GB T 13286-2008 核电厂安全级电气设备和电路独立性准则.pdf
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1、ICS 2712020F 83 a宦中华人民共和国国家标准GBT 1 3286-2008代替GBT 13286-2001,GBT 5963-1995核电厂安全级电气设备和电路独立性准则Criteria for independence of class 1 E equipment andcircuits in nuclear power plants2008-07-18发布 2009-04-0 1实施宰瞀髁紫黼警麟瞥星发布中国国家标准化管理委员会厘111前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4独立性总则5实体分隔准则6电气隔离准则7补充要求参考文献目 次GBT 13286-2008111241
2、01117刖 菁GBT 1 3286-2008本标准对应于ANSIIEEE Std 384:1992核电厂安全级电气设备和电路独立性准则(英文版),与ANSIIEEE Std 384:1992一致性程度为非等效。本标准代替GBT 13286 2001核电厂安全级电气设备和电路独立性准则和GBT 5963 1995反应堆保护系统的隔离准则。本标准纳入了GBT 5963-1995的内容。本标准与GBT 13286 2001相比主要有以下变化:增加了光纤电缆敷设要求(510);增加了同通道不同种类电缆的分隔要求(721);增加了电缆屏蔽要求(722);增加了电缆防火要求(723)。本标准由中国核工业
3、集团公司提出。本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会归口。本标准起草单位:上海核工程研究设计院。本标准起草人:冯玉萍、顾申杰、晁平。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:GB 5963-1986、GBT 5963 1995;GB 132861 99l、GBT 13286-2001。核电厂安全级电气设备和电路独立性准则GBT 13286-20081范围本标准规定了安全级电气设备和电路采用实体分隔和电气隔离的独立性准则。本标准适用于核电厂安全级及其相关的电气设备和电路。本标准不适用于对冗余设备和电路的确定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其
4、随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。EJT 674一1992电缆贯穿挡火封堵件的鉴定试验(eqv,IEEE 634-1978)EJT 705核电厂安全级电缆及现场电缆连接的型式检验(eqv,IEEE 383)3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31可接受的acceptable经核电厂安全分析证明是符合要求的。3。2相关电路associated circuits未采取有效措施实现与安全级电路的实体分隔或电气隔离的非安全级电路,这些措施包括:保持符合要求
5、的分隔距离、采用安全级构筑物、设置屏障或采用隔离装置等。注:电路包括相互连接的电缆和所连接的负荷。33辅助支持设施auxiliary supporting features提供安全系统执行其安全功能所需服务(例如冷却、润滑和动力源)的系统或设备。34屏障barrier为使安全级系统的损坏限制在可接受的程度之内,在安全级冗余设备或电路之间,或在安全级设备或电路与潜在的有害源之间设置的装置或构筑物。35外露电缆cable in free air既不在电缆通道内也不在设备壳体内的一段电缆。36安全级classlE反应堆、核电厂电气设备和系统的一个安全级别。它们是完成反应堆紧急停堆、安全壳隔离、堆芯冷
