核電站電氣貫穿件安裝后電氣性能試驗方法研究

陳海峰

（中國核工業二三建設有限公司，廣東 深圳 518100）

核電廠電氣貫穿件是供各類導體貫穿安全殼的專用電氣設備，是安全殼壓力邊界的組成部分，即使在各種事故工況（包括失水、地震）下，仍能維持設備自身的電氣連續性以及安全殼壓力邊界的完整性。電氣貫穿件現場安裝完成后，應進行氣密性試驗和電氣性能試驗，以驗證電氣貫穿件的密封性能和電氣性能合格。

根據《核電廠安全殼電氣貫穿件》GB/T13538-2017要求，電氣貫穿件安裝完成后，進行的電氣試驗有介電強度、絕緣電阻、連續性。

核電廠電氣貫穿件包括中壓電氣貫穿件和低壓電氣貫穿件，其中低壓電氣貫穿件包含低壓動力電氣貫穿件、低壓控制和儀表電氣貫穿件、低壓測量電氣貫穿件（含同軸電氣貫穿件），分別由中壓導體組件、低壓動力/儀表/控制導體組件、同軸導體組件實現不同類型電氣貫穿件的功能。在進行電氣性能試驗時，需要根據導體組件存在單芯、多芯、同軸導體組件的特點，設計不同的電氣性能試驗方法，確保電氣貫穿件電氣性能符合要求，提高試驗效率。

1 電氣貫穿件導體組件的組成

電氣貫穿件所有的電氣性能均通過導體組件來實現，低壓電氣貫穿件導體組件的組成如表1所示。

中壓電氣貫穿件由三根中壓導體組件和一根接地導體組件組成，中壓電氣貫穿件導體組件的規格如表2所示。

從電氣貫穿件導體組件的結構組成可以看出，導體組件的芯線有單芯、多芯和同軸導體組件，在電氣性能試驗時，應根據導體組件的特點采取適當的試驗方法。

表1 低壓貫穿件導體組件組成

表2 中壓貫穿件導體組件組成

2 電氣性能試驗技術要求

2．1 介電強度試驗

（1）中壓電氣貫穿件，在每根導體和其余導體與接地導體之間施加50Hz、27kV的工頻交流電壓，在1分鐘之內不得出現閃絡或擊穿。

（2）低壓動力、控制、儀表、同軸電氣貫穿件，在每一導體組件的每一饋通導體與其余導體和地之間施加50Hz、2kV工頻交流試驗電壓，在1分鐘內不得出現閃絡或擊穿。

（3）同軸電氣貫穿件需要在內導體與屏蔽層之間施加50Hz、2.5kV工頻交流試驗電壓，泄漏電流報警限定值為10mA，在1分鐘內不得出現閃絡或擊穿；屏蔽層與地之間施加50Hz、0.5kV工頻交流試驗電壓,在1分鐘內不得出現閃絡或擊穿。

2．2 絕緣電阻試驗

（1）中壓動力電氣貫穿件絕緣要求，在每根導體與接地導體之間施加DC2000V測試電壓時，絕緣電阻大于108歐姆。

（2）低壓動力、控制和常規儀表電氣貫穿件絕緣要求，在每根導體組件的每一饋通導體與其余導體和地之間施加DC500V測試電壓時，絕緣電阻值應大于107歐姆。

（3）低壓同軸電氣貫穿件絕緣要求，在同軸電氣貫穿件內導體與屏蔽層間施加DC500V測試電壓時，絕緣電阻值大于1011歐姆；在屏蔽層與地之間施加DC500V測試電壓時，屏蔽層與地之間的絕緣電阻大于105歐姆。

2．3 導體連續性試驗

所有電氣貫穿件的每一饋通導體應與接線端子或線鼻子、導體連接器可靠連接，同一饋通導體殼內、殼外一一對應，即同一饋通導體在電氣貫穿件兩端標識一致并與接線端子的分布位置相對應。

3 試驗方法

3．1 介電強度試驗

設備在現場安裝完畢且氣密性試驗合格后方能進行電氣性能試驗。電氣貫穿件介電強度試驗按如下方法接線。

（1）多芯導體組件接線。檢測前將被測導體與絕緣電阻檢測儀表的高壓正極連通，多芯導體組件上的其余導體線芯和金屬外殼短接作為輔助電極接絕緣電阻檢測儀表高壓負極，接線如圖1所示。

圖1 多芯導體組件接線示意圖

（2）單芯導體組件接線。檢測前將單芯導體與絕緣電阻檢測儀器的高壓正極連通，把金屬外殼作為輔助電極接檢測儀器高壓負極。

圖2 單芯導體組件接線示意圖

（3）同軸電氣貫穿件接線：若對同軸導體的線芯與屏蔽層間進行絕緣電阻測試，應分別在其線芯與屏蔽層間（線芯接檢測儀器的高壓正極、屏蔽層接高壓負極），屏蔽層與導體保護套管間（屏蔽層檢測儀器的高壓正極，外殼接儀器的高壓負極）分別施加檢驗電壓，接線時可參照下圖所示方法進行接線。

圖3 同軸導體組件接線示意圖

被檢導體在施加規定的檢驗電壓、泄漏電流報警值設定為10mA和持續時間1min內無任何擊穿、閃絡現象，則可認為該導體通過介電強度檢測。該次檢驗結束后應詳細記錄測量結果，對檢測完畢的芯線進行標記和隔離。

3．2 絕緣電阻試驗

在介電強度檢測完畢并待被檢導體溫度穩定后方能進行絕緣電阻檢測，電纜接線方法與介電強度試驗的接線方法基本相同，對于單芯導體組件和同軸導體組件，為了消除表面泄漏電流的影響和提高檢測的準確度，在導體上還應按照圖2所示連接好輔助極。

在高壓正極與負極端施加規定的檢測電壓，直至測量值達到穩定后讀數。檢測并記錄實際測試電壓和絕緣電阻值后停止檢測并進行放電后標記隔離。

3．3 導體連續性試驗

導體連續性試驗在絕緣電阻檢測后進行，實驗內容包括電氣貫穿件兩端相同編號導體是否對應、是否連通。具體實驗方法如下：接線：檢測開始前必須對導體組件兩側的永久性線芯編號進行一致性檢查，把在電氣貫穿件的任意兩根待測線芯一邊短接后與另外一邊對該兩根線芯進行測量；或者采取把待測導體一端與外殼連接，使得該待測導體的另一端與外殼作為一個連續體來進行測量。將數字式萬用表調至蜂鳴器通斷檢測檔，并將正、負極表筆與待測導體和外殼可靠連通。若蜂鳴器持續響，則該檢測導體滿足導體連續性及分配性要求，停止檢測并記錄檢測結果后標記隔離。

4 結語

通過對電氣貫穿件導體組件的組成結構進行統計，根據導體組件存在多芯、單芯、同軸導體的特點，分別按照不同的電氣性能試驗方法，根據電氣貫穿件的電氣技術要求，對電氣貫穿件分別進行了介電強度、絕緣電阻、導體連續性測試，共完成核電廠安全殼上79個電氣貫穿件的測試，通過對測試結果的分析，對不符合要求的情況進行了處理，保證了所有電氣貫穿件的電氣性能滿足技術要求，可以投入運行使用。