地，对测试参数合格的被测板件进行拷机再检测，以判断该被测电路板件的可靠性，从而有效提高了检测的可靠性，减少核电站跳机跳堆的风险。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的核电站电路板件检测方法的流程；

图2是本发明第二实施例提供的核电站电路板件检测方法的流程；

图3是本发明第三实施例提供的核电站电路板件检测方法的流程；

图4是本发明第四实施例提供的核电站电路板件良品比较方法流程。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，根据生成的测试方案在线获取核电站中被测电路板件的特征参数，将获取的被测电路板件的特征参数和预先获取的合格参数比较，并根据比较的结果判断被测电路板件的性能是否合格。

本发明实施例提供了一种：核电站电路板件检测方法。

所述方法包括：获取核电站中被测电路板件的网络连接图和测点位置，根据所述被测电路板件的网络连接图和测点位置生成测试方案；

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的核电站电路板件检测方法的流程，本实施例的电路板件诊断(Module In-circuit Diagnosis，MID)***由夹具、计算机设备和相应的程序软件***构成。在充分了解分析电路板件的电路图原理和测点布置后，选择需要测试的元器件及测点布置，绘制PCB文件，针对板件开发与其适配的专用测试夹具，编写配套的测试程序、标准等，详述如下。

步骤S11，获取核电站中被测电路板件的网络连接图和测点位置，根据该被测电路板件的网络连接图和测点位置生成测试方案。

本实施例中，根据被测电路板件样品、技术规格书、原厂提供的技术资料等确定该被测电路板件的网络连接图、专用测试夹具以及该被测电路板件需要测试的测试位置。通常情况下，被测电路板件中各电子元器件所在位置都为测点位置。

本实施例中，将网络连接图导入电路板件诊断(Module In-circuit Diagnosis，MID)程序，生成测试被测电路板件的测试方案，该测试方案包括测试该被测电路板件中电子元器件的测试参数流程和该整块被测电路板件的测试参数流程。

步骤S12，根据生成的测试方案在线获取被测电路板件的工作性能参数及该被测电路板件中电子元器件的特征参数。

本实施例根据生成的测试方案包含的各个参数测试流程，对被测电路板件的各个元器件以及该被测电路板件本身进行仿真测试，获取该被测电路板件在正常状态下各个电子元器件以及该被测电路板件本身应具有的参数。

在本实施例中，可对整块被测电路板件进行测试，以获取该被测电路板件的工作性能参数，包括获取该被测电路板件的电子噪声信号、电路工作点电压等工作性能参数。通过定期在线获取被测电路板件的工作性能参数，可掌握该被测电路板件的整体性能状况。

本实施例中，除了获取整块被测电路板件的工作性能参数外，还需要获取被测电路板件中各个电子元器件的特征参数，以提高该电路板件检测的可靠性。采用核电站的MID***，不需要从被测电路板件上拆下该被测电路板件的电子元器件也能获取相应电子元器件的特征参数，如电阻值、电容值等。该MID***可同时测试5184个测点，每个测点和管脚都可以进行逻辑电平的编程测试，编辑范围在-3.5V和5V之间，测试频率可以选择6M、12M和20M等，通过在线测试获取电路板件的电子元器件电阻、电容等相应特征参数。

步骤S13，将该在线获取的被测电路板件的工作性能参数及该被测电路板件中电子元器件的特征参数分别与预先获取的板件的合格性能参数及板件中电子元器件的合格参数比较，以判断该被测电路板件及元器件性能是否优良。

其中，将该在线获取的被测电路板件的工作性能参数及该被测电路板件中电子元器件的特征参数分别与预先获取的板件的合格性能参数及板件中电子元器件的合格参数比较，以判断该被测电路板件及元器件性能是否优良的步骤具体为：

根据被测电路板件的电路原理图和该被测电路板件中电子元器件的参数获取板件的合格性能参数、板件中电子元器件的合格参数以及合格性能参数的上下限、板件中电子元器件的合格参数的上下限；

将在线获取的被测电路板件的工作性能参数及该被测电路板件中电子元器件的特征参数分别与板件的合格性能参数及板件中电子元器件的合格参数比较，若在线获取的工作性能参数在合格性能参数上下限范围内且在线获取的特征参数在合格参数的上下限范围内，则判定该被测电路板件为优良板件，否则，判定该被测电路板件不是优良板件。