6、却以及从安全壳和反应堆排出热量所必需的,或者是防止放射性物质向环境大量排放所必需的。】GBT 13286-200837设计基准事件design basis event为确定设备、系统和构筑物的性能要求,而在设计中采用的假想异常事件。38序列division某一给定系统或设备组的名称,它们同其他冗余设备在实体、电气和功能上保持独立。39壳体enclosure可识别的电气设备外壳或电缆护罩,如盘柜、隔间、端子箱、屏或封闭的布线通道。310阻燃flame retardant限制火焰蔓延到火源作用范围之外的能力。311独立性independence设备的一种状态,在该状态下,冗余的设备不会因任何单一设
7、计基准事件(如水淹)而同时失效。312隔离装置isolation device一种装置,用于防止因一部分电路故障而导致对其他部分或其他电路的不可接受的影响。313最大可信电压或电流瞬态maximum credible voltage or current transient电路中可能出现的电压和电流瞬态。该瞬态由试验或分析确定,并结合电路的位置、敷设方式及连接情况,考虑电路中确实可能发生的故障。314布线通道raceway支撑或封装导线、电缆、母线的专用通道的统称。布线通道主要包括但不限于电缆桥架和电线管。315冗余设备或系统redundant equipment or system两个或两个
8、以上功能相同的设备或系统,其中任何一个都可以执行要求的功能,而与其余设备或系统的状态(正常还是故障)无关。316安全级构筑物safe class structures为使安全级电气设备免受设计基准事件的影响而设计的构筑物。注:在本标准中,隔离的安全级构筑物可以是同一建筑物中各隔问,隔问之间可共用墙体。317分隔距离separation distance预留空间,其中不设置任何有助于火灾蔓延或导致安全级电气系统或设备失效的构件、设备或材料。318外因火灾exposure fire非电气原因引起的或不以电缆绝缘为燃料的火灾。4独立性总则41独立性要求为保持安全级电气设备和电路的独立性,应进行实体分
9、隔和电气隔离,使得在任何设计基准事件发生期间及之后,该安全级电气设备和电路均能执行所要求的安全功能。2GBT 13286-200842实现独立性的方法应使用安全级构筑物、分隔距离、屏障或其任何组合,实现设备和电路的实体分隔。同样应使用分隔距离、隔离装置、屏蔽、布线技术或其任何组合,达到电气隔离的要求。43有独立性要求的设备和电路在电厂设计时,应确定和说明有独立性要求的设备和电路,并在文件和图纸中加以明确的标识(参见GBT 12790)。44与辅助支持设施的相窖性安全级电气设备和电路的独立性不得因辅助支持设施的功能失效而受到损害。例如应把辅助支持设施(如安全级开关设备房间的通风装置)规定为与其支
10、持的安全级系统同属一个序列,以防止某序列机械功能的失效引起另一序列电气功能的失效。45相关电路451 总则非安全级电源、控制和仪表电路可因下列一种或几种情况成为相关电路:a) 未使用隔离装置而与安全级电源在电气上相连接(见图1);b) 未使用隔离装置而与相关电源在电气上相连接(见图1);c)无符合要求的实体分隔或屏障而靠近安全级设备和电路(见图2);d) 无符合要求的实体分隔或屏障而靠近相关设备和电路(见图2);e) 未使用隔离装置而共用一个安全级或相关信号源(见图3和图8)。452准则相关电路应符合下列各项要求之一。4521它们应按相关电路或安全级的要求加以标识,并能追溯到与其相关的安全级序
11、列,即采用与其相关的安全级电路相同的方式加以实体分隔。除非通过分析或试验,证明其不会导致安全级电路的性能降低至不可接受的程度,否则均应满足安全级电路的要求。4522包括安全级设备和隔离装置在内的相关电路均应符合上述要求。若隔离装置以后的电路不再与安全级系统相关,则不必遵守本标准的要求。4523应通过分析或试验来证明这些电路不会导致安全级电路的功能降低至不可接受的程度。注:来自输电网络的优先电源电路和来自机组的类似供电线路,若它们仅与安全级配电系统在输人端相连而成为相关电路,剜这些供电线路不必满足相关电路的各项要求。453鉴定要求相关电路连同其隔离装置或未经隔离装置而直接相连的负荷,应经受施加于
