廣東嶺澳核電站（二核）設(shè)計(jì)裝機(jī)容量2×990MW ，于1997年動(dòng)工興建，1號(hào)機(jī)于2002年5月投入商業(yè)運(yùn)行，迄今已連續(xù)安全運(yùn)行超過(guò)300d，2號(hào)機(jī)于2003年1月投人商運(yùn)，安全運(yùn)行超過(guò)60d。

      嶺澳核電站作為廣東大亞灣核電站（一核）的姐妹電站，常規(guī)島、核島系統(tǒng)均是在大亞灣核電站設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些必要改進(jìn)的。盡管兩個(gè)核電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)應(yīng)一致的，但二核常規(guī)島很多系統(tǒng)的設(shè)備卻與一核完全不同。例如：常規(guī)島的電動(dòng)頭就是一個(gè)典型的例子。

      1 IQ型電動(dòng)頭的應(yīng)用概況

      一核常規(guī)島電動(dòng)頭除了發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)GST027VN兩臺(tái)電動(dòng)頭改造為IQ型以外，其余的電動(dòng)頭均為R0T0RK公司生產(chǎn)的A型1400系列電動(dòng)頭，約有400臺(tái)。

      與20世紀(jì)80年代設(shè)計(jì)、建造的一核不同，二核常規(guī)島電動(dòng)頭全部采用R0TORK公司20世紀(jì)9O年代新推出的IQ系列智能型電動(dòng)頭。這是該公司原先A型電動(dòng)頭的換代產(chǎn)品，具有調(diào)整簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)。二核常規(guī)島電動(dòng)頭總共使用了390多臺(tái)各類(lèi)型IQ系列電動(dòng)頭，包括IQ系列10、12、18、20、25、35、40、70、90型規(guī)格，以及極少量的IQML7和IQL12可調(diào)節(jié)型電動(dòng)頭，輸入電壓均為交流380V，電動(dòng)機(jī)功率從0.05kW至7.5kW。這些電動(dòng)頭廣泛使用在常規(guī)島平行閘閥、蝶閥和截止閥上。其中：IQ10F10A、IQ10F10B4G型電動(dòng)頭共計(jì)182臺(tái)，占總臺(tái)數(shù)的46.7%，IQ12F10A、LQ12F10B4型電動(dòng)頭共計(jì)76臺(tái)，占總臺(tái)數(shù)的19.5%，即這兩種規(guī)格的電動(dòng)頭，占常規(guī)島電動(dòng)頭總數(shù)的2/3。

      2 IQ型電動(dòng)頭的特點(diǎn)

      IQ型智能化電動(dòng)頭在保留機(jī)械開(kāi)關(guān)式電動(dòng)頭主要功能的前提下，將電動(dòng)頭原先利用各種機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)的控制模式，革新成了以微處理器為控制核心的智能化控制模式。

      控制機(jī)械型電動(dòng)頭運(yùn)行的力矩控制開(kāi)關(guān)和限位控制開(kāi)關(guān)，均為機(jī)械式微動(dòng)開(kāi)關(guān)。機(jī)械型電動(dòng)頭力矩控制機(jī)構(gòu)為蝸桿傳動(dòng)式，需拆開(kāi)密封外殼通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧進(jìn)行力矩值調(diào)整；限位控制機(jī)構(gòu)為螺桿螺母式，也需拆開(kāi)密封外殼通過(guò)螺母位置調(diào)整實(shí)現(xiàn)行程控制調(diào)節(jié)。

      IQ型電動(dòng)頭則由電子感應(yīng)電路模擬機(jī)械式微動(dòng)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)相關(guān)控制功能。它能通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)元件精密地測(cè)量電動(dòng)機(jī)磁通變化，并經(jīng)微處理器迅速計(jì)算出電動(dòng)頭輸出的力矩值，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)力矩開(kāi)關(guān)控制功能。此外，通過(guò)霍爾感應(yīng)元件測(cè)量磁性脈沖計(jì)算出電動(dòng)頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)軸的輸出位移，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)限位開(kāi)關(guān)控制功能。