本实施例中，根据电路板件厂家提供的技术参数表及精度要求，确定电路板件的合格参数上下限值，若获取的测量参数超过合格参数限值，则判定该被测电路板件不合格。通过对多个性能良好电路板件进行多次测量，确定电路板件的参数合格范围，同时通过加电测试，确定电路板件静态工作电压值及范围。

本发明第一实施例中，在线获取核电站中被测电路板件的工作性能参数及该被测电路板件中电子元器件的特征参数，并将该在线获取的被测电路板件的工作性能参数及该被测电路板件中电子元器件的特征参数分别与预先获取的板件的合格性能参数及板件中电子元器件的合格参数比较，以判断该被测电路板件及元器件性能是否优良。由于本发明实施例是通过在线获取核电站中被测电路板件的工作性能参数及该被测电路板件中电子元器件的特征参数，因此不需拆下该被测电仪板件的元器件也能够获知该被测电仪板件的各项性能，从而能够判断该被测电仪板件的当前整体运行状态，根据该被测电仪板件的整体运行状态提前发现电仪板件和元器件的缺陷，降低由于电仪板件失效带来的跳机跳堆风险。

实施例二：

图2示出了本发明第二实施例提供的核电站电路板件检测方法的流程，在本发明实施例中，主要详述实施例一的步骤S12，具体如下：

步骤S21，获取核电站中被测电路板件的网络连接图和测点位置，根据该被测电路板件的网络连接图和测点位置生成测试方案。

本实施例的步骤S21与实施例一的步骤S11相同，此处不再赘述。

步骤S22，获取被测电路板件中电子元器件的特征参数，该被测电路板件中电子元器件的特征参数包括电阻的电阻值、电位器的电阻值、电容的电容值、普通二极管的电压、普通二极管的电阻、普通二极管的结电容、稳压二极管的稳压值、稳压二极管的电阻、稳压二极管的结电容、三极管的导通电压、三极管的放大倍数、三极管的电阻、三极管的结电容、三极管的截止电流、三极管的开关时间、运算放大器的噪声信号、放大器的放大倍数、放大器的对地电阻、放大器的对地电容、放大器的临界失真频率、放大器的输出电压转换速率、输入失调电压、放大器的输入端漏电流。

本实施例中，采用与被测电路板件相符的测试夹具检测被测电路板件中各个电子元器件的性能，以获取各个电子元器件的性能对应的特征参数以及判断各电子元器件与被测电路板件的连接情况，比如判断各电子元器件是否有空焊、虚焊的情况。其中，电子元器件的测试项目和方法详见表1：

表1：

在表1中，(1)检测被测电路板件中的电阻，获取该电阻两端的电阻值；(2)检测被测电路板件中的电位器，获取该电位器不同管脚间的电阻值，比如获取电位器的1到3端的电阻值以及获取该电位器的2到3端的电阻值；(3)检测被测电路板件中的电容，获取该电容两端的电容值，其中，对于铝电解电容的电容值采用125Hz的测试频率测量；(4)检测被测电路板件中的普通二极管，获取该普通二极管的正向电压值、正向电阻值、反向电阻值、正向电容值、反向电容值，其中，对于普通二极管的正向电容值和反向电容值采用8192Hz的测试频率测量；(5)检测被测电路板件中的稳压二极管(也称为齐纳二极管)，获取该稳压二极管的稳压值、正向电阻值、反向电阻值、正向电容值、反向电容值、动态电阻值，其中，对于稳压二极管的正向电容值和反向电容值采用128Hz的测试频率获取；(6)检测被测电路板件的三极管，获取该三极管基极和发射极(BE)之间的导通电压值、基极和集电极(BC)之间的导通电压值、放大倍数、正向电阻值、反向电阻值、正向电容值、反向电容值、截止电流、开关时间以及获取集电极和发射极之间的饱和电压曲线，其中，对于三极管的正向电容值和反向电容值采用8192Hz的测试频率测量；(7)检测被测电路板件的运算放大器，在运算放大器的正向输入管脚和反向输入管脚之间加入一个波形为正弦波的输入信号，然后在输出端测量输出信号的频率，并对波形进行均匀间隔采样，以获取该运算放大器的频率响应特性、闭环放大倍数等，同时测量运算放大器对地电阻值、对地电容值、临界失真频率、输出电压转换速率、输入失调电压、输入端漏电流，其中，对于运算放大器的对地电阻值和对地电容值采用8192Hz的测试频率测量；(8)检测被测电路板件的电感，获取该电感的电感值。当然，若被测电仪板件仍有其他电子元器件，则获取该其他电子元器件的测试参数，此处不作限定。