12、安全级电路的质量鉴定要求,以保证安全级电路的功能不会因其而降低至不可接受的程度。由于相关电路的功能为非安全级,因此无需对其功能特性进行鉴定。4。6非安全级电路总则为实现非安全级电路与安全级电路或相关电路之间的独立性,应遵循下列各项要求。461 除了464允许的情况以外,非安全级电路应按513515或56中规定的最低分隔要求与安全级电路或相关电路进行实体分隔,否则该非安全级电路应按相关电路处理(见图2)。462除了464允许的情况以外,非安全级电路应使用隔离装置、屏蔽和布线技术或分隔距离等措旌,与安全级电路或相关电路在电气上进行隔离,否则该非安全级电路应按相关电路处理(见图1、图2)。463在非
13、安全级电路与安全级电路或相关电路之间不满足最小分隔距离或无电气隔离的情况下,应分析其影响,并证明安全级电路的性能不会因此而降低至不可接受的程度,否则该非安全级电路应按相关电路处理。464非安全级低电平仪表信号电路和控制电路,若满足下列条件,则不要求与相关电路进行实体分3GBT 13286-2008隔或电气隔离:a)非安全级电路未与任一冗余序列的相关电路的电缆一起敷设;b)通过分析,证明该非安全级电路不会导致安全级电路的性能降低至不可接受的程度,分析中应考虑有关电路的类别及其可能具有的能量。47机械系统安全级电路应采取适当的敷设或保护方式,以防因一个序列的机械设备故障,而导致冗余系统或设备执行其
14、安全功能所必需的安全级电路或设备的失效。当安全级设备或电路用以缓解某一机械系统故障或误操作所带来的后果时,应考虑这些故障或误操作对其序列本身的影响。同时,应考虑因机械系统的故障、误操作或运行而导致管道甩动、射流冲击、喷水、辐射、增压、温升或湿气对冗余电气系统的影响。此外,还应考虑由旋转设备或高能系统故障导致的飞射物潜在危害。48构筑物和设备安全级电气系统应在未经设计基准事件鉴定的构筑物和设备发生故障期间及之后,保持其独立性和冗余度。49防火系统当冗余序列的设备和电路应布置在同一固定式防火系统的作用范围内时,应对这些设备和电路与防火系统的设计进行协调,使安全级电气系统的独立性不致受到损害,并应考
15、虑消防系统的误动作对设备间和电缆通道的影响。410火灾4101发生在一个安全级序列内的电气火灾,不得导致其冗余序列的功能丧失。4102冗余的安全级设备和电路间应保持独立性,以使其安全功能的执行不受火灾危险区的火灾影响。5实体分隔准则51电缆和布线通道511总则5111区域的分级应对安全级及其相关电路的电缆敷设和设备区域进行审查,查明是否存在诸如高能管道、飞射物、易燃物质、着火源和水淹等潜在危害。这些区域应作划分如下:a)非危险区(见513);b)低危险区(见514);c)危险区(见515)。早在设计初期,即应通过隔离的房间等设施来提供与潜在危险损害程度相当的分隔。如果具备足够的散热能力,房间或
16、区域的两侧亦可用作分隔。5112最小分隔距离51121在满足下列准则的前提下,采用513-515中规定的最小分隔距离,即可获得符合要求的实体分隔:a) 所有有关的电缆应满足EJT 705中关于防止火灾蔓延的要求;b)外露电线管应采用金属材料(参见EJT 590),其他外露布线通道应采用不可燃材料;c)穿过防火屏障的布线通道,其防火封堵应具有与所防火灾危害相当的耐火能力;d) 敞开式桥架仅限于梯架或槽式桥架;e)封闭式桥架可以是带实心盖的实心底槽架,亦可以是敞口和底均采用实心护罩的敞开式桥架。这些距离仅反映了为维持独立性而需实体分隔的最小可接受距离。其他诸如维护、拉线和端接等要求则需更大的距离。
17、4GBT 1 3286-200851122在513515中,分隔距离被分为以下三组:a) 敞开结构对敞开结构:包括敞开桥架对敞开桥架、敞开桥架对外露电缆以及外露电缆之间;b)封闭结构对封闭结构:包括封闭桥架对封闭桥架、封闭桥架对电线管以及电线管之间;c)封闭结构对敞开结构:包括封闭桥架对敞开桥架、封闭桥架对外露电缆、电线管对敞开桥架以及电线管对外露电缆。如果为适应电厂实际情况的限制需要用更小的分隔距离,应按5113的规定确定该距离。5113更小的分隔距离对小于51_3515规定的分隔距离,可根据对拟采用的电缆敷设方式的分析加以确定。对小于513和514规定的分隔距离,其分析应有试验依据。该试验
