摘要：为保证核电厂1E级电气设备与电路能执行所要求的安全功能，需对1E级与非1E级的电气设备和电路进行电气隔离。通过研究电气隔离标准，介绍电气隔离基本方法，梳理可作为隔离装置的设备，总结出隔离熔丝的额定值计算方法，并以某核电厂1E级直流及UPS系统为例，对各种隔离熔丝的合理取值进行计算，最后提供了核电厂电气隔离的系统设计与熔丝选型方案。

    0 引言
    核电厂1E级电气设备和电路在任何设计基准事件发生期间及之后均要求执行安全功能，这是保持核电厂安全运行的重要保证。为了避免非1E级电气设备和电路对1E级电气设备和电路产生影响，需对1E级与非1 E级的电气设备和电路进行隔离。
    IEEE 384-1992规定了核电厂1E级电气设备和电路的隔离总体原则，并经过了美国核管会R. G 1. 75导则背书，成为了适用于美国核电厂的总体性原则，也成为全球核电厂最广泛使用的隔离标准。该隔离的通用准则是将保持1E级电气设备和电路独立性的措施分为实体隔离和电气隔离两方面。由于这两种隔离要求从原理和方法上都有较大的区别，因此可将其分开来进行单独研究，本文将重点研究电气隔离。由于规范的要求比较笼统，而实际在具体问题中还需明确隔离装置的选择方法、设备参数的选择方法，因此本文以1E级直流及UPS系统为例，为核电厂电气隔离的设计与熔丝选型提供解决方案。

    1 核电厂1E级直流及UPS系统简介
    核电厂1E级直流及UPS系统是核电厂关键的系统之一，是核电厂重要的1E级电气系统。典型的非能动1E级直流及UPS系统由不接地的固定式蓄电池组、直流配电设备和不间断电源系统（UPS）组成，为安全有关设备及其配套的仪表、控制、监测模块提供可靠的电源。
    典型的核电厂1E级直流系统[3]由一个蓄电池组、一段直流母线和一个蓄电池充电器组成。在正常工况下，电源通过非1E级交流电机控制中心、充电器向1E级直流母线供电，同时对蓄电池浮充；当失去非1E级电源后，蓄电池向直流母线供电。直流母线向下游1E级和重要非1E级设备供电。
    1E级UPS系统由一台逆变器、一台旁路变压器和一段交流UPS电源母线组成。正常工况下，电源通过1E级直流母线、逆变器向1E级交流UPS母线供电；当逆变器故障或检修时，电源通过非1E级交流电动机控制中心、旁路变压器向UPS母线供电。UPS母线向下游1E级和重要非1E级设备供电。典型的1E级直流及UPS系统如图1所示。

    2 电气隔离
    IEEE 384-1992规定核电厂电气隔离的方法是使用隔离装置、屏蔽、布线技术或其任何组合对设备之间的电气连接进行分隔。隔离装置是核电厂最普遍使用的电气隔离方法，分为电力回路隔离装置和仪控回路隔离装置。

    2.1电力回路隔离装置
    IEEE 384-1992对电力隔离装置的要求如下：若施加在其非1E级侧的最大可信电压或电流瞬态并不会导致其另一侧电路的工作性能低于可接受的水平，则该装置可作为电力电路的隔离装置。核电厂1E级直流及UPS系统典型的隔离装置有充电器、逆变器、熔断器。
    2.1.1输入限流器
    充电器、逆变器均为输入限流器，在输出故障情况下，能将输入电流限制在可接受值，因此其本身可作为隔离装置，无需增加其它隔离装置。在图1中，充电器位于1E级和非1E级分界上，设备本身既承担了系统的功能，又承担了系统的隔离功能。
    2.1.2熔断器
    IEEE 384-1992规定熔断器在满足下列要求时可作为隔离装置：在其寿期内保持所设计的过电流保护能力；对于所有故障回路，其过电流一时间熔断特性应使其先于上游断开装置熔断；在不失去安全负荷功能的情况下，电源应提供足够的故障电流，确保正确的配合。根据该规范要求可推导出熔断器额定值计算方法。

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