      IQ型電動(dòng)頭實(shí)現(xiàn)了通過(guò)紅外線遙控器進(jìn)行力矩值、限位開(kāi)關(guān)位置參數(shù)設(shè)定和調(diào)整的功能。因裝有EEPROM芯片，可安全記憶預(yù)先設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)，并具有故障自我診斷和報(bào)警功能。通過(guò)遙控器，電動(dòng)頭有關(guān)參數(shù)均可通過(guò)液晶屏顯示出來(lái)。電動(dòng)頭自診斷故障信息也能通過(guò)該液晶顯示器進(jìn)行查閱。

      IQ電動(dòng)頭裝有高性能9V電池，保證在主電源失去后，僅當(dāng)喚醒電路接通時(shí)，備用電池提供反映電動(dòng)頭轉(zhuǎn)軸位置變化的電力和LCD液晶顯示的電力。

      由于無(wú)需像機(jī)械型電動(dòng)頭那樣要拆開(kāi)外殼進(jìn)行力矩值、限位參數(shù)的調(diào)整，IQ型電動(dòng)頭整體設(shè)計(jì)上考慮了更多的密封性要求，以適應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境下能可靠運(yùn)行。該型電動(dòng)頭具有雙重防水、防塵密封結(jié)構(gòu)，能很好地保護(hù)內(nèi)部電氣元件。調(diào)試電動(dòng)頭執(zhí)行器無(wú)需打開(kāi)任何電氣箱蓋，具有參數(shù)調(diào)校方便、迅速、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

      IQ型電動(dòng)頭具有完善的自身保護(hù)系統(tǒng)，包括缺相保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)過(guò)載保護(hù)、熱耦保護(hù)、防瞬時(shí)反轉(zhuǎn)沖擊保護(hù)、自我診斷故障保護(hù)，另具有同步定相功能，即三相交流電源無(wú)論如何連接，電動(dòng)頭轉(zhuǎn)動(dòng)方向始終正確。

      相比較機(jī)械型電動(dòng)頭而言，IQ型電動(dòng)頭具有更精確的參數(shù)調(diào)節(jié)特性。在力矩關(guān)閉或打開(kāi)方式下，關(guān)閉或打開(kāi)力矩值可以電動(dòng)頭100%～40%額定力矩值之間任意選擇設(shè)定，并按1%的幅度增減。當(dāng)不需要“開(kāi)”力矩保護(hù)時(shí)，電動(dòng)頭還可設(shè)置為“加強(qiáng)”狀態(tài)，即打開(kāi)閥門(mén)的加強(qiáng)力矩可達(dá)140%的額定力矩值。限位參數(shù)的調(diào)節(jié)可達(dá)到電動(dòng)頭輸出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)7.5°的精度。

      3 電動(dòng)閥門(mén)動(dòng)作控制方式選擇原則

      IQ電動(dòng)頭可設(shè)置閥門(mén)打開(kāi)、關(guān)閉方式，包括：扭矩開(kāi)、限位開(kāi)和扭矩關(guān)、限位關(guān)。

      電動(dòng)頭正常操作閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，有兩種控制電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行的方式：一種是限位開(kāi)關(guān)式，即當(dāng)電動(dòng)頭帶動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉到位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)頭停止運(yùn)行；另一種是力矩開(kāi)關(guān)式，既當(dāng)電動(dòng)頭帶動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉到位并且閥門(mén)阻力負(fù)荷產(chǎn)生的力矩值逐步增大并等于電動(dòng)頭預(yù)先設(shè)定力矩值時(shí)，力矩開(kāi)關(guān)動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)頭停止運(yùn)行。

      結(jié)合具體閥門(mén)類(lèi)型的不同，所選擇的電動(dòng)頭閉合閥門(mén)動(dòng)作控制方式也不同。核電站常規(guī)島電動(dòng)閥門(mén)主要分為：平行閘閥、蝶閥、截止閥，根據(jù)這些閥門(mén)的操作特性，一般選擇截止閥電動(dòng)頭為力矩控制方式，選擇蝶閥、平行閘閥電動(dòng)頭為限位控制方式。

