ICS27.120.99 F 83 备案号：57421—2017 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 20421.1—2017 核电厂安全重要电缆状态监测方法 第1部分：总则 The condition monitoring methods of cable important to safety in nuclearpower plantsPart1:General 2017-02-10发布 2017-07-01实施 国家能源局 发布 NB/T20421.1—2017 目 次 前言， II 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4状态指标 4.1概述.. 4.2化学指标 4.3物理指标， 4.4电气指标 G 5 不同类型有机材料状态指标的适用性 2 破坏性和无损状态监测 6 7状态监测在设备鉴定和老化管理上的应用 3 7.1概述 7.2 应用状态监测确定鉴定寿命 7.3应用状态监测延长鉴定寿命 7.4 应用状态监测来建立和评估鉴定状态 7.5应用基准数据 参考文献 NB/T20421.1—2017 前言 NB/T20421《核电厂安全重要电缆状态监测方法》分为5部分： 第1部分：总则； 第2部分：压痕模量； 第3部分：断裂伸长率； 一第4部分：氧化诱导技术； 第5部分：光时域反射。 本部分为NB/T20421第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由能源行业核电标准化技术委员会提出。 本部分由核工业标准化研究所归口。 本部分起草单位：中广核核电运营有限公司，苏州热工研究院有限公司，中国核电工程有限公司， 上海核工程研究设计院。 本部分主要起草人：高超、余加银、陈吉胜、吴超、钟帆、刘韬、尚雪莲、陈磊、崔忠。 II NB/T20421.1—2017 核电广安全重要电缆状态监测方法第1部分：总则 1范围 NB/T20421的本部分规定了电缆状态监测方法的-一般要求。 本部分适用于核电厂安全重要电缆的状态监测，也适用于含有机或聚合物材料的其他设备的状态监 测。 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，仪所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/T20087一2012核电厂安全重要仪控电缆老化管理指南（Agingmanagementguidancefor instrumentandcontrolcablesimportanttosafetyfornuclearpowerplants) IEEEstd323核电厂1E级设备鉴定标准（IEEEstandardforqualifyingclassIEequipmentfornuclear powergeneratingstations) 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 状态指标 conditionindicator 构筑物、系统或部件所具有的可被观察、测量或显示趋势的特征，可用于推断或直接表明该构筑物、 系统或部件当前和未来在合格标准范围内运行的能力。 [NB/T20063—2012，定义6.1.14] 3. 2 状态监测 conditionmonitoring 对构筑物、系统或部件的性能或物理特性进行连续或定期的测试、检查、测量或趋势预测，以表明 当前或未来的性能和发生故障的可能性。 3. 3 设备鉴定 equipmentqualification 通过分析、型式试验或运行经验获得的证据，证明在规定的运行条件和环境条件下设备能按规定的 准确度和性能要求起作用。 [NB/T200632012，定义6.1.11] 3. 4 1 NB/T20421.1—2017 安全重要电缆cableimportanttosafety 属于某一安全组合的一部分和/或其失效或故障可能导致对厂区人员或公众的辐射照射的电缆。 3.5 鉴定状态qualifiedcondition 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：鉴定状态与表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. 6 鉴定寿命qualifiedlife 一个构筑物、系统或部件通过试验、分析和(或)运行经验已证明其能够在特定运行工况下在验收标 准范围内运行，同时保持在设计基准事故或地震条件下能够实施其安全功能的时间。 [NB/T20063—2012，定义6.1.8] 3. 7 使用寿命servicelife 。个构筑物、系统或部件从初始运行到最终退役的时间。 [NB/T20063—2012，定义6.1.10] 4状态指标 4.1概述 状态监测仅适用于安全功能降级和被监测部件的老化劣化之间存在明确关联性的设备。这种关联 性应在设备鉴定过程中建立，同时应考思到高加速因子的加速老化过程中所出现的限制性影响。 状态监测方法依据的是材料总体降质过程的可测量指标。为了测量部件的自然老化状况，需要以 破坏的方式取样测量，或者在现场通过以无损的方式来测基。考虑到不影响设备的正常运行，优先采 用无损测量方式，然而般在现场采用这种测量方式时很难满足重复性和准确性的要求。 对于有机材料，一系列化学反应导致的老化可能使得设备的重要安全功能降级或失效，这些化学反 应包括可导致聚合物结构改变的分子键断裂和交联。对于状态监测方法而言，应找到直接或间接的方 式来跟踪这些反应。常用的状态监测方法分为如下儿类，详细监测方法见本系列标准其他部分。 4.2化学指标 第一类关键的指标是被监测材料的化学性质。有机材料的降质机理就是：系列的化学反应，在此 期间，聚合物的化学结构发生了改变。老化过程中材料化学性质的改变为监测老化降质提供可能。对 化学指标的监测技术有很多种，其中有一些是监测聚合物链自身的降解，另些是监测降解相关的副反 应。 4.3物理指标 第二类关键的指标是被监测材料的物理性质。有机材料的降质体现在材料物理性质的变化上（如抗 张强度，伸长率和硬度）。通过对这些物理特性进行测量，可以建立这些参数与材料老化情况的关联。 4.4电气指标 2 NB/T20421.1—2017 第三类关键的指标是被监测材料的电气性能。这类技术中的很多方法是针对电气绝缘介质中的聚 合物材料而开发的。这类技术可分为如下两种： a）测量材料的介电特性； b）监测系统正常运行时的电气响应。此种技术通过比较实测值与原基准值的差异实现，无论是由 于老化还是物理损伤导致的，这些差异都可作为材料降质的迹象。 5不同类型有机材料状态指标的适用性 目前还没有·种适用于所有有机或聚合物材料的状态监测方法，本标准的基本要求是状态指标应能 敏感地反映设备老化效应。有效状态指标的重要特性是其在老化退变过程中显示出单调变化趋势，并 且该趋势与安全相关性能是有关联的。长时间不变化然后突然发生剧变的指标并不适用于预测分析， 比如半结晶材料（交联聚乙烯和热固性树脂等）的机械性能。 核电厂仪控设备中使用的不同聚合物材料的状态监测指标适用信息见NB/T20087—2012的表D.1。 6破坏性和无损状态监测 状态监测方法可以是破坏性的或无损的，区分的依据是材料的测量或取样是否对设备运行或未来老 化产生影响。无损状态监测更适用于电缆的现场测量，因为电缆在现场较容易测试。其他情况下，一 般是通过留样试样或者可替代试样来进行状态监测。 如果可用留样试样或部件可以更换，则可以考虑使用很多状态监测方法，包括破坏性的方法。在 这种情况下，状态监测可以应用于老化材料（一般是指用于电气绝缘、密封等的有机材料）可获取的所 有类型设备。 7状态监测在设备鉴定和老化管理上的应用 7.1概述 状态监测作为核电厂电缆鉴定和老化管理的重要部分，有以下一种或多种目的： a）通过实验室模拟老化确定影响鉴定寿命的加速老化因子； b）延长鉴定寿命： c）建立鉴定状态； d）定期评估设备安装后的状态，并与鉴定状态相对比。 状态监测也可用于确定设备中老化敏感材料的降质是否在允许范围内。 7.2应用状态监测确定鉴定寿命 7.2.1确定鉴定寿命 鉴定寿命是在实验室对样本进行加速老化后通过模拟设计基准事件进行功能验证确定的。加速因 子指的是实验室模拟环境和正常运行环境下的降质速率比值。状态监测可用来确定热老化加速因子所 需的活化能。 7.2.2确定热老化加速因子 加速热老化下，加速因子F通常是由如下阿伦纽斯方程计算得出： 3