进一步地，在检测被测电路板件的频率、电压、电流、电阻的电阻值、电容的电容值、电感的电感值、时，可根据频率所在范围、电压所在范围、电流所在范围、电阻值所在范围、电容值所在范围、电感值所在范围选择测试频率、电压、电流、电阻值、电容值、电感值的测试方式。当然，测试方式不同，获取的测试参数的精度也不同，具体的测试方式以及测试方式对应的精度如表2所示。

表2：

本实施例中，采用两线或四线或六线精确测量被测电路板件的电阻值、电容值、电感值时，若测量精密电阻时，可采用四线或六线方式获取的电阻值，其精度高于采用两线制测量方式。

在本实施例中，若电容为并联关系，则并联电容的电容值可通过最大值电容测试获取。

步骤S23，对被测电路板件上电，以获取整块被测电路板件的工作性能参数，该整块被测电路板件的工作性能参数包括该整块被测电路板件的电路工作点电压、管脚对地电容、管脚对地电阻、输出噪声信号。

本实施例中，对整块被测电路板件加电，检测该整块被测电路板件是否存在开、短路情况，再检测该整块被测电路板件的工作点电压、各个电子元器件的实际工作电压，检测该整块被测电路板件的管脚对地电容、管脚对地电阻、输出噪声信号，以及检测该整块被测电路板件的电压调节器等电压转换器件的功能等。

其中，检测整块被测电路板件的输出噪声信号的步骤具体为：A1、在被测电路板件加电之前，将被测电路板件的输入信号管脚接地，并连续多次测试输出信号管脚的输出信号，比如连续但不限于20次测试输出信号管脚的输出信号；A2、在被测电路板件加电之后，使该被测电路板件的输入管脚接地，再测量该被测电路板件的输出管脚的输出电压，比如每1ms测量一次，共测量20次；A3、比较步骤A1和A2获取的测量值，获取整块被测电路板件的输出噪声。本实施例中，将获取的输出电压的幅值、频率与预先获取的标准电压的幅值、频率比较，获取该被测电路板件的输出噪声，根据输出噪声信号幅值和频率判断放大电路中三极管或运算放大器是否故障。当然，测量输出管脚的电压的时间、次数可根据实际情况进行更改，此处不作限定。

作为本发明一优选实施例，除了获取该整块被测电路板件的工作点电压、管脚对地电容、管脚对地电阻、输出噪声之外，还获取被测电路板件的接插件的接触电阻、保险的电阻等，以确定接插件或保险是否存在老化或接触不良现象。具体的测试项目如表3所示：

表3：

本实施例的步骤S24与实施例的步骤S13相同，此处不再赘述。

在本发明第二实施例中，从当前在运核电站的仪表控制***着手，运用开路测试、短路测试、电阻测试、电容测试、二极管测试、三极管测试、场效应管测试、IC管脚测试等分离电子元器件测试方法，以及非向量测试、数字测试、边界扫描测试、模拟加电测试和数模混合测试等方法来获取该被测电路板件中各个电子元器件的详细的具体的测试参数，以及整块被测电路板件的详细测试参数，根据获取的各个详细的具体的测试参数能够判断该被测电路板件中各个电子元器件以及该被测电路板件本身的当前全面的性能状况，提早发现被测电路板件的缺陷，比如根据获取的各个测试参数判断出某个电子元器件是否发生故障，发生故障的电子元器件处于被测电路板件的哪个位置等，从而能够快速处理发生故障的被测电路板件。

实施例三：

图3示出了本发明第三实施例提供的核电站电路板件检测方法的流程，本实施例主要在实施例二的基础上增加了步骤S32，详述如下：

步骤S31，获取核电站中被测电路板件的网络连接图和测点位置，根据该被测电路板件的网络连接图和测点位置生成测试方案。

本实施例的步骤S31与实施例二的步骤S21相同，此处不再赘述。

步骤S32，对被测电路板件的电子元器件进行电气隔离。

本实施例中，在检测被测电路板件的各个电子元器件的测试参数之前，根据原电子电路设计特点，当被测部件周围的电路对测试存在影响时，需要为了防止将不同的电势转移到其他电子元器件，需要对被测的电子元器件进行电气隔离，以保障电子元器件的测试参数更准确，提高检测结果的可靠性。

例如，本实施例中，采用核电站的MID***的Agilent 3070 In-Circuit TestSymstem实现对被测电路板件上电子元器件的电气隔离，使经过电气隔离后所获取的测试数据更精密。