      從一核、二核常規(guī)島電動(dòng)頭的統(tǒng)計(jì)清單看，基本上是按照這一原則進(jìn)行電動(dòng)頭控制方式選擇的。常規(guī)島所有電動(dòng)閥門(mén)的打開(kāi)方式均為限位開(kāi)，蝶閥、平行閘閥為限位關(guān)，截止閥為力矩關(guān)的操作方式。

      4 IQ型電動(dòng)頭的安裝調(diào)試

      二核常規(guī)島近400臺(tái)電動(dòng)頭均為1998年、1999年訂購(gòu)的ROTORK公司IQ系列產(chǎn)品。在安裝調(diào)試期間，共記錄有66臺(tái)次各類(lèi)型故障。從故障分類(lèi)統(tǒng)計(jì)情況看，可分為兩種情況：

      （1）電動(dòng)頭內(nèi)在問(wèn)題。包括電動(dòng)頭本身制造質(zhì)量或運(yùn)輸、存儲(chǔ)不當(dāng)間接引起的內(nèi)在故障。如：電動(dòng)頭主板、輔助板卡、電子元件問(wèn)題，電動(dòng)頭板卡松動(dòng)、電動(dòng)機(jī)損壞等，這類(lèi)故障達(dá)26臺(tái)次。其中，真正板件故障僅14臺(tái)次。

      （2）電動(dòng)頭外在問(wèn)題。包括產(chǎn)品安裝、調(diào)試不當(dāng)、對(duì)新型電動(dòng)頭產(chǎn)品性能不熟悉而引起的故障。如：電動(dòng)頭內(nèi)部連線不正確，電動(dòng)頭遙控器使用不當(dāng)，離合器、凸輪等方面的機(jī)械安裝問(wèn)題，甚至誤以為電動(dòng)頭發(fā)生故障等。這類(lèi)操作不當(dāng)以及機(jī)械安裝問(wèn)題引起的故障記錄達(dá)40臺(tái)次，其中誤認(rèn)為有問(wèn)題的故障記錄達(dá)16臺(tái)次。

      ROTORK公司對(duì)嶺澳核電站提供的故障電動(dòng)頭主板，抽檢了其中4塊，發(fā)現(xiàn)有1塊主板的二極管虛焊，屬于主板制造質(zhì)量缺陷。專(zhuān)家分析認(rèn)為，這塊主板可能由于虛焊點(diǎn)長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)熱導(dǎo)致電路斷開(kāi)引起故障。另外3塊主板均由電容元件故障引起板卡故障。ROTORK公司認(rèn)為這類(lèi)故障原因可能是電動(dòng)頭在運(yùn)輸、裝配過(guò)程中碰撞、跌落沖擊引起的。

      從以上分析可看出，在安裝調(diào)試階段，由于不熟悉IQ型電動(dòng)頭的性能和安裝要求，外部原因故障比例高達(dá)61%，其中誤判故障的比例約占24%；電動(dòng)頭內(nèi)部原因故障比例僅占39%，真正板卡質(zhì)量故障僅占21%。

      5 IQ型電動(dòng)頭的維修使用

      從2001年6月份開(kāi)始，二核常規(guī)島部分電動(dòng)頭經(jīng)安裝調(diào)試合格后，陸續(xù)移交給生產(chǎn)和維修部門(mén)運(yùn)行和管理。運(yùn)行一年多來(lái)，各類(lèi)IQ型電動(dòng)頭運(yùn)行狀況總體還是令人滿(mǎn)意的，但也出現(xiàn)過(guò)一些缺陷和故障，主要包括以下幾方面的故障類(lèi)型：