18、要考虑绝缘和护套材料、布线通道充填率、布线通道类型和布置等特点,以确定该电缆安装方式的阻燃特性。对小于515规定的分隔距离,应考虑其危害程度(火灾范围或管道破口大小)和减轻后果的措施(如喷洒装置)。512标识外露的安全级及其相关电路电缆布线通道,应在其穿越封闭区域的进、出门处及该通道上每隔不大于45 m处设置永久性的标识。该标识应在电缆安装前加以设置。敷设在该布线通道内的电缆,应以15 m左右的间距设置耐久标识,以便一开始就能查明其敷设是否符合分隔准则。该标识应在电缆敷设之前或同时设置。安全级及其相关电路的电缆,应按照设计图纸或电缆清单的要求,在其各端设置永久性标识。为满足上述要求,所采用的标
19、识方法应能方便地区分冗余安全级系统、安全级与非安全级系统以及不同冗余安全级系统的相关电缆。513非危险区该区域所适用的最小分隔距离的确定依据仅限于电气设备和电缆的内部故障。5131区域的规定满足下列要求的区域定为非危险区:a)该区域内无高能设备(如大功率的开关装置、变压器、旋转设备),也不存在飞射物、管道损坏或火灾等潜在危险源;b)该区域内的电路应限于仪表和控制功能,以及仅为本区域内设备服务的电源设备和电缆;c)该区域内的电源电缆应安装在封闭的布线通道内;d) 应通过对运行和维修活动的行政管理措施来限制和控制潜在危险的引入。5132非危险区的边界非危险区的边界满足下列要求:a)该区域应以防火屏
20、障为界与邻近的其他区域隔离,该屏障应具有与可能存在的火灾危害相当的耐火能力,或者应具有3h的耐火能力;b)该区域应以能抵挡该处设计基准危险的屏障为界,与邻近的任何管道危险区或飞射物危险区隔离。5133敷设要求按第4章要求需进行实体分隔的电路,其最小分隔距离如表1所示。表1 非危险区域的最小分隔距离敞开结构对敞开结构 水平方向为25 cm,垂直方向为75 cnl封闭结构对封闭结构 水平方向为25 cm,垂直方向为25 cm封闭结构对敞开结构 水平方向为25 cm,垂直方向为75 cm8如果封闭结构在敞开结构之下,垂直分隔距离可以减少到25 cm。GBT 13286-2008这些分隔距离应用实例如
21、图4所示。在上述最小分隔距离无法得到满足的场所,应在需隔离的电路问设置屏障。图5图7通过实例给出了在上述情况下可接受的屏障布置。514低危险区该区域所适用的最小分隔距离的确定依据仅限于电气设备和电缆的内部故障。低危险区为电厂内无飞射物、非电气火灾和管道甩动等潜在危害的区域。注:在低危险区和非危险区这两个区域内,损坏电路的能量仅来自该区域电气设备或电缆的内部故障。低危险区与非危险区之间的主要区别在于,非危险区内的电源电路和设备是受到限制的。按第4章要求需进行实体分隔的电路其最小分隔距离如表2所示。该表格根据电缆的不同类型和截面及其之间的不同组合情况,分三个栏目给出不同的最小分隔距离要求。表2低危
22、险区的最小分隔距离区域内仅有控制和仪表电 区域内含有中压动力电缆(和非危险区的要求一 区域内含有截面在70mm2缆及截面在70 mm2及以上及以下的低压动力电缆时样)时 的低压动力电缆时水平方向为25 CTll, 水平方向为15 cm, 水平方向为09 ITl,敞开结构对敞开结构垂直方向为75 cm 垂直方向为03 111 垂直方向为15 m水平方向为25 cm, 水平方向为25 CI1, 水平方向为25cm,封团结构对封闭结构垂直方向为25 CTll 垂直方向为25 CITI 垂直方向为25 cm水平方向为25 cm, 水平方向为15 cm, 水平方向为09 m,封闭结构对敞开结构垂直方向为
23、75 cm 垂直方向为03一“ 垂直方向为15 m“68如果封闭结构在敞开结构之下,垂直分隔距离可以减少到25 cm。b如果在敞开结构中,回路仅限于控制和仪表回路,最小分隔距离可以减少到水平方向25 cm,垂直方向75 cm。这些分隔距离的应用实例如图4所示。当表2的最小分隔距离不能保持时,在这些需要分隔的电路之间应设置屏障。图5图7列举了在不能保持其最小分隔距离的地方可接受的屏障布置。515危险区在危险区内,应按516518的要求,采用对电缆敷设的限制条件或特殊的实体分隔等综合措施,使安全级系统冗余序列的独立性保持在可接受的程度之内。非安全级与安全级或相关电路之间的最小距离应该满足514的要
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