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Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. This standard is developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009. This standard was proposed by the China National Nuclear Corporation. This standard is under the jurisdiction of the National Technical Committee on Nuclear Instruments of Standardization Administration of China (SAC/TC 30). Qualification procedure of electrical equipment important to safety for nuclear power plant 1 Scope This standard specifies the tasks, qualification categories and methods, qualification program elements and test implementation procedures for the initial qualification of electrical equipment important to safety for nuclear power plant and its interfaces. This standard is applicable to the initial qualification of electrical equipment important to safety for nuclear power plant, as well as the re-qualification after the equipment qualification is changed. This standard may be used for reference to the equipment qualification requiring only stability or structural integrity under seismic load. Note: This standard does not specify the test items, functionality to be monitored and acceptance criteria of specific equipment. 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. GB/T 2421.1-2008 Environmental testing for electric and electronic products - General and guidance GB/T 2423.1 Environmental testing for electric and electronic products - Part 2: Test methods - Tests A: Cold GB/T 2423.2 Environmental testing for electric and electronic products - Part 2: Test methods - Tests B: Dry heat GB/T 2423.3 Environmental testing - Part 2: Testing method - Test Cab: Damp heat, steady state GB/T 2423.4 Environmental testing for electric and electronic products - Part 2: Test method - Test Db: Damp heat, cyclic (12h+12h cycle) GB/T 2423.10 Environmental testing for electric and electronic products - Part 2: Tests methods - Test Fc: Vibration (sinusoidal) GB/T 2423.22 Environmental testing - Part 2: Tests methods - Test N: Change of temperature GB/T 11026.4 Electrical insulating materials - Thermal endurance properties - Part 4: Ageing ovens - Single-chamber ovens GB/T 12727 Qualification of safety class electrical equipment for nuclear power plants GB/T 13625 Seismic qualification of electrical equipment of the safety system for nuclear power plants GB/T 22718 Thermal evaluation methods of insulation systems for high-voltage electrical machines GB/T 26168.2 Electrical insulating materials - Determination of the effects of ionizing radiation - Part 2: Procedures for irradiation and test NB/T 20040 Seismic qualification test rules of safety classified electrical equipment for nuclear power plants NB/T 20086 Assessing, monitoring and mitigating aging effects on class 1E equipment used in nuclear power plants NB/T 20218 Nuclear power plants instrumentation and control important to safety requirements for electromagnetic compatibility testing NB/T 20283 Classification on environmental conditions for qualification of electrical equipment important to safety for nuclear power plant 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 12727 and the following apply. 