CN105427927A - 一种堆外核测量***双地分离的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核技术领域，提供一种堆外核测量***双地分离的方法，实现核探测器信号地和保护地分离。本发明方法采用双层屏蔽同轴电缆传输核探测器信号，采用具有两层绝缘屏蔽层的同轴电缆代替常规的单层屏蔽电缆作为信号传输电缆，有效解决了堆外核测量***信号传输过程中容易受到电磁干扰的难题，提高了***的可靠性。同时，该方法也可用于其它需要采用同轴电缆传输弱信号的场合。

Description

一种堆外核测量***双地分离的方法
技术领域
本发明涉及核技术领域，特别涉及一种堆外核测量***双地分离的方法，实现核探测器信号地和保护地分离。
背景技术
堆外核测量***主要用于反应堆从停堆到200%满功率运行时反应堆周围的中子注量率监测。通过在反应堆压力容器周围设置一系列的中子探测装置来测量中子注量率，连续监测反应堆功率、功率水平的变化及反应堆轴向功率偏差，并将相关测量数据和报警信号传递给RPS及其它***。堆外核测量***使用的探测器包括涂硼正比计数管、γ补偿电离室、多节电离室等三种中子探测器。由于探测器位于核电站安全壳内，反应堆运行时，该区域辐射剂量率远高于人员可接受的范围，无法直接进行检修和维护，因此通常的做法是将探测器产生的弱信号利用同轴电缆输出至安全壳外辐射剂量率较低的区域后再进行放大处理。这样做的优点在于电子学***位于安全壳外，方便随时巡查、检修。同时，由于探测器多为无机材料构成，与电子学设备分离后，可以在更广的温度范围下工作。但是，由于核辐射探测器产生的多为弱信号，远距离传输时，很容易受到外界电磁环境的干扰。目前核测量***信号传输基本上是靠同轴电缆芯线传输电压、电流信号等，电缆屏蔽网作为信号的参考地回路。这样就将电缆外层作为信号地，当探测器端采用的是不锈钢外壳的铠装同轴电缆，信号地更是直接暴露在大气环境中，与安全壳内其它金属部件直接接触，这些金属部件在电子学上属于机壳保护地，因此就造成了信号地、保护地混接的现象，由机壳流向安全地的干扰电流将流入探测器的信号地，对测量造成严重干扰。虽然目前一些用户采用高温胶带对铠装电缆外层进行了包裹，但电磁干扰不仅通过直接接触干扰使用设备，同时还可通过传导干扰设备，如一些大型电器设备在启、停阶段均会发出较强的电磁波，这些电磁波会在探测器与电子学器件之间连接的同轴电缆外层感生出大量的干扰电荷信号，如果这些电荷不能被迅速导走，将使参考电位发生变化，干扰电子学测量结果。而核测量的探测器与信号处理机柜距离都在上百米以上，电缆沿途经过的路径上有很多大型电机、电磁阀等强电磁干扰源，以及各种电线、电缆，如果电缆走线不当，或有大型电机启动时，测量结果极易受到干扰，甚至会导致反应堆降功率甚至停机等恶性后果。因此，如何减弱或消除外界对核测量信号的电磁干扰，一直是核电运行业的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题与不足，提供一种堆外核测量***双地分离的方法，有效解决了堆外核测量***信号传输过程中容易受到电磁干扰的难题，提高了***的可靠性。同时，该方法也可用于其它需要采用同轴电缆传输弱信号的场合。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案。
一种堆外核测量***双地分离的方法，采用双层屏蔽同轴电缆传输核探测器信号，即采用具有两层绝缘屏蔽层的同轴电缆代替常规的单层屏蔽电缆作为信号传输电缆，该方法包括以下步骤：
（1）在探测器端，将探测器外壳作为信号地，与双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层连接，将探测器***的承载体金属壳体作为保护地，与双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层连接，同时保证探测器和承载体金属壳体之间电气绝缘；
（2）在信号处理装置端，将双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层与信号处理装置电路板中的信号地连接，将双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层与机箱、机柜的金属壳体连接，同时使信号处理装置电路板的信号地与机箱独立接地或单点连接后接地。
在上述技术方案中，探测器***的承载体金属壳体及信号处理装置端的机箱、机柜均与电厂外设的接地线连接，在电缆贯穿电厂安全壳的电气贯穿件时，双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层与电气贯穿件的金属壳体连接。
