張 勛，張 磊

（臺(tái)山核電合營(yíng)有限公司，廣東臺(tái)山 529200）

1 CEPR機(jī)組非安全級(jí)DCS介紹

臺(tái)山核電CEPR 機(jī)組采用多平臺(tái)、多系統(tǒng)的模式實(shí)現(xiàn)，其中主要采用了非安全級(jí)西門子SPPA-T2000平臺(tái)及安全級(jí)AREVA Teleperm XS 平臺(tái)。其作為三代新技術(shù)核電站，DCS 系統(tǒng)需進(jìn)行大量的設(shè)計(jì)變更和修改，工程階段執(zhí)行修改需要在機(jī)柜斷電后，對(duì)生產(chǎn)階段并不適用，機(jī)柜下電不僅涉及大量信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)分析及措施實(shí)施，同時(shí)，即使在大修階段，核島許多系統(tǒng)、設(shè)備（如通風(fēng)系統(tǒng)）仍然需要保證其可用性，故對(duì)大量核島非安全級(jí)DCS 機(jī)柜的完全下電在短時(shí)間內(nèi)幾乎是不可實(shí)現(xiàn)的。因此需要?jiǎng)?chuàng)新方法、工具以在機(jī)柜帶電時(shí)安全執(zhí)行機(jī)柜硬件修改。

2 機(jī)柜接線的繞線端接

2.1 端子排繞線連接

西門子DCS 機(jī)柜中FUMI/O 模塊機(jī)架和SAE 端子（一種輸入、輸出信號(hào)連接端子）排間的接線（機(jī)柜內(nèi)部線）采用繞線連接的方式。

繞線連接是一種無(wú)焊料的連接技術(shù)，繞線連接方式產(chǎn)生了非常緊密的接觸區(qū)域，即使在惡劣的環(huán)境下，也能保證良好的導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性。同時(shí)，一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線纏繞接線柱，在震動(dòng)時(shí)也能承受更大的應(yīng)力。

繞線纏繞連接的最小裸線匝數(shù)要求為5個(gè)。繞線連接完成后其連接纏繞包裹應(yīng)緊密且均勻。裸線和接線柱間的距離不得超過(guò)裸線的直徑。繞線連接的所有匝間總間隙不得超過(guò)裸線的直徑，正確的繞線連接如圖1所示。

圖1 正確的繞線連接示意圖

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施時(shí)要滿足上述要求，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。

（1）工具需要提前驗(yàn)證確保合格，匝數(shù)通過(guò)目視檢查可確認(rèn)。

（2）裸線和連接柱間的距離通過(guò)目視檢查確認(rèn)，盡管裸線的直徑很小，但如果繞線連接完成后裸線和連接柱間的距離過(guò)大，能明顯觀察到繞線不夠緊密。

（3）所有匝間總間隙不得超過(guò)裸線的直徑，臺(tái)山核電現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中的要求高于此標(biāo)準(zhǔn)，即繞線匝間無(wú)明顯間隙，如有間隙則重新解線和端接。

（4）應(yīng)避免錯(cuò)誤的繞線，如繞線纏繞不充分、纏繞錯(cuò)亂、纏繞過(guò)多、纏繞不緊密。

2.2 繞線連接的接線工具和解開(kāi)接線工具

2.2.1 繞線連接的電動(dòng)工具

繞線連接須配合自剝離鉆頭和套筒，此工具正確使用可滿足上文所述繞線纏繞連接的最小裸線匝數(shù)為5個(gè)的要求。為防止機(jī)柜繞線端接時(shí)對(duì)周圍端子的影響，須對(duì)電動(dòng)繞線工具的“槍頭”（即套筒前部）進(jìn)行絕緣包裹。

2.2.2 解開(kāi)繞線連接的工具

解開(kāi)繞線連接時(shí)，須小心操作。拆線時(shí)一定要使用解開(kāi)繞線工具將繞接的接線完全松開(kāi)后再拆除接線，否則可能會(huì)損傷接線柱。解開(kāi)繞線后須檢查并確保周圍繞線未受影響，且解開(kāi)繞線后繞接過(guò)的那一段連接導(dǎo)線不可再使用。

2.3 繞線接線的測(cè)試

在SAE 繞接線修改工作中，應(yīng)執(zhí)行以下檢查和測(cè)試。

2.3.1 目視檢查

目視檢查應(yīng)確認(rèn)繞線接線緊密且均勻，還應(yīng)檢查和確保繞線連接處帶絕緣部分的接線與接線柱的至少3個(gè)邊角接觸，以防止裸露接線露出太多與周圍端子或接線短接。