3.1 natural aging change of physical, chemical or electrical characteristics of components or equipment with time under the environmental conditions for normal operation, which may cause deterioration of important functionality [NB/T 20063-2012, Definition 6.2.1] 3.2 accelerated aging acceleration process of subjecting equipment or a component to stress conditions consistent with the known measurable physical or chemical degradation rules in order to render its physical and electrical characteristics similar to those it would have during the expected life when operating under normal operating conditions, which is used to simulate the expected life in a short time Note: It is revised from Definition 6.2.2 in NB/T 20063-2012. 3.3 aging degradation general process in which physical characteristics of structures, systems or components are gradually degraded with time or use under storage or operating conditions due to the aging mechanism, which may weaken the ability of structures, systems or components to perform their expected functions [NB/T 20063-2012, Definition 6.2.3] 3.4 installed life period from installation to removal of equipment or a component, during which the equipment or component can withstand the designed operating conditions Note: When some components are replaced regularly, the installed life of components may be shorter than that of the equipment. [NB/T 20063-2012, Definition 6.1.7] 3.5 type tests compliance test conducted on one or more samples representing the equipment with same design, material (component) and manufacturing process in order to verify that the design and manufacturing process meet the use requirements 3.6 qualification test test conducted to determine the functionality of an (or a certain class of) equipment under specific environmental conditions and prove that the equipment performance meets the requirements of the qualification specification 3.7 routine test test conducted for each equipment during or at the end of manufacturing to verify that the equipment meets some provisions of the requirement specification 3.8 sample equipment tested product equipment, which is used to obtain valid data within the scope of its technical specification [NB/T 20063-2012, Definition 6.1.18] 3.9 influencing quantities variables of environmental conditions and operating conditions (such as temperature, pressure, irradiation and electromagnetic interference) that may affect equipment performance 3.10 normal atmospheric conditions standard atmospheric conditions for measurement and testing specified in GB/T 2421.1-2008: a) temperature: 15~35℃; b) relative humidity: 25%~75%; c) atmospheric