在上述技术方案中，贯穿电厂安全壳的电气贯穿件时，可采用双层屏蔽的铠装电缆，此时，电缆最外层的不锈钢外壳可直接与电气贯穿件金属箱体、电气贯穿件金属耐压体采用金属卡套连接，该连接方式可简化同轴铠装电缆贯穿电气贯穿件时的复杂结构，提高电缆与贯穿件之间的密封性能。
而常规的贯穿电厂安全壳的电气贯穿件时采用单层铠装电缆，电缆外层和贯穿件之间需要有绝缘材料，结构复杂。
在上述技术方案中，所述双层屏蔽同轴电缆为金属铠装形式，或是有机绝缘形式，还可以是在单层同轴电缆外添加绝缘层，添加的绝缘层采用金属导管、金属带、或金属网的形式。
在上述技术方案中，为了方便采用市售的单同轴连接器，所述电缆外层屏蔽层与机箱金属壳体的连接可以是将外层屏蔽层剥离电缆端面一段距离，使外层屏蔽层与内层屏蔽层距离较远后，再在外层屏蔽层上采用卡套或夹具连接一导线，导线另一端与机箱金属壳体采用接线柱、螺纹孔的方式连接，导线另一端或采用金属搭扣与机箱金属壳体连接。
在上述技术方案中，所述电缆外层屏蔽层与机箱金属壳体的连接也可以采用与双同轴电缆匹配的双同轴连接器连接，此时在探测器***的承载体上增设一双同轴连接器转接座，探测器与转接座之间仅采用单同轴电缆，将转接座金属壳体与承载体连接，以确保探测器壳体与承载体之间电气绝缘。
本发明提供的一种堆外核测量***双地分离的方法，可有效解决堆外核测量***探测器输出的弱信号在向外传输时，由于电缆信号地受到外界电磁干扰而使测量结果失真的难题，提高弱信号远距离传输时的抗干扰能力。采用本方法后，探测器与信号处理机箱之间的电缆受外界的干扰将大幅度减小，敷设路径更容易选择。电缆敷设时，尤其是不锈钢外壳的铠装电缆敷设时，可以不用在电缆外缠绕耐高温绝缘胶带。同时，由于电缆外层屏蔽层与信号地之间是电气绝缘的，因此敷设时外层屏蔽层裸露金属部分不用刻意规避厂房内的其它金属物体。另外，本方法也可适用于其它需要采用同轴电缆进行远距离传输信号的设备，或原先无法敷设弱信号电缆的场合。
附图说明
图1为本发明中探测器端采用双层屏蔽同轴电缆实现双地分离的一种实施例。
图2为本发明中信号处理装置端采用双层屏蔽同轴电缆实现双地分离的一种实施例。
图3为本发明中电气贯穿件采用双层屏蔽同轴电缆贯穿的一种实施例。
图4为本发明中整个探测***各部件电气连接的一种实施例。
其中：1．承载体，2．中子慢化材料，3．探测器，4．双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层，5．绝缘层，6．金属固定套，7．双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层，8．双层屏蔽同轴电缆绝缘外壳，9．金属接地套，10．接地导线，11．金属连接器，12．固定螺钉，13．绝缘套，14．绝缘垫，15．接地柱，16．电缆屏蔽筒，17．双层屏蔽同轴电缆芯线，18．信号输入端，19．电路板，20．信号地，21．机箱金属外壳，22．铠装双层屏蔽同轴电缆不锈钢外壳，23．金属卡套，24．墙体，25．电气贯穿件金属箱体，26．电气贯穿件金属耐压体。
具体实施方式
下面将结合实施案例参照附图进行详细说明，以便对本发明的目的，特征及优点进行更深入的理解。
本发明一种堆外核测量***双地分离的方法，采用双层屏蔽同轴电缆传输核探测器信号，采用具有两层绝缘屏蔽层的同轴电缆代替常规的单层屏蔽电缆作为信号传输电缆，在探测器端，将探测器外壳作为信号地，与双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层连接，将探测器***的承载体金属壳体作为保护地，与双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层连接，同时保证探测器和承载体金属壳体之间电气绝缘；在信号处理装置端，将双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层与信号处理装置电路板中的信号地连接，将双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层与机箱、机柜的金属壳体连接，同时使信号处理装置电路板的信号地与机箱独立接地或单点连接后接地。
如图1所示，为本发明中探测器和承载体之间连接方式的一种实施例。其中，有机材料的中子慢化材料2将探测器3和承载体1绝缘隔离，双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层4和外屏蔽层7之间由绝缘层5绝缘隔离，内屏蔽层4和探测器3的金属外壳连通。双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层7和承载体1金属壳体之间通过金属固定套6连接。该方法的优点是在传统的同轴电缆的金属屏蔽层外层增加了经过绝缘层绝缘后的金属屏蔽层，该屏蔽层和承载体金属外壳一起保护了作为信号地的探测器外壳，避免信号地直接暴露在电磁环境中。