2.3.2 剝離力測(cè)試

剝離力試驗(yàn)采用剝離力試驗(yàn)工具，測(cè)量范圍為0～100 N，有兩種檢測(cè)類型，即破壞性檢測(cè)和非破壞性檢測(cè)。破壞性檢測(cè)指在實(shí)驗(yàn)室小平臺(tái)SAE 接線柱上進(jìn)行繞線連接后，使用剝離力試驗(yàn)工具加載拉力，超出最小剝離力（28 N）后，繼續(xù)加載拉力直到繞線連接移動(dòng)。非破壞性檢測(cè)，適合現(xiàn)場(chǎng)繞線連接的檢測(cè)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)SAE 接線柱上的繞線，使用剝離力試驗(yàn)工具加載拉力，拉力應(yīng)不超過(guò)最小剝離力28 N（建議26～28 N），如果繞線接線未移動(dòng)，則滿足標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.3 解線測(cè)試

解線測(cè)試可驗(yàn)證接線是否已被過(guò)度的初始張力拉伸過(guò)多或已出現(xiàn)裂紋。

2.3.4 電氣試驗(yàn)-連續(xù)性及其他必要的測(cè)試

使用萬(wàn)用表進(jìn)行接線修改后的通斷測(cè)試，一端為SAE 端子，另一端可能為SAE 端子或FZZ（一種端接柜）接線機(jī)柜的接線，具體視現(xiàn)場(chǎng)修改而定。

2.3.5 測(cè)試范圍

無(wú)損檢測(cè)須完成以下檢查。

（1）對(duì)每個(gè)修改后的繞線連接進(jìn)行目視檢查。

（2）對(duì)每100個(gè)繞線連接中的至少2個(gè)進(jìn)行最小剝離力測(cè)試。如果連接少于100個(gè)，則選擇2個(gè)繞線連接進(jìn)行測(cè)試。

（3）對(duì)每個(gè)繞線修改進(jìn)行電氣試驗(yàn)。

破壞性試驗(yàn)即執(zhí)行繞線端接工作前，以及每約10個(gè)工作日的繞線工作后，使用當(dāng)前工具在試驗(yàn)平臺(tái)完成10個(gè)繞線端接試驗(yàn)，然后完成如下檢查。

（1）完成目視檢查。

（2）執(zhí)行5次破壞性剝離試驗(yàn)，記錄繞線端接處的剝離力矩，以此檢查繞線工具是否合格。

（3）執(zhí)行5次解線測(cè)試，記錄解線后的連接導(dǎo)線上是否有任何斷裂或裂紋。

表1可知全國(guó)農(nóng)村文盲人口占15歲及以上農(nóng)村人口比重為8.57，河北省農(nóng)村文盲人口占15歲及以上農(nóng)村人口比重為5.28。根據(jù)這次調(diào)查數(shù)據(jù)推算，全國(guó)新生代農(nóng)民工約占全國(guó)農(nóng)民人口總數(shù)的1.71%，而河北省新生代農(nóng)民工約占河北省農(nóng)民人口總數(shù)的1%。由此可知，河北省新生代農(nóng)民工占比較大，失業(yè)仍然是農(nóng)民工生存的最大威脅。

（4）通過(guò)上述測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)工具出現(xiàn)故障，應(yīng)對(duì)該工具在此期間執(zhí)行的繞線端接進(jìn)行非破壞性測(cè)試。

3 CEPR機(jī)組核島非安全級(jí)DCS機(jī)柜現(xiàn)場(chǎng)接線修改

3.1 機(jī)柜帶電情況下硬接線修改的風(fēng)險(xiǎn)管控

（1）對(duì)于硬接線修改的FUM 卡側(cè)接線，在機(jī)柜帶電修改時(shí)須拔出端子所在位置的FUM 卡，拔出FUM 卡前須進(jìn)行卡件的風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)析并采取控制措施。

（2）對(duì)硬接線修改的SAE 端子側(cè)修改，須分析涉及修改的端子整排及其上、下兩排信號(hào)的誤碰風(fēng)險(xiǎn)。

（3）接線拆、接期間使用專用擋板進(jìn)行遮擋，避免誤碰、碎屑飛濺等導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)。為控制機(jī)柜帶電情況下的端接修改風(fēng)險(xiǎn)而設(shè)計(jì)的防誤碰專用工具現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用如圖2所示。

圖2 繞線端接防誤碰專用工具現(xiàn)場(chǎng)使用示意

（4）繞線工具套筒、解線工具應(yīng)使用絕緣膠布適當(dāng)包裹。

3.2 繞線端接具體實(shí)施過(guò)程

（1）根據(jù)上文所述帶電修改的風(fēng)險(xiǎn)管控的風(fēng)險(xiǎn)分析范圍，對(duì)FUM 卡件及SAE 端子相關(guān)信號(hào)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析并討論后，形成機(jī)柜風(fēng)險(xiǎn)控制方案，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)控制方案確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)上電機(jī)柜繞線端接工作的前提條件已具備。風(fēng)險(xiǎn)控制的手段包括設(shè)備斷電隔離、信號(hào)強(qiáng)制、設(shè)置設(shè)備在特定狀態(tài)等方式。