pressure: 86kPa~106kPa. 3.11 service condition generic term for environmental, loading, power, and signal conditions during normal/abnormal operation or design basis events of a nuclear power plant 3.12 functionality functional attribute for transforming input information into identified output information 3.13 (equipment) identification file traceable file representing equipment characteristics (including model, manufacturer, manufacturing documents, adopted standards, routine test result report, etc.) generated during equipment procurement 3.14 mission time duration from the start of design basis event to the completion of safety function test of equipment withstanding accident environmental conditions 3.15 same equipment equipment manufactured by the same manufacturer using the same design, material and manufacturing process under the supervision of the approved quality assurance program 3.16 similar equipment equipment manufactured by the same manufacturer using the similar design and manufacturing process of a certain equipment under the supervision of the approved quality assurance program 3.17 equipment important to safety equipment that is part of a safety group and/or whose malfunction or failure could lead to undue radiation exposure of the site personnel or members of the public Note: It is revised from Definition 3.12 in IEC/IEEE 60780-323:2016. 3.18 condition-based qualification qualification based on observation and measurement of one or more condition indicators of equipment or component, demonstrating whether the equipment or component remains in qualified condition Note: It is revised from Definition 6.1.17 in NB/T 20063-2012. 3.19 severe accident accident conditions more severe than a design basis event and involving significant core degradation 3.20 qualified condition condition of equipment, prior to the start of a design basis event, for which the equipment has been demonstrated to meet the design requirements for the specified operating conditions Note: The qualified condition is related to the characteristic quantities (condition indicators) characterizing the equipment condition, and these condition indicators are obtained at the end of age conditioning. 3.21 condition indicator characteristic of equipment or a component that can be observed, measured and trended to infer or directly indicate the current and future ability of the equipment or component to function in all specified service conditions (including DBE conditions) [NB/T 20063-2012, Definition 6.1.14] 3.22 end condition value(s) of equipment condition indicator(s) at the conclusion of age conditioning [GB/T 12727-2017, Definition 3.6] 4 General In order to ensure that the electrical equipment important to safety for nuclear power plant and its interfaces can perform their predetermined safety functions under the specified operating conditions and environmental conditions, sufficient valid