NBT20196.2-2023核空气和气体处理规范 试验规程 第 2 部分：气体处理系统的现场试验

核电厂安全重要电缆状态监测方法第6部分：绝缘电阻(IEC/IEEE62582-6:2019,Nuclearpowerplants-Inst2023-10-11发布2024-04-11实施国家能源局发布I 3 3 35通用说明 4 5 5 6 8 9 9 NB/T20421《核电厂安全重要电缆状态监测方法》分为6部分：——第1部分：总则； ——第3部分：断裂伸长率；——第4部分：氧化诱导技术； 第5部分：光时域反射：——第6部分：绝缘电阻。本部分为NB/T20421第6部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分由能源行业核电标准化技术委员会提出。本文件由中国核电发展中心归口。本文件起草单位：中国核电工程有限公司、华龙国际核电技术有限公司、苏州热工研究院有限公司、上海核工程研究设计院有限公司。本文件主要起草人：张楠、范遂、卢燕芸、刘爱芬、朱斌、李玉荣、顾燕春、李玉红、刘福瑞、刘3NB/T20421.6—2023核电厂安全重要电缆状态监测方法第6部分：绝缘电阻本部分规定了在模拟事故工况下采用绝缘电阻测量对有机和聚合材料的核电厂安全重要仪表和控制电缆进行状态监测的要求，该方法对于产生准确和可复现的结果是必需的。它包含了对测量系统和测量程序的要求，以及测量结果的报告。本文件适用于有机或聚合物材料结构的核电厂安全重要仪表和控制电缆的状态监测，其他电缆也可参考使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件，其最新版(包括所有的修改单)适用于本文件。JCGM100:2008测量不确定性表示指南3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。电容充电电流capacitivecharging对连接到测量仪器输入端的被测导电部件之间的绝缘形成的电容充电的电流。具有传导电流特定功能的一个部件。[GB/T2900.10-2013定义2.1]流过绝缘层的电流。在规定条件下，用绝缘材料隔开的两个导电元件之间的电阻。[GB/T2900.1-2008定义3.3.160]极化吸收电流polarizationabsorptioncurrent与介质内电荷积累速率成正比例的介质电流的分量。施加电压连接点之间在绝缘材料表面流动的电流。4缩略语4IR:绝缘电阻Is:表面泄漏电流Ii:绝缘漏电流Ip:极化吸收电流Ic:电容充电电流LOCA:冷却剂丧失事故Rmeas:用于测量总漏电流的电阻器的电阻5通用说明绝缘电阻测量是在模拟事故工况期间用于监测绝缘部件(主要是电缆绝缘)状态的一种与电缆的长度有关，应以Ω·m表示，即每米电缆长度的绝缘电阻(以Ω为单位)。量方式。交流电压主要用于测量电缆在其预期应用中的功能。附录A给出了利用直流电压测量绝缘电阻的范例。附录B给出了使用交流电压测量泄漏电流的指导原则。附录B中的测量配置建议仅用于功能测试，不作为用直流电压测量绝缘电阻的替代方法。施加直流电压后测量的总电流由Is,Ii,Ip和Ic组成。如果绝缘没有接地，则Is在预期的绝缘电阻值，Ip的影响很小。大多数绝缘材料，在开始施加电压的短时间的值偏大，所以应在施加电压后待总电流稳定后测定。对于大多数常见的绝缘材料而言，当在模拟事故工况下测量IR时，在施加电压后的3s内的Ic电流值可不予考虑，待总电流稳定后再进行测量。图1为LOCA事故前和事故后绝缘电阻测量随时间变化的示例。线芯对线芯 LOCA试验后10分钟 -LOCA试验后60分钟时间(s)5上图表示在LOCA试验后3秒内绝缘电阻稳定到100MQ以上。6适用性和复现性本文件仅限于在模拟事故工况下采用绝缘电阻测量来监测电缆状态的情况。绝缘体的温度对测量值有非常显著的影响。有时使用一种近似方法，温度每升高10℃,绝缘电阻值下降约一半。此外，模拟事故工况下的高湿度和高压力会导致绝缘体上的水汽凝结、渗透到绝缘体中，从而影响测量值。附录C中讨论了温度、蒸汽对绝缘电阻的影响。在模拟事故工况下，温度、水汽凝结和水汽渗透绝缘体的情况随时间演化。模拟事故功工况的测量值会由于电缆的初始状态以及模拟事故工况期间测量时机的选取不同而有显著差异。在试验过程中不施加电压会比施加电压对电缆的劣化状态影响更小。在NB/T20420等电缆鉴定标准中，要求在试验期间电缆加载额定电压和电流，试验期间需要采用特定技术满足绝缘电阻测量和模拟额定负载两方面的需求。