如图2所示，为本发明中双层屏蔽同轴电缆和机箱之间连接方式的一种实施例。其中，双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层通过金属接地套9与接地导线10连接后，由接地柱15与机箱金属外壳21连接，确保电缆外屏蔽层与机械金属外壳为同一个接地面，同时，双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层与金属连接器11绝缘，而双屏蔽同轴电缆内屏蔽层与金属连接器11相连。为了防止电缆内屏蔽层通过连接器与机箱外壳导通，金属连接器11与机械金属外壳21之间通过绝缘垫14以及固定螺钉周围的绝缘套13绝缘隔离。与电路板上的信号输入端18连接的双层屏蔽同轴电缆芯线17外有与金属连接器11相连的电缆屏蔽筒16，电缆屏蔽筒16与电路板中的信号地20相连，从而使双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层和信号地20形成一个接地面，并且该接地面与机箱金属外壳之间相互绝缘。
如图3所示，为本发明中双层屏蔽同轴电缆和电气贯穿件之间连接方式的一种实施例。为了达到机壳保护地和信号地分离的目的，穿过电气贯穿件的电缆采用有不锈钢外壳的铠装双层屏蔽同轴电缆，该电缆最外层的不锈钢外壳22与电气贯穿件金属耐压体26之间通过金属卡套23连接。
如图4所示，为本发明中堆外核测量***各部分接地方式的一种实施例。其中，承载体1、双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层7、电气贯穿件金属箱体25、电气贯穿件金属耐压体26和机箱金属外壳21相互导通，组成***的保护地，从承载体1金属外壳、电气贯穿件金属箱体25和机箱金属外壳21等位置分别通过厂方的接地线接入大地，为多点接地。而探测器3外壳通过双层屏蔽电缆内屏蔽层4与电路板上的信号地20连接后，由机箱端接入大地，为单点接地。在具体实施时，也可将机箱金属外壳21与装载机箱的金属机柜连通后接入大地。

Claims (6)

1.一种堆外核测量***双地分离的方法，采用双层屏蔽同轴电缆传输核探测器信号，即采用具有两层绝缘屏蔽层的同轴电缆代替常规的单层屏蔽电缆作为信号传输电缆，该方法包括以下步骤：
（1）在探测器端，将探测器外壳作为信号地，与双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层连接，将探测器***的承载体金属壳体作为保护地，与双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层连接，同时保证探测器和承载体金属壳体之间电气绝缘；
（2）在信号处理装置端，将双层屏蔽同轴电缆内屏蔽层与信号处理装置电路板中的信号地连接，将双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层与机箱、机柜的金属壳体连接，同时使信号处理装置电路板的信号地与机箱独立接地或单点连接后接地。
2.根据权利要求1所述的堆外核测量***双地分离的方法，其特征在于：探测器***的承载体金属壳体及信号处理装置端的机箱、机柜均与电厂外设的接地线连接，在电缆贯穿电厂安全壳的电气贯穿件时，双层屏蔽同轴电缆外屏蔽层与电气贯穿件的金属壳体连接。
3.根据权利要求2所述的堆外核测量***双地分离的方法，其特征在于：在贯穿电厂安全壳的电气贯穿件时，采用双层屏蔽的铠装电缆，电缆最外层的不锈钢外壳直接与电气贯穿件金属箱体、电气贯穿件金属耐压体采用金属卡套连接。
4.根据权利要求1所述的堆外核测量***双地分离的方法，其特征在于：所述双层屏蔽同轴电缆为金属铠装形式，或是有机绝缘形式，或是在单层同轴电缆外添加绝缘层，添加的绝缘层采用金属导管、金属带、或金属网的形式。
5.根据权利要求1所述的堆外核测量***双地分离的方法，其特征在于：所述电缆外层屏蔽层与机箱金属壳体的连接是将外层屏蔽层剥离电缆端面一段距离，使外层屏蔽层与内层屏蔽层距离较远后，在外层屏蔽层上采用卡套或夹具连接一导线，导线另一端与机箱金属壳体采用接线柱、螺纹孔的方式连接，导线另一端也可采用金属搭扣与机箱金属壳体连接。
6.根据权利要求1所述的堆外核测量***双地分离的方法，其特征在于：所述电缆外层屏蔽层与机箱金属壳体的连接采用与双同轴电缆匹配的双同轴连接器连接，在探测器***的承载体上增设一双同轴连接器转接座，探测器与转接座之间仅采用单同轴电缆，将转接座金属壳体与承载体连接。
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