evidence shall be obtained in initial qualification to prove that the functionality of the equipment and its interfaces meets or exceeds the requirements of the equipment technical specifications during the whole installed life under the environmental conditions of normal/abnormal operation and accident conditions of the power plant, and establish the correlation between the initial qualification of equipment and equipment design, manufacturing, installation, maintenance, periodic test and condition-based qualification. The following missions shall be completed in initial qualification: a) prepare the initial qualification program for equipment; b) conduct functional simulation test under the environmental conditions of normal/abnormal operation and selected design basis events of the power plant; c) determine the condition indicator and change trend of qualified life and qualified condition for equipment with significant aging mechanisms; d) determine the configuration, installation and connection mode of qualification test, so as to provide basis for on-site installation and maintenance of qualified condition of equipment; e) determine the components needing regular maintenance (replacement of vulnerable parts) during the operation of equipment as well as the maintenance interval; f) document the qualification evidence. 5 Qualification categories and methods 5.1 Qualification categories of environment The qualification of electrical equipment shall be based on the comprehensive analysis of its installation location, possible operation mode and functional requirements to determine the qualification environmental conditions and qualification categories. If the sample equipment represents the type qualification (or prototype test) of a class of products, the equipment may undergo multiple different design basis events or be installed in different locations of the power plant. Considering the cumulative effect of environmental conditions, in order to make the qualification results applicable to all cases, the test conditions shall cover the environmental conditions of various design basis events, environmental conditions in different regions and different functional requirements. Foreword i 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 General 5 Qualification categories and methods 5.1 Qualification categories of environment 5.2 Qualification methods 6 Qualification program 6.1 General 6.2 Technical specification of equipment 6.3 Qualification plan 7 Initial qualification test 7.1 General 7.2 Reference test 7.3 Extreme value test of influencing quantities 7.4 Age conditioning 7.5 Tests simulating the conditions of the design basis event 8 Qualification change 9 Qualification documentation 9.1 General 9.2 Qualification documents Annex A (Informative) Time-dependent changes of pressure and temperature in containment during a typical nuclear power plant design basis event Annex B (Informative) Items and sequence of qualification tests for electrical equipment important to safety Annex C (Informative) Cable qualification test sample and test item configuration in harsh environment Bibliography 核电厂安全重要电气设备鉴定规程 1 范围 本标准规定了核电厂安全重要电气设备及其接口初始鉴定的任务、鉴定类别和方法、鉴定大纲要素和试验实施规程。 