如果可接受非连续测量方式，则需要确定测量间隔以找到具有所需不确定度的最低值。在本文件范围内，绝缘电阻测量目的是检测出低于100MQ·m的值。绝大多数应用环境中，如在模拟事故工况下，超过100MO·m的测量值可认为对典型低压电缆的功能没有显著影响。同轴、三同轴、双同轴和数据/通信电缆的鉴定型式试验应包括对电缆关键电气性能特性的充分测试，以便对特定应用的电缆兼容性进行适当的分析。这可能包括一些应用的绝缘电阻测试，但绝缘电阻值可能需高于100MQ·m才满足使用要求。7.1测量电压水平测量装置应能够提供足够的电压，以便能够在整个测量范围内保持规定的测量电压水平恒定，包括可接受的最低绝缘电阻值。7.2不确定度测量装置应校准到±10%以内的合成不确定度。不确定度的计算应根据JCGM100:2008。67.3校准测量装置应在电压和电流或电阻等被测量的量程范围内进行校准，以确保测量结果的准确性。8绝缘电阻测量程序所描述的测量程序可用于确定多芯电缆的单个导体的最低绝缘电阻。如果每个测量仪器仅测量一个导体或一组连接的导体，测量周期等同于在未通电样品上测量的测试时间。如果不是这种情况，并且使用一台仪器测量多个导体或多组导体，则测量程序必须包括切换的程序。对于通电样品的测量，见8.6.5。8.2模拟事故工况下跟踪绝缘电阻变化的要求为了在模拟事故工况的初始阶段捕捉快速变化的温度/湿度/压力对绝缘电阻的最大影响，应限制切换时间、稳定时间和测量时间，以便能够跟踪绝缘电阻的变化。测量程序应允许在模拟事故工况期间至少每7.5分钟连续读取绝缘电阻值。应记录模拟事故工况期间检测到的最低值。除了报告最低绝缘电阻值外，还应包括一个图表，显示模拟事故工况期间绝缘电阻随时间的变化。8.3测试样品测试样品(完整电缆或单根导线)的最小长度为3m。导线两端应密封。除非测试仅用于带密封的特定应用，当测试包含护套的完整电缆时，导体和护套之间不应有密封。接地面应与测试样品绝缘表面的所有部分接触，满足这种情况不需要额外防护。可以通过在测试样品包裹金属编织物作为接地面来实现。金属编织物的存在不应影响绝缘材料吸收水分或绝缘材料通过裂缝渗透水分的自有特性。8.4干扰在绝缘电阻测量期间，应断开试验舱中其他样品的交流电源，以避免串扰。8.5预处理在模拟事故工况开始之前，测试样品应稳定在与现场正常运行相对应的状态。8.6模拟事故工况动态阶段期间的绝缘电阻测量8.6.1测量设置附录A说明了使用直流电压测量绝缘电阻的典型设置。8.6.2测量电压源的连接和测量的开始将测试样品连接到用于绝缘电阻测量的直流电压源。电容充电电流对初始绝缘电阻值读取有很大影响。与初始值相比，总绝缘电阻值将快速78.6.3默认电压默认电压应为直流500V。应使用与绝缘电阻测量相同的测量装置测量和记录参考电压。核电厂中使用的绝缘材料通常可耐受直流500V测试。对于某些数据/通信电缆，直流500V会超过其绝缘的设计等级，这时可使用100V的直流电压测试，这种情况下绝缘电阻的电源的稳定程度使得由于电压的任何变化引起的电流变化相比于待测量的电流可忽略不计。8.6.4在模拟事故工况期间测试未通电样品的绝缘电阻值8.6.4.1每台测量仪器测试一个导体或一组连接的导体8.6.4.2使用一台仪器测量多个导体或一组导体8.6.4.2.1测量顺序在明确定义的测量间隔内对测量仪器指示的值进行采样。8.6.4.2.2去极化/断电可在交流过零处断开通电。将样品短路4.5s～5s,并开路0.5s～1s。8.6.4.2.3第一次测量循环在连接绝缘电阻测量电压源后，绝缘电阻的记录应在稳定时间t₁内开始。平均绝缘电阻值应保证1秒内进行记录。t₁应大于3s。8.6.4.2.4准备下一个测量循环测量后应断开电压源。应切换并连接到下一个导体或下一组导体。8.6.4.2.5一个完整循环的总结(1)短路4.5s～5s,并保持开路0.5s～1s;(2)断开电路；(3)连接直流电压源；(4)稳定t₁秒：(5)采样持续时间≥1s;(6)断开电路；(7)切换和连接。8.6.4.2.6在模拟事故工况稳定阶段期间的绝缘电阻值测量在模拟事故工况试验的稳定阶段，即在LOCA事故后，可以在绝缘电阻周期测量之置停止时间。完成一次完整循环的测量时间应始终相同。8.6.5在模拟事故期间确定通电样品的绝缘电阻值8.6.4中的描述假定在模拟事故期间样品未通电。如果在模拟事故情况下样品施加额定电压，或施加额定电压和额定电流(交流或直流，取决于其应用),仍建议在绝缘电阻测量8时应采用直流电压测量。