（2）使用專用的拆線工具，配合防誤碰專用工具的使用，將SAE 端子柱或FUM 卡件機(jī)架背板接線柱放入解線專用工具的孔內(nèi)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)解開(kāi)繞線并將其從端子接線柱上拆下。

（3）如執(zhí)行新的繞線端接工作，應(yīng)將絕緣導(dǎo)線的端部插入繞線專用工具的套筒鉆頭切割線槽中，然后推動(dòng)導(dǎo)線直到其從切割線槽的另一端伸出。

圖3 繞線專用工具套筒和接線安裝示意

（5）上述（3）、（4）步驟完成后，一只手（通常為右手）拿端接繞線工具，另一只手（左手）拿著從切割線槽中伸出的導(dǎo)線的端部（端接完成后此段接線將被切割，需捏住防止異物掉落），并緊緊抓住固定在繞線工具套管前部槽上的非端部的導(dǎo)線（這一段導(dǎo)線連接到導(dǎo)線的線軸上），左手施加給導(dǎo)線的拉力也不應(yīng)過(guò)大，否則可能導(dǎo)致繞線部分損壞或繞線錯(cuò)誤。

（6）保持上述動(dòng)作，將SAE 端子排接線柱或FUM 卡件機(jī)架背板接線柱伸入繞線工具前部套管的中間孔位中，并通過(guò)按動(dòng)扳機(jī)進(jìn)行端接。

（7）在按動(dòng)扳機(jī)進(jìn)行繞線端接過(guò)程中需施加一個(gè)輕微的向前的推力，使繞線端接在接線柱上能排列緊密且符合上文中提到的接線要求。

（8）繞線連接處帶絕緣部分的接線與接線柱的至少三個(gè)邊角接觸，以防止裸露接線露出太多與周圍端子或接線短接。繞線過(guò)程中絕緣材料從導(dǎo)線上被切斷和剝離。同時(shí)，導(dǎo)線的末端被套管內(nèi)導(dǎo)線槽的邊緣切斷（左手需要將其捏住，防止為機(jī)柜帶來(lái)異物）。每次端接剝離的絕緣材料都將留在繞線工具套筒切割線槽內(nèi)，需要在下一次繞線前安裝導(dǎo)線時(shí)將其推出，所以此時(shí)需要注意收集異物，防止在機(jī)柜內(nèi)遺留不易清理的異物。

（9）完成繞線端接后的檢查和測(cè)試，包括上文提到的外觀檢查、剝離力測(cè)試（按比例進(jìn)行挑選測(cè)試）、連續(xù)性測(cè)試，確認(rèn)接線質(zhì)量和接線正確性后，還需要進(jìn)行接線的功能測(cè)試。

3.3 注意事項(xiàng)

（1）在進(jìn)行機(jī)柜側(cè)邊SAE 端子繞線接線時(shí)，盡量按照端子號(hào)由H 至A 的順序接線（由左至右接線），這樣在接線完成后比較容易對(duì)接線進(jìn)行整理。

（2）對(duì)于FUM 卡件機(jī)架背板接線端接，如果一個(gè)端子上接一根以上的線，則接線時(shí)每個(gè)繞線要拉開(kāi)一段距離，否則可能導(dǎo)致接線繞在一起，互相影響導(dǎo)致質(zhì)量無(wú)法保證。

（3）無(wú)論拆線還是接線，都可以使用防誤碰專用工具進(jìn)行保護(hù)。尤其對(duì)于FUM 卡件背板左右兩端的拆接線，更容易誤碰到旁邊FUM 卡件端子，須格外小心。

（4）關(guān)于背板繞線的拆線，需要使用專用的拆線工具。使用專用工具拆線時(shí)，將SAE 端子套入專用工具的孔內(nèi)，一邊用力向前推，一邊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至繞線繞在專用工具的螺紋上，此時(shí)繞線已逐漸在SAE 端子柱上松動(dòng)，然后逐漸將其從SAE 端子柱上拆下。圖4為拆線過(guò)程使用的專用工具。

圖4 拆線過(guò)程使用的專用工具

4 結(jié)束語(yǔ)

在臺(tái)山核電CEPR 機(jī)組1、2號(hào)機(jī)組大修期間的實(shí)踐表明，文章介紹的核島非安全級(jí)DCS 機(jī)柜帶電硬接線修改的方法、防誤碰工具及適用于上述方法和工具的優(yōu)化后的風(fēng)險(xiǎn)分析方法，可有效在機(jī)柜上電情況下進(jìn)行硬接線修改工作。文章介紹的方法打破了原有工作執(zhí)行方式，創(chuàng)新性研發(fā)新工具和新方法并自主實(shí)施的方式，對(duì)其他項(xiàng)目有借鑒和啟發(fā)作用。