本标准适用于核电厂安全重要电气设备的初始鉴定,也适用于设备鉴定变更后的再次鉴定。在地震荷载下仅要求稳定性或结构完整性的设备鉴定可参考使用。 注:本标准不规定特定设备的试验项目、需要监测的功能特性和验收标准。 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,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 2421.1—2008 电工电子产品环境试验 概述和指南 GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温 GB/T 2423.3 环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验 GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db:交变湿热(12h+12h循环) GB/T 2423.10 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦) GB/T 2423.22 环境试验 第2部分:试验方法 试验N:温度变化 GB/T 11026.4 电气绝缘材料 耐热性 第4部分:老化烘箱 单室烘箱 GB/T 12727 核电厂安全级电气设备鉴定 GB/T 13625 核电厂安全系统电气设备抗震鉴定 GB/T 22718 高压电机绝缘结构耐热性评定方法 GB/T 26168.2 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第2部分:辐照和试验程序 NB/T 20040 核电厂安全级电气设备抗震鉴定试验规则 NB/T 20086 核电厂安全级电气设备老化评估、监测和缓解 NB/T 20218 核电厂安全重要仪表和控制设备电磁兼容性试验要求 NB/T 20283 核电厂安全重要电气设备鉴定环境条件分类 3 术语和定义 GB/T 12727界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 自然老化 natural aging 在正常运行的环境条件下,部件或设备的物理、化学或电气特性随时间的变化,这种变化可能导致其重要的功能特性劣化。 [NB/T 20063—2012,定义6.2.1] 3.2 加速老化 accelerated aging 为了在短时间内模拟预期寿命而将设备或元件置于与已知的可测的物理或化学劣化规律相一致的应力状态下,以呈现出类似于正常运行条件下预期寿期内将具有的物理和电气特性的加速过程。 注:改写NB/T 20063—2012,定义6.2.2。 3.3 老化降质 aging degradation 构筑物、系统或部件的物理特性,因老化机理的作用,在贮存或运行条件下随时间或使用而产生的逐渐降质,结果可能削弱了它们实施预期功能的能力。 [NB/T 20063—2012,定义6.2.3] 3.4 安装寿命 installed life 设备或元件从安装到拆除的那段时间,在此期间设备或元件能承受设计运行条件。 注:在定期更换某些元件的情况下,元件的安装寿命可小于设备的安装寿命。 [NB/T 20063—2012,定义6.1.7] 3.5 型式试验 type tests 为了证实设计和制造过程满足使用要求,在代表设计、材料(部件)和制造工艺相同设备的一个或多个样本上进行的符合性试验。 3.6 鉴定试验 qualification test 为了确定某个(类)设备在特定环境条件下的功能特性,并证明该设备性能符合鉴定规格书要求所进行的试验。 3.7 常规试验 routine test 在制造期间或制造结束时对每个设备进行的试验,以验证该设备满足需求规格书的某些规定。 3.8 样本设备 sample equipment 被试验的产品设备,用以获得其技术规格书范围内的有效数据。 [NB/T 20063—2012,定义6.1.18] 3.9 影响量 influencing quantities 可能影响设备性能的环境条件和运行条件的变量,如温度、压力、辐照、电磁干扰等。 3.10 正常大气条件 normal atmospheric conditions GB/T 2421.1—2008规定的进行测量和试验用的标准大气条件: a)温度15℃~35℃; b)相对湿度25%~75%; c)气压86kPa~106kPa。 3.11 在役条件 service condition 核电厂正常运行、异常运行或设计基准事件期间的环境、荷载、动力源和信号条件的通称。 3.12 功能特性 functionality 将输入信息转变为确定了的输出信息的功能属性。 3.13 (设备)标识文件 (equipment) identification file 设备采购过程产生的表征设备特征(包括型号、制造商、制造文件、采用标准、常规试验结果报告等)的可追踪文件。 3.14 使命时间 mission time 从设计基准事件开始到完成安全功能设备承受事故环境条件的持续时间。 3.15 相同设备 same equipment 由同一制造商在认可的质保大纲监管下按照相同设计、材料和制造工艺制造的设备。 3.16 相似设备 similar equipment 由同一制造商在认可的质保大纲监管下类似于某一设备的设计和制造工艺的设备。 3.17 安全重要(设备) equipment important to safety 设备某一安全组的一部分和(或)其失效或故障可能导致对厂区人员或周围公众的辐射照射。 注:改写IEC/IEEE 60780-323:2016,定义3.12。 3.18 基于状态的鉴定 condition-bases qualification 通过对设备或部件的一个或多个状态指标的观察和测量,表明设备和部件是否保持其鉴定状态。 注:改写NB/T 20063—2012,定义6.1.17。 3.19 严重事故 severe accident 事故条件比设计基准事件更严酷,而且堆芯严重损坏。 