其中，本实施例的步骤S33～步骤S35与实施例二的步骤S22～步骤S24相同，此处不再赘述。

实施例四：

在检测被测电路的性能过程中，被测电路板件电压对比测试是非常重要的一个测试环节。通过对被测电路板件上电后，测量被测电路板件上各个工作点电压，并将测量获取的工作点电压与功能完好的新板件的工作点电压进行对比，从而识别存在问题的电路及故障部件。

为了更清楚地说明检测被测电路板件的过程，下面以检测被测电路板件的运算放大器为例，具体的电路连接图如图4所示。

图4中的运算放大器A2是***的输入单元，其功能是将输入的1-5V信号转换成-4-0V信号输出，下面仅以测量R33和R34两端电压举例说明，其余电压计算及对比方法与此类似。

其中，根据下面表4和表5的内容可以看出，根据测试方案生成的仿真参数与理论参数相差很小，因此可使用该测试方案生成被测电路板件的合格参数。

表4：

表5：

其中表4和表5的理论参数是根据电路原理手工计算得出，仿真参数是仿真工程师根据仿真软件计算。

在检测被测电路板件的过程中，首先令J3N＝0.5V，不调节滑动变阻器P21；再令J2V分别取1V，2V，3V，4V和5V，然后将被测电路板件的实际测试参数与仿真参数相比较，得出板件是否合格结论

本发明实施例的实施例一、实施例二、实施例三、实施例四都是统一的整体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.核电站电路板件检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据生成的测试方案在线获取被测电路板件的工作性能参数及所述被测电路板件中电子元器件的特性参数的步骤具体为：

根据生成的测试方案在线获取被测电路板件中电子元器件的特征参数，所述被测电路板件中电子元器件的特征参数包括电阻的电阻值、电位器的电阻值、电容的电容值、普通二极管的电压、普通二极管的电阻、普通二极管的结电容、稳压二极管的稳压值、稳压二极管的电阻、稳压二极管的结电容、三极管的导通电压、三极管的放大倍数、三极管的电阻、三极管的结电容、三极管的截止电流、三极管的开关时间、运算放大器的噪声信号、放大器的放大倍数、放大器的对地电阻、放大器的对地电容、放大器的临界失真频率、放大器的输出电压转换速率、输入失调电压、放大器的输入端漏电流；

对被测电路板件上电，以获取整块被测电路板件的工作性能参数，所述整块被测电路板件的工作性能参数包括所述整块被测电路板件的电路工作点电压、管脚对地电容、管脚对地电阻、输出噪声信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

采用两线测试、四线测试、六线测试的至少一种获取被测电路板件的电阻值、电容值、电感值、频率、电压、电流值。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，获取整块被测电路板件的输出噪声信号的步骤具体为：

在被测电路板件加电之后，使所述被测电路板件的输入管脚接地，再每1ms测量一次输出电压，共测量20次所述被测电路板件的输出管脚的输出电压；

将获取的输出电压的幅值、频率与预先获取的标准电压的幅值、频率比较，获取所述被测电路板件的输出噪声。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还获取被测电路板件的接插件的接触电阻值、保险的电阻值。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据生成的测试方案在线获取被测电路板件的工作性能参数及所述被测电路板件中电子元器件的特征参数的步骤之前，进一步包括下述步骤：

对被测电路板件的电子元器件进行电气隔离处理。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取核电站中被测电路板件的网络连接图和测点位置，根据所述被测电路板件的网络连接图和测点位置生成测试方案的步骤具体为：

根据核电站中被测电路板件的结构获取所述被测电路板件的网络连接图、测点位置，根据所述被测电路板件的网络连接图、测点位置以及电子元器件的参数表、所述被测电路板件的电路工作原理生成测试方案。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述在线获取的被测电路板件的工作性能参数及所述被测电路板件中电子元器件的特征参数分别与预先获取的板件的合格性能参数及板件中电子元器件的合格参数比较，以判断所述被测电路板件及元器件性能是否优良的步骤具体为：

根据被测电路板件的电路原理图和所述被测电路板件中电子元器件的参数获取板件的合格性能参数、板件中电子元器件的合格参数以及合格性能参数的上下限、板件中电子元器件的合格参数的上下限；

将在线获取的被测电路板件的工作性能参数及所述被测电路板件中电子元器件的特征参数分别与板件的合格性能参数及板件中电子元器件的合格参数比较，若在线获取的工作性能参数在合格性能参数上下限范围内且在线获取的特征参数在合格参数的上下限范围内，则判定所述被测电路板件为优良板件，否则，判定所述被测电路板件不是优良板件。