核电厂仪控设备电子元器件质量控制
周文斌。
摘要：电子元器件作为组成仪控设备的一個个细小单元，它们既要独立、稳定地完成自身工作，还需协同实现仪控设备的控制功能，确保核电厂安全稳定地运行。因此，针对电子元器件的质量进行控制管理工作是十分必要的。本文首先列举可能对电子元器件质量产生影响的因素，进而详细介绍电子元器件质量控制措施，以期给予相关行业工作者一些帮助。
引言：
核电是一种清洁高效低碳的能源，是新能源的重要组成部分，更是我国未来能源可持续发展的重要基础。但由于核电厂核反应发电、变电、输电的一系列工作的特殊性，其安全性与稳定性尤其重要，仪控设备是保障核电站工作有序进行的重要工具，而电子元器件则是仪控设备的基础，因此电子元器件的质量间接又直接地决定了核电站工作是否能有序进行。
1.1 温湿度影响。
电子元器件的理想工作环境对于温度、湿度和气压等一系列指标都具有严格要求，当环境温湿度未超过电子元器件的承载极限时，电子元器件工作的稳定性、安全性与温湿度呈典型的反线性关联，也就是温湿度越高，设备灵敏度与使用寿命越低，电子元器件内外部金属易被腐蚀，绝缘材料绝缘性下降;当环境温湿度超过电子元器件承载极限时，电子元器件可能会出现直接击穿、断路等现象。这就要求核电站工作人员对电子元器件工作环境的温湿度进行实时监控，配置合理的温湿度控制设备，稳定环境中的温湿度，为电子元器件创造尽量适宜的工作环境。
1.2 海拔影响。
海拔对于仪控设备的影响主要表现在外部材料绝缘强度、分断能力和温升三个方面。海拔的上升意味着气压降低，空气变稀薄，温度、湿度也随之下降，进而使外部材料绝缘能力降低，当空气绝缘强度小于电场强度时，空气被击穿，电流形成通路，发生触电事故。仪控设备间隙被击穿使得电压下降，空气介质开关的灭电弧能力下降，设备的分段可靠性下降。海拔越高空气介质的冷却效果越差，设备散热速度慢，且海拔越高紫外线越强，紫外线的长时间照射对外部材料与内部电子元器件的寿命起到一定影响，为设备安全稳定地运行造成障碍。
1.3 出厂质量影响。
仪控设备内部有许多精密的电路和元器件，任何一个元器件的故障都可能影响整个设备的安全运行。相较于西方国家，我国仪控设备制造发展起步较晚，发展时间较短，许多核心技术尚未攻克，且电子元器件制造厂商有时候为赶进度或者追求当前经济效益，往往忽视产品的可靠性，在质量监督方面缺乏力度，导致产品质量不过关，埋下了多种安全隐患。因此在选取电子元器件时应根据仪控设备的功能要求和工作环境，合理选择元器件的种类、规格。考虑元器件工作时的受力情况，确定元器件的极限值，按降额设计理念选用合适的元器件。
1.4机械力的影响。
仪控设备在运输途中会因离心力与冲击等机械力产生振动，在安装至核电站后，由于日常工作中的正常使用与碰撞难免会产生振动。振动易造成仪控设备内电子元器件的磨损与松动，造成疲劳损坏，甚至发生严重变形，会对设备后续运行带来安全隐患。对有触点的电器元件而言，长期的振动易造成接触点接触不良;对于仪控设备外壳与底部固定装置而言，振动增大了材料内部剪力，如机械力超过材料承载范围，易出现裂缝或断裂。据可信数据显示，机械力的附加还会增大灰尘进入仪控设备的几率，降低设备运行安全性。
由于核电站仪控设备的特殊性，在针对仪控设备的电子元器件的选择时，工作人员应明确电子元器件选用原则，对于每类电子元器件的使用功能、性能特征、注意事项应具备一定的了解，编制电子元器件选购目录，重点关注电子元器件的质量等级与适用范围。在对电子元器件选取时，考虑的因素不局限于电子元器件对于仪控设备的工作环境是否适合，质量是否可靠，还需考虑电子元器件生产厂家的生产资质与生产能力，能否满足持续供货要求。在核电厂仪控设备研发初期，对于各类电子元器件的选择方案不尽周详，在针对各类电子元器件选型时，仅考虑性能是否满足要求，对于厂家资质与生产能力并未充分考虑，但在每一版新的设计方案更新后，电子元器件的选择也应进一步完善，为后续的研发与生产打好基础。
电子元器件的质量等级是指在电子元器件的制造、检查、筛选过程中对其质量等级进行评估判定，进而确定其质量等级。通常我们用军级、工业级、民用级三个等级来定义电子元器件质量等级，但这个质量等级的判定是从电子元器件的工作环境温度角度评判，但笔者认为，电子元器件的质量等级评定还需参照元器件生产时所选用的质量把控体系与生产工艺，以及检测所采用的手段及标准。由于国外技术封锁、国内电子元器件生产工艺落后等客观原因影响，电子元器件的采购很多时候只能依靠本国厂家生产，因此建议采取二次筛选手段，进一步确保电子元器件满足设计的质量等级。
2.3 降低电磁干扰。
仪控设备周围遍布电磁场与电磁波，不仅容易受到外界电磁干扰，内部各电子元器件间也存在互相的干扰。电磁干扰会降低和破坏仪控设备的灵敏度，且电磁干扰能量也会对人体组织器官造成伤害，危害工作人员健康。当电子元器件接收大量的电磁能量后可转换为大电流，在电阻较高的地方，易形成高电压，造成局部或整个回路的电击穿。为解决上述问题，可采取如下措施：首先从源头控制，选择电磁兼容性能满足设计需求的电子元器件;其次对电磁干扰传播环境进行控制，在仪控设备周围应按照设计标准及设置间距放置防电磁干扰仪，以达到清除外部电磁干扰的目的，针对仪控设备内部元器件间的相互干扰，应在部分电子元器件外部涂刷隔离剂。
3 结语。
随着用电量的逐渐增加，我国新建的核电厂也会逐渐增多，仪控设备也将大量投入使用，只有在源头上保证电子元器件的运行质量，对生产、检测、安装、使用的每个环节实施切实有效的控制，才能保证每个独立的电子元器件的稳定运行，进而确保整个仪控设备的安全。目前我国对于核电厂仪控设备的研究尚处于探索阶段，许多关键技术难题尚未得到解决，希望国家、科研机构能够投入更大的人力物力进行研究，早日实现技术突破。
参考文献：
[1]白涛，金成日，张春雷.核电厂仪控设备研制中元器件筛选问题的讨论[J].自动化博览.2013，31（4）：83—87.