3.20 鉴定状态 qualified condition 设计基准事件发生前的设备状态,已证明在规定的运行条件下满足设计要求。 注:鉴定状态与标征设备状态的特征量(状态指标)相关,这些状态指标在老化处理结束时获得。 3.21 状态指标 condition indicator 设备和部件所具有的可被观察、测量和显示趋势的特征,可用于推断和直接表明该设备或部件当前和未来在所有规定的服役条件下(包括DBE条件)满足功能要求的运行能力。 [NB/T 20063—2012,定义6.1.14] 3.22 (设备寿命)终止状态 end condition 在老化处理结束时的设备状态指标所表征的状态。 [GB/T 12727—2017,定义3.6] 4 一般要求 为确保核电厂安全重要电气设备及其接口在规定的运行条件和环境条件下能够执行其预定的安全功能,电气设备初始鉴定应获得足够的有效证据,以证明设备及其接口在整个安装寿期内,在电厂正常运行、异常运行和事故工况的环境条件下,其功能特性满足或超过设备技术规格书的要求,并确立设备初始鉴定与设备设计、制造、安装、维修、定期试验和基于状态的鉴定等方面的相关性。为此,设备初始鉴定应完成下列任务: a)制定设备的初始鉴定大纲; b)在电厂正常运行、异常和选定的设计基准事件的环境条件下的功能性模拟试验; c)具有显著老化机理的设备,确定鉴定寿命、鉴定状态的状态指标及其变化趋势; d)确定鉴定试验的配置、安装和连接方式,为设备现场安装和鉴定状态的维护提供依据; e)确定设备运行期间需要定期维护(易损件的更换)的部件和时间间隔; f)鉴定证据文档化。 5 鉴定类别和方法 5.1 环境鉴定类别 电气设备鉴定应依据其安装位置、可能的运行模式及其功能要求的综合分析来确定鉴定环境条件和鉴定类别。 如果样本设备是代表一类产品的定型鉴定(或样机试验),设备可能经受多个不同的设计基准事件,或安装在电厂的不同位置。考虑到环境条件的累积效应,为了使鉴定结果在任何情况下都适用,试验条件应包络各类设计基准事件的环境条件、不同地区的环境条件和不同的功能要求。 如果样本设备是代表已确定安装位置和使用要求(包括设计基准事件类型、要求运行时间)的特定设备,鉴定条件宜采用设备实际可能经受的最严酷的环境条件,NB/T 20283给出了设备鉴定环境条件分类原则和方法。特定设备鉴定大纲应说明待鉴定设备的鉴定类别。 5.2 鉴定方法 电气设备初始鉴定可采用型式试验、运行经验或分析三种基本方法的任何一种或它们的任意组合进行。选择合适的鉴定方法应基于设备类型、几何尺寸和复杂程度、设备功能特性、可运行性要求、费用和已获得的鉴定资料的综合分析来确定。多数电气设备初始鉴定宜优先采用型式试验,在有代表性样本设备上进行一系列试验。当设备几何尺寸或其他实际要求限制了整机型式试验时,则部分鉴定可通过运行经验结合分析完成。 当要求和缓环境鉴定时,对相同设计的设备,在已知运行条件下成功运行获得的性能数据,可用于鉴定运行条件相同或较低的其他设备。运行经验可提供实际运行和维修条件下设备和材料的老化情况,可作为型式试验的补充,单独用于设备鉴定只能有限使用。成功的运行经验可用于安全壳外和缓环境设备的鉴定。 如果相似设备中某个代表性设备经过鉴定,则其他设备可按照GB/T12727说明的相似性分析进行鉴定。 鉴定大纲应详细说明初始鉴定所采用的鉴定方法。 6 鉴定大纲 6.1 一般要求 试验前应按照GB/T 12727的要求制定设备鉴定大纲,鉴定大纲应详细说明与鉴定相关的各方面,见6.2~6.3。 6.2 设备技术规格书 6.2.1 一般要求 待鉴定设备技术规格书应确立下列鉴定要素的量值或说明。 6.2.2 设备标识文件 由制造商提供的描述待鉴定设备的型号、基本设计特性、采用材料、与鉴定相关的制造文件、使用说明,以表明鉴定设备与安装设备具有代表性的技术说明等信息。 6.2.3 接口(机械和电气) 与鉴定相关的接口要求,包括设备安装紧固方式、机械和电气的安装和连接方式、驱动或控制信号以及其他辅助器件(如密封件、填料、贯穿件等)的主要特性。 6.2.4 设计寿命 设备制造期间确定的设计寿命以及短于设备设计寿命的各个元件的寿命。 6.2.5 功能特性 在设计基准事件(LOCA事故、主蒸汽管道破裂、高能管道破裂和(或)安全停堆地震)之前、期间或之后要求设备实施的安全功能(如给出变量的监测信号、处理和传输信号、驱动执行机构、电厂和设备状态显示、保持动力供给等)和要求保持功能特性的持续时间。 在正常运行条件、异常运行条件和事故环境条件下的性能要求(如输出信号的范围、准确度、响应时间、稳定性、绝缘电阻、电磁兼容性、输出力矩、电压和频率波动等)。 6.2.6 在役条件 6.2.6.1 设备鉴定规格书应规定待鉴定设备正常运行和异常运行条件的额定值、极值及其持续时间,这些条件包括,但不限于下列各项: a)环境温度和压力; b)相对湿度; c)环境辐射(剂量率、累计剂量); d)电磁干扰(EMI/RFI)和电源浪涌; e)地震和非地震振动; f)电负荷和信号(电压/电流和频率变化); g)运行循环; h)凝露、化学喷淋和水淹; i)放射性。 6.2.6.2 设备鉴定规格书应规定待鉴定设备要求执行安全功能的设计基准事件(LOCA事故、主蒸汽管道破裂、高能管道破裂和安全停堆地震)期间或之后的服役条件和要求运行持续时间。这些条件包括,但不限于下列各项: a)环境温度和压力; b)相对湿度; c)事故辐射(剂量率、累计剂量); d)安全停堆地震(要求反应谱); e)凝露、化学喷淋和水淹。 6.2.6.3 设备鉴定规格书应规定严重事故(指堆芯熔化)时的环境条件和设备要求执行安全功能的时间。这些环境条件是: a)设备安装区域的辐照; b)设备周围环境压力和温度。 6.3 鉴定计划 6.3.1 一般要求 鉴定试验应按计划进行。鉴定计划应详细说明6.3.2~6.3.11各项鉴定活动。 6.3.2 老化分析 设备鉴定应从下列老化因素中识别腐蚀、磨损、氧化或材料强度降低等老化机理,按照GB/T 12727和NB/T 20086评估其老化效应,从而确定显著老化机理,并选择老化处理类别(如热老化、辐照老化、振动老化或运行老化): a)温度(恒定或交变); b)潮湿(相对湿度、凝露或水淹); c)辐照(正常运行辐照或事故辐照); d)机械振动(地震和非地震); e)运行模式(使用寿期内通断次数、压力循环次数); f)电源变化(电压、电流和频率)。 如果设备没有显著老化机理,不要求老化处理。 6.3.3 鉴定寿命目标 需要确定鉴定寿命而进行老化处理的设备应确定鉴定寿命目标。可将技术规格书要求的使用寿命、设备设计寿命、制造商的建议或用户确定的更换周期(考虑经济因素)作为鉴定寿命目标。 6.3.4 鉴定裕度 设备初始鉴定应在设计基准事件服役条件加裕量进行模拟试验来获得鉴定裕度。