      （1）電動(dòng)頭設(shè)置參數(shù)不當(dāng)或者主控報(bào)警故障。如力矩型電動(dòng)頭的力矩值設(shè)置過(guò)小，造成閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，形成內(nèi)漏故障；或者閥門(mén)開(kāi)度設(shè)置不合適，閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)。通過(guò)在線使用遙控器重新設(shè)置適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行參數(shù)，可以迅速地處理好這類(lèi)缺陷。此外，IQ型電動(dòng)頭內(nèi)部的9V電池電壓偏低引起較多主控報(bào)警故障，通過(guò)更換新電池并重新設(shè)置參數(shù)后，一般就處理好了這類(lèi)缺陷。該類(lèi)故障所占缺陷統(tǒng)計(jì)比例較大，高達(dá)70%～75%。

      （2）電動(dòng)頭其他故障，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械故障、電動(dòng)頭密封缺陷、電路接線端子松動(dòng)、電動(dòng)頭本體故障等。這類(lèi)故障較多，約占故障總數(shù)的15%～20%。

      （3）電動(dòng)頭電路板件故障。此類(lèi)故障只有3起，通過(guò)更換板件消除了缺陷，約占缺陷比例5%。

      （4）系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)選型問(wèn)題，如2CEX0O1VL電動(dòng)閥門(mén)由于管道壓差過(guò)大，造成閥門(mén)無(wú)法關(guān)嚴(yán)，只有改選更大容量的電動(dòng)頭。這類(lèi)故障只有1起。

      從以上分析可看出，IQ型電動(dòng)頭約90%的故障都是簡(jiǎn)單并易于處理的缺陷。其中大部分都無(wú)須拆開(kāi)電動(dòng)頭密封外殼就能處理。投運(yùn)初期的故障類(lèi)型，如參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)�，大多與工程安裝、調(diào)試遺留問(wèn)題有關(guān)。

      6 結(jié)束語(yǔ)

      與機(jī)械型電動(dòng)頭相比，IQ型電動(dòng)頭安裝調(diào)試和維修均很方便，具有明顯優(yōu)點(diǎn)。首先，校驗(yàn)和調(diào)整力矩和限位參數(shù)十分簡(jiǎn)單，精度高，無(wú)需拆開(kāi)電動(dòng)頭外殼，僅需一只遙控器，20min左右就能在現(xiàn)場(chǎng)完成，大大減少了維護(hù)工作量和時(shí)間。其次，設(shè)計(jì)采用了多重密封結(jié)構(gòu)，防水、防塵效果好，電器元件壽命增加，延長(zhǎng)了維修周期。第三，采用電子芯片技術(shù)取代機(jī)械裝置，減少了機(jī)械磨損部件，電動(dòng)頭整體可靠性得到提高。為此，IQ型電動(dòng)頭受到現(xiàn)場(chǎng)維修人員的歡迎。

      但從二核常規(guī)島IQ型電動(dòng)頭安裝、調(diào)試和運(yùn)行、維修過(guò)程中暴露出的問(wèn)題看，在應(yīng)用IQ型電動(dòng)頭時(shí)，應(yīng)注意解決以下幾方面的問(wèn)題：

      （1）要求工程設(shè)計(jì)部門(mén)或制造商及時(shí)提供根據(jù)系統(tǒng)閥門(mén)參數(shù)計(jì)算出各類(lèi)力矩型電動(dòng)頭的力矩要求值，以方便調(diào)試和維護(hù)時(shí)設(shè)定和校驗(yàn)參數(shù)。這樣可以減少電動(dòng)頭運(yùn)行初期頻繁出現(xiàn)的缺陷。
      （2）加強(qiáng)IQ型電動(dòng)頭的操作、調(diào)試和維修技能培訓(xùn)。這樣可大大減少安裝、調(diào)試中出現(xiàn)的低水平故障。
      （3）由于內(nèi)部電子元件和芯片多，拆、裝IQ型電動(dòng)頭時(shí)，一定要注意防止振動(dòng)沖擊對(duì)它的損害。
      （4）每臺(tái)電動(dòng)頭均配有通用遙控器，應(yīng)做好登記管理工作，以防止誤改動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行電動(dòng)頭參數(shù)。
      （5）應(yīng)編寫(xiě)專(zhuān)門(mén)維修程序，保證電動(dòng)頭維修質(zhì)量。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動(dòng)化儀表有限公司