在这种情况下至少每7.5min对通电样本进行一次断电，然后执行8.6.4的程序。间断应尽可能短，以便使样品通电时间最大，但t₁仍要达到至少3s。间可以延长到7.5min以上。仍应至少每7.5min进行一次。对于多芯电缆来说，如果为获得电缆的总体性能，将所有导体都连接到一起并且测试与地间的绝缘电阻的情况时，上面的建议仍然适用。在样品通电期间，应连续测量泄漏电流，以监测绝缘电阻测量周期内的短期变化情况。通电中的周期性中断必须考虑并补偿，以符合NB/T20420中的要求。样品的通电条件9测试报告b)历史记录(未老化，人工老化，自然老化及其组合);e)测量仪器，最近的校准日期和校准证书参考信息；g)测量导体线组的组合；i)样品制备(末端的处理，试验舱的贯穿件，试验舱内样品的长度);依据试验舱内样品的长度(m)乘以测量的绝缘电阻值(Ω)。应包括一个图表，显示绝缘k)用于绝缘电阻测量的默认电压并记录每个时刻的电压值；1)对通电样品进行测量的情况：显示绝缘电阻测量周期之间泄漏电流随时间变化的图m)测量装所在房间的环境条件(包括温度和相对湿度)记录。此外，在解释测量结果时与测量目的相关的任何其9(资料性)使用直流电源测量装置示意图图A.1给出了一种用直流电压源测量绝缘电阻的典型测量装置的示例，也可考虑使用其他类型的直流电源测量装置。图A.1使用直流电压源测量绝缘电阻的设置示意图(如果接地面靠近绝缘体，则不需要保护接地)绝缘电阻测量范围受Rmeas和数字万用表(DMM)的分辨率限制。测试电缆时，样品的绝缘电阻一般不超过100MQ。当使用10kQRmeas时，Umeas将为50mV。这可以使用5%位数字万用表在1kV测量范围内测量。该范围内的分辨率为10mV,1年期漂移范围是5mV。数字万用表，则可提高100MO的精度-分辨率到1000V范围内1mV。100MO时的总不确定度为±13%。这种不确定度计算仅涉及数字万用表。还应包括由分流电阻器温度依赖性等引起的额外不确定性。DMM的输入阻抗应高，和DMM输入的绝缘电阻均较高。(资料性)使用交流电压测量泄漏电流图B.1显示了使用交流电压源测量泄漏电流的典型设置。使用交流电源进行泄漏电流测量是通过给电缆通电来完成的，并且通常还为导体加载代表电缆设计的最高负载的电流。通过隔离放大器测量测试电压，并且通过分流电阻器上的电压降来测量泄漏电流。负载电流在单独的环路中产生，电流通过不同的分流器和隔离放大器或精密钳位电流表上的电压降来测量。当在单个导体上进行测量或在多芯电缆中环绕多个导体时，可以参考图B.1。当装载多个回路并通电时，应重复设置。UUU温度和蒸汽对绝缘电阻影响绝缘聚合物的电导率取决于温度，温度对绝缘电阻有很大影响，见图C.1。aa序列1℃扩展(序列1》图C.120℃~150℃温度区间绝缘电阻的影响气相(蒸汽)中水的电导率具有与空气类似的电性质(10mS/cm～15mS/cm)。这意味着蒸汽是一种绝缘体，当蒸汽凝结在表面的时候，导电性终于电缆的外表面。一些聚合物具有相当的吸湿性，并且随着时间的推移会受到水含量增加的影响。聚合物的温度和辐射老化(可能包括受到机械影响(振动，冲击))可能在绝缘体中诱发小裂缝，致使水分在模拟事故工况下渗透绝缘体，导致绝缘电阻降低。模拟事故工况下老化电缆的绝缘电阻测量结果示例图D.1展示了在LOCA试验中EPDM绝缘多芯电缆的绝缘电阻测量结果示例。每个导体分别单独对地测量。这些电缆在加速老化之前已经安装在核电厂不同环境条件下长达25年。@注1:1和2经历附加6年等效热和辐射老化的电缆。注2:3、4和5经历附加12年等效热和辐射老化的电缆。注3:6和7经历附加24年等效热老化的电缆。注5:电缆长度接近10m。图D.1在LOCA试验中导体和地/屏蔽之间的绝缘电阻测量结果示例每根导体的绝缘电阻测量程序按照本文件所述实施。电缆在LOCA模拟期间没有通电。LOCA试验开始时注入蒸汽。图D.2展示了在LOCA试验中导体-地和导体-导体之间绝缘电阻测量的示例。注3:温度。图D.2导体-地和导体-导体之间绝缘电阻测量的示例这个测试是在饱和蒸汽状态下实施的。在初始阶段实际温度斜率(140K/15s)比图中曲线所展示的斜率更加陡峭，因为这张图仅呈现了测量已经被实施之后的数据点。使用每小时大约9次的采样频率来收集测量点。高温峰值工况的持续时间大约40min。绝缘电阻测试的上限值为10°%。单芯-地测得的绝缘电阻比线芯-线芯测得的绝缘电阻值低，这是由于线-线之间为双层绝缘，而线-地之间仅隔一层绝缘。图D.3展示了带