如果没有特定要求,服役条件裕量采用下列值: a)峰值温度:+8℃; b)峰值压力:+10%表压; c)辐照剂量:+10%事故累积剂量; d)电源电压:±10%,但不得超过设备设计限值; e)电源频率:±5%额定值; f)使命时间:+10%从设计基准事件发生后要求设备运行时间; g)地震载荷:+10%设备安装处的要求加速度。 服役条件裕量取正值或负值,取决于是否对试验增加严酷程度。 6.3.5 状态指标 老化处理过程和处理结束时的状态指标可用作判断设备运行期间的鉴定状态的基准。鉴定设备状态指标(如接口、绝缘强度、绝缘电阻、拉伸强度、准确度、响应时间、漂移、磨蚀、脆化、泄漏率等)应与设备的类型、环境条件和执行的安全功能相关,并随老化呈现单调变化。鉴定计划应确定特定设备的状态指标。 6.3.6 老化处理期间的维护 如果设备含有与功能特性相关的短寿命部件(如润滑、密封等),可能对设备老化有影响,需在老化处理期间定期更换。鉴定计划应依据设备安装寿期内的预防性维护计划确定老化处理期间需要定期维护(或更换)的部件和维护(或更换)的时间间隔。 6.3.7 检测性能和验收准则 鉴定计划应确定各项试验需检测的环境条件、功能特性和验收标准。不同运行工况下这些参数可能有不同要求。 6.3.8 模拟试验曲线 鉴定计划应确定设计基准事件模拟试验的条件(温度、压力、湿度、辐照剂量和持续时间)的数值,生成温度和压力随时间变化的模拟试验曲线。模拟试验曲线应包络所要鉴定的所有设计基准事件。事故模拟试验曲线应考虑安全壳内不同部位的环境参量变化范围的差异。 典型压水堆核电厂设计基准事故期间安全壳内不同部位(如安全壳大气、安全壳环形空间)温度和压力随时间变化的模拟试验曲线参见附录A。 如果需要在严重事故条件下的鉴定,设计基准事件模拟试验曲线应包络严重事故。 6.3.9 试验顺序 6.3.9.1 一般要求 型式试验的每项试验应在相同样本设备上进行。不产生老化并对设计基准模拟试验不产生影响的试验与试验顺序无关,可以在另一个相同设备样本上进行。设备初始鉴定的试验计划应确定试验项目、试验顺序、样本数量和样本上施加试验项目的分配。试验顺序的配置应使得样本设备在DBE模拟试验时处在性能降质最严重的状态,以体现鉴定结果的有效性和严酷性。样本设备应能代表要安装设备的设计、使用材料和制造工艺。多数设备的型式试验可按下述顺序进行。附录B给出了鉴定试验顺序。 6.3.9.2 试验前检查 型式试验应使用按照检定设备工业标准检定和(或)校准并在有效期内的检定设备。试验前应对样本设备、试验装置和检定设备进行适用性检查,以保证试验结果的有效性。 6.3.9.3 正常条件下的功能试验(基准试验) 基准试验是在正常条件下的功能特性试验,试验结果作为更严酷环境条件下设备性能的比较基准。鉴定计划应确定特定设备的功能特性和验收准则。 基准试验包括: a)电气性能试验; b)功能特性试验。 6.3.9.4 影响量极值试验 样本设备应经受由设备鉴定规格书确定的正常运行和异常运行期间所有影响量极值试验(不包括设计基准事故和事故后的影响量)。如果影响量极值试验结果可从相同设备的其他试验(如设计验证试验、电磁兼容试验等)中获得,则相应的试验可不做。影响量极值试验不对样本设备产生老化,不考虑试验顺序,并且可以同时进行或与其他试验结合进行,也可不在要求进行老化处理和设计基准事件模拟试验的样本设备上进行。常规性能试验做过影响量极值试验,其结果仍然有效。 影响量包括: a)与设备安装条件相关的影响量,如: 1)环境温度; 2)环境压力; 3)相对湿度; 4)辐射特性; 5)化学腐蚀; 6)电磁干扰。 b)与设备运行相关的影响量,如: 1)供电电压、频率; 2)负载阻抗; 3)介质温度和压力; 4)输运液体的温度和压力; 5)位置; 6)驱动机构的阻力矩等。 鉴定计划应确定影响量及其限值、需测量的功能特性和验收准则。 6.3.9.5 老化处理 为使设备处在安装寿期内老化降质最严重的状态,以验证设备鉴定寿命终止时的功能特性并获得设备性能随时间变化的趋势,应对6.3.2确定的具有显著老化机理的设备进行老化处理。 如果鉴定设备已做过老化试验并有老化数据,并且这些数据在相应的设备技术规格书所要求的运行条件下是适用并合理的,则可以不进行老化处理。如果没有老化数据,对于具有多个显著老化机理的设备,宜依据合适的试验顺序进行老化处理。通常,采用加速老化的方式模拟设备正常运行环境下的老化过程,使样本设备达到相当于其寿期终止时的降质状态,以便进行后续的设计基准事件模拟试验。 构成设备的各种材料分别进行的加速老化试验不能代替设备整体的加速老化试验,因为各种材料老化规律和方式不尽相同,有时还相互抵触。具有多种显著老化机理的设备,加速老化可以综合几种老化机理同时试验,也可针对每个老化机理逐一试验。由于针对几种老化机理同时试验难以实施,通常采用顺序试验进行老化处理。鉴定计划应综合考虑各类老化机理的协同效应,确定能获得老化效应最大的试验顺序。如无特别规定,老化试验宜按下列顺序进行: a)热老化试验:对于含有有机材料的多数电气设备,温度和湿度是这类设备老化降质的主要因素,应进行热老化处理。有的可能需要补充湿热交变试验和浸水试验; b)运行老化试验:对于多数含有运动部件的机电设备(如电动机、电磁阀、断路器、继电器等),应进行运行老化试验,模拟可能出现的机械磨损、疲劳或电气故障; c)辐照老化试验:对于正常运行时受到辐照的安全重要电气设备,特别是含有机材料或聚合物的设备,应进行辐照老化试验; d)振动老化试验:对于使用期间可能有机械振动的设备,不论振动是设备本身(如电动机)还是外部原因诱发的(如安装支架运动、管道内流体锤击等),都应进行振动老化试验。 鉴定计划应确定老化试验类型、试验期间和试验结束后需测量的功能特性。如在运行期间采用状态监测法确定设备的鉴定状态,在老化处理结束时应测量设备的状态指标,以确立寿期末的鉴定状态。 6.3.9.6 设计基准事件条件下的功能试验 基于地震事件与LOCA事故不同时发生的保守假设,设计基准事件条件下的功能试验宜按下列顺序进行: a)抗震试验:安全重要电气设备的抗震试验应验证设备在设计基准地震荷载下的功能特性或设备结构完整性。试验应模拟运行基准地震(OBE)和安全停堆地震(SSE)。具有显著老化机理的设备,试验应在老化处理过的样本设备上进行。安装在和缓环境中且无显著老化机理的设备,抗震试验可在未经受影响量极值试验和老化试验的新样本上进行。 b)事故辐照试验(如果有要求):需在设计基准事故期间或事故后的辐照环境条件下执行安全功能的电气设备应进行事故辐照模拟试验。如果鉴定仅为确定鉴定寿命,则事故辐照试验可结合正常运行辐照老化处理。如果需要确定设备鉴定状态,则事故辐照应单独进行。 c)设计基准事件环境(热力和化学)条件下的功能试验:需在设计基准事故引起的严酷环境条件下执行安全功能的设备(包括安装在安全壳内的和安全壳外在特定运行模式下处在严酷环境条件的设备)应进行模拟事故期间和事故后的环境条件下的功能试验。 6.3.9.7 试验后样本设备的检查 鉴定试验结束后,应至少对一台样本设备及其重要部件进行目视检查和相应的测试,并记录各个部件(尤其是与功能特性相关的部件)的物理状态。 鉴定试验完成后,应记录试验配置的各项要素(包括安装、接口、环境条件等)。 6.3.10 样本设备的安装和连接 样本设备应尽可能模拟设备预计现场安装方式、安装位置和连接方式。安装方式是指螺栓连接、铆接、焊接和夹紧等固定方式。安装位置是指设备在现场安装的空间方位。连接方式是指采用导线、连接器、电缆、端子排、管道和焊接等的连接。 6.3.11 样本设备的数量 初始鉴定试验应在相同设备上进行。基准试验、老化处理和设计基准事件模拟试验应在同一个样本上进行。基于下述情况试验可以不在同一个样本上进行: a)不产生老化效应的影响量极值试验可以在另一样本上进行; b)试验后不能进行后续试验的应在单独的样本上进行。 样本设备数量选择应依据设备类别和试验项目的配置。考虑到老化处理结束后,为了调整鉴定寿命而继续老化所需,宜增加试验样本数量。鉴定计划应参考附录C给出的实例确定样本数量和试验配置。 7 初始鉴定试验 7.1 一般要求 电气设备初始鉴定应在代表预期安装设备的样本上进行型式试验,试验条件应符合或严于设备鉴定规格书给出的在役条件。初始鉴定应在正常运行和影响量极值条件下,性能符合技术规格书要求的前提下,模拟正常运行期间显著老化机理的效应,模拟设计基准事件条件加裕量的功能特性试验,从而确立鉴定寿命、鉴定状态和鉴定试验配置。 7.2 基准试验 7.2.1 一般要求 基准试验应在正常大气条件下进行电气特性试验和在设备标识文件中规定的影响量额定值下的功能特性试验。试验结果应符合技术规格书要求。 7.2.2 绝缘强度试验 该项试验按特定设备相关工业标准的规定,对设备及其连接件同时进行。如果没有相关标准,则应遵循下列要求: a)试验电源采用50Hz交流电,如果不能用交流电压进行试验,则用直流电压,其电压为制造商给出的交流电压有效值的1.4倍; b)试验电压应施加到每一个电气上独立的电路与其他接地电路之间、断开触点的端子之间或相互连接的所有端子与接地机架之间; c)试验电压以容许的最快速度增加到试验电压,并保持1min; d)被试设备按下述接地: 1)设备外壳为导体,通过外壳接地; 2)在设备外壳绝缘但含有金属部件的情况,可通过这些金属部件接地; 3)在设备外壳绝缘且没有金属部件的情况,可通过正常使用时用作固定的金属部件接地; 4)通过安装电子组件的机架接地。 如果设备上有运行-停止开关,开关应处于停止位置。如果设备上有接触器和继电器,各接点应短路。 在导体与地之间配置抗干扰电容的情况下,试验期间不得断开电容。电源电流限制在设备技术规格书的规定内。 试验电压应依据被试验电路的额定绝缘电压确定。 如果设备已做过一次绝缘强度试验,则从第二次开始试验电压降为85%。 试验应在不通电的冷态样本设备上进行。试验应不出现飞弧、击穿和放电。当需要时,试验大纲可规定泄漏电流量值(交流试验低于10mA,直流低于1mA)。 7.2.3 绝缘电阻测量 试验条件和电压施加点与绝缘强度试验相同。除非鉴定大纲另有规定,每次测量宜施加500V直流电压,容差15%,并持续60s后进行。取不同测量值中的最小值作为设备的绝缘电阻。 除非设备技术规格书另有规定,测量得到的绝缘电阻在正常大气条件下应大于100MΩ,事故环境条件下应不小于10MΩ。 7.2.4 功能特性测量 功能特性测量应在设备正常运行时的环境影响量的额定值下进行,所测量的功能特性量至少应包括机组运行所需要的功能特性。 7.3 影响量限值试验 7.3.1 环境压力试验 当环境压力可能对设备功能特性有显著影响时应进行环境压力试验(如安装在安全壳内设备需承受安全壳耐压试验的压力)。试验目的是要确定由环境压力变化所引起设备功能特性偏离的大小和设备恢复功能特性的能力。试验时应将其他影响量固定在正常运行时的额定值。 如试验压力取安全壳耐压试验压力,压力变化速率同耐压试验或小于20kPa/min,在试验压力持续1h后测量功能特性。 鉴定计划应给出环境压力极值、持续时间(或循环次数)、需测量的功能特性量和验收标准。 7.3.2 环境温度试验 环境温度试验目的是评价环境温度在正常运行和异常运行变化范围内设备的性能以及恢复能力。试验温度变化速率应小于1℃/min,其他影响量固定在正常运行时的额定值。环境温度试验结束后,待设备稳定后再测量功能特性。鉴定计划可提供温度和某些影响量之间的组合。 鉴定计划应给出环境温度极值、持续时间、需测量的功能特性量和验收标准。 7.3.3 电磁兼容试验 当电磁环境对设备的功能特性有显著影响时需进行电磁兼容试验。依据设备特性确定试验项目、试验等级、需测量的功能特性和验收准则。试验应按照NB/T 20218的规定进行。 7.3.4 其他影响量试验 试验应验证设备在超出影响量额定运行范围后,设备恢复性能的能力。该试验在其他影响量正常条件下进行。 鉴定大纲应给出影响量额定运行范围、试验持续时间、需测量的功能特性和验收准则。 7.4 老化处理 7.4.1 热老化试验 试验应模拟正常运行环境条件下热老化达到设备寿命终止状态,加速热老化的严酷程度取决于老化试验温度和试验持续时间的组合,并与鉴定寿命目标相关。试验温度的选择取决于设备材料实际容许温度的上限值、要求的老化时间和设备运行时平均环境温度。为了缩短老化时间,可依据设备类型选择较高的温度,但不应过高,以致老化时间不足100h,或引起设备关键材料物理和化学特性的改变。加速热老化可采用下列方法: a)阿伦纽斯定律 阿伦纽斯定律适用于各类电气设备的热老化,尤其适用于严酷环境下需确定鉴定寿命的设备。使设备经受适当高于正常运行时的环境平均温度,按式(1)(阿伦纽斯定律)计算加速老化试验时间: (1) 式中: t1——鉴定寿命目标,单位为小时(h); t2——加速老化时间,单位为小时(h); ——材料活化能,单位为电子伏特(eV); K——玻尔兹曼常数(0.8617×10-4eV/K); T1——正常使用环境平均温度,单位为开尔文(K); T2——加速老化温度,单位为开尔文(K)。 当设备由多种有机材料构成时,应保守地选取设备关键部件材料的活化能。当难以获得材料活化能时,可保守地选取不大于0.8eV的数值。 注:例如,ROSEMOUNT变送器鉴定选定的活化能为0.78eV。 b)定量老化定律 对于难以获得材料活化能的设备,基于已有实践,加速老化试验可采用下列限定试验温度和时间的方法,该试验应获取试验结束时的状态指标: 1)按照GB/T 2423.1的试验条件进行热老化: 按照GB/T 22718中规定的电气绝缘耐热性分级给出的老化温度和时间相关性。如,对于40a寿命的设备,可取老化时间为950h,老化温度为135℃作为基准值。基于设备材料的温度设计限制,对于任何不同于该基准值的试验温度或时间,可按式(2)给出温度与时间关系(10℃定律)计算: |
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