测量到的是故障电缆屏蔽层远端到故障点处的电压,关于表面沾污仪的核素选择

发布时间:14-11-12 17:20分类:技术文章 标签:表面沾污仪
核辐射检测仪器广泛应用在核工业边检及环境监测中。可检测工业放射源在操作过程中的挥发、溢出或洒落以及密封源的泄露等问题。另外还可对进口材料进行检验,对环境及居住地工作环境进行安全评估等。涉及公民人身财产安全、国土安全、健康、环境保护等多个领域,由于核辐射检测仪器种类繁多,本次介绍的型号为表面沾污仪,举例仪器为como170。
在介绍之前*来了解关于辐射的一些小知识。
核素:具有特定质量数、原子序数和核能态,又可以被观察到的一类原子。
放射性:核素释放出的射线的性质被称为放射性。
放射性核素:具有放射性的核素。
辐射:波或粒子形式向周围空间或物质发射并在其中传播能量(如声辐射、热辐射、电磁辐射等)的统称。
电离辐射:电离辐射指高能电磁辐射和粒子辐射,这类辐射又称为射线。
电离辐射的来源:宇宙射线、放射性物质:分天然和人工两种。
电离辐射安全标准及防护:电离辐射分为外照射和内照射两种。外照射指来自指来自被辐照机体之外的照射
主要关注的是γ射线,由于α射线穿透能力比较弱因此在外照射的研究里可以忽略,β射线穿透本领介于上述两种射线之间,它的外照射危害在近距离上也不能忽视。
内照射,放射性物质进入并沉积在人的体内,从内部进行照射。
防护原则和措施:控制时间,剂量和照射时间成正比
控制距离,辐射剂量率和距离的平方成反比,实施屏蔽,根据辐射性质的不同实施不同的屏蔽。
外照射防护原则和措施:α射线不考虑,β射线有机玻璃铝片,γ射线高密度金属材料如铅铁等。
内照射的防护原则和措施:防止放射性物质进入体内,针对吸入、摄入、伤口渗入三个途径。
放射性物质进入体内,要采取措施加快体内的放射性物质的排出。正确使用个人防护用品如防护服、口罩、气盔严格执行卫生制度、工作场所及时清洁。
了解辐射及防护原则之后下面*来介绍一下表面沾污仪的应用及使用方法。仪器的原理是根据污染控制水平对表面污染的物体货物等进行检测分析来确认有无放射性物质及测量其强度。用于物品和放射性物质污染的测量。
在检测前应当做一些检测准备,具体应根据不同的辐射环境选择不同材质的防护设备用品,如一次性口罩、手套、乳胶手套、防护护镜、帽子、防护服、个人剂量计等。
检测流程:对于被检测物体等,应选择无异常辐射的区域测量天然本底值。巡检和定点检测,巡检指采用便携式仪器对箱体或者货物等进行扫描式检测,或者按照要求进行布点监测,由于α、β射线射程短,应保证检测面到探测窗的距离在4-10CM之间。对于可能存在的其他污染物,可以考虑使用γ剂量率仪来排查。
关于表面沾污仪的核素选择,对于α辐射体:考虑通过食入途径、吸入途径对消化道和呼吸道的内照射危害,以Am-241作为参考核素。对于β辐射体:根据Sr90/Y90制定,对于毒性较小且β能量辐射较低的核素,其安全系数较大。
污染的判定标准:α的值大于或等于0.04Bq/cm2 ;β值大于或等于0.4
Bq/cm2,γ剂量率等于或大于三倍本底水平时应该进行后续分析严格管控。
表面沾污仪测量单位介绍:
计数率CPS:每秒探测到粒子的计数,*直接的表达方式。
剂量率usv/h:测量单位时间内组织吸收量的增量,常见于γ检测仪。
表面污染水平(Bq/cm2):测量单位面积上的α、β活度值,由于α、β很容易被屏蔽,某些条件下的α和β射线无法被检测到。
仪器的操作介绍:
上图所示为仪器主机及可选扩展探头,仪器的LED显示屏下方的两个插口可以与扩展探头连接,以满足不同的测量需要。仪器的控制区域共有五个按键,从上到下从左至右分别是:电源键(开启关闭仪器主机进入主菜单)、声音键(设置开启关闭仪器声音,也对应菜单返回键、三角键(上下三角键进行菜单上下选择)、圆型键(确认键)。仪器把手部位有一个旋钮,拧开后安装两节五号电池为仪器供电。
仪器开机:电池安装完毕后按住电源键开机(*个按键)并有声音提示,仪器会自检并进入主测量界面。仪器进入测量主界面,可按电源键进入菜单通过上下键翻页,选择nuclide
selection 进入核素选择菜单。一般选择 CPS α/β
γ,也可参考前文的核素选择描述及根据实际测量要求来选择。选择完毕后按中间圆按键确认选择。核素选择完毕确认之后仪器及被返回主测量界面,测量时应手握仪器距离被测物品表面2-10CM测量。
测量主界面如上图所示,*上端一行显示的是所选核素种类和测量单位图中所示指
CPS计数测量,测量核素为β和γ报警值为50CPS。Gross所示代表着不同的测量模式,分别为gross
总测量值(含天然本底)和net
净测量值(扣除天然本底)。中间显示的为实时测量值,如果想保存该测量值可以按住圆键等稳定结果后仪器会提示是否保存。*下端为仪器的虚拟表盘,用于直观提示量的变化。
设置菜单介绍:设置菜单,在测量的主界面按电源键进入(上下三角键选择圆心键确认喇叭键返回)。设置菜单包含下列子菜单。
unit 单位,(单位设置) background 本底测量(用于net模式扣除本底) gross
measure 测量模式 (gross包含本底和net扣除本底) stored data records
储存数据记录包含(view data records 浏览储存数据、enter remark
添加备注、last record delete 选择删除数据、all records delete
删除全部数据) Nuclei selection 核素选择(选择相应的核素) main menu
主菜单(进入特别设置菜单) device switch off 仪器关闭
(关闭仪器也可长按电源键关机)。也可进入main menu
菜单(需输入密码)进行更多的设置(绝大多数不需要进行设置),包含以下子菜单。
Nuclei settings 核素设置 :选择核素、设置核素快捷菜单。 measure settings
测量设置: 设置本底值测量、平均值、探测窗面积、测量模式等。 meas value
storage 储存设置:设置储存参数、快捷储存、浏览删除数据等。 other
parameter其他设置:设置更改管理密码、日期时间、对比度等。 acoustics
声音设置:设置按键声音、报警声音、脉冲声音提示。
在仪器的使用过程中为免去不必要的麻烦应当注意一些相关的注意事项以便于延长仪器的使用寿命精度等。
如在搜寻或探测模式进行查找放射源时应注意探测窗的保护,如果有磕碰应当对着光源检测探测窗是否有破损。以防凸起物等破坏仪器探测窗。
在预警工作搜寻时应穿戴相应的辐射服等注意安全,在高辐射地点或物品测量完毕时应注意进行相应的清洗工作防止污染其他区域或引起下次测量值的干扰。
不常用时应取出仪器电池并盖上底部探测窗保护盖进行妥善保存。

发布时间:14-10-16 10:02分类:技术文章 标签:电缆故障定位
本节将介绍电缆外护套故障预定位的方法和原理,并列出这些方法的优缺点。在介绍之前,*强调一下后面文章中所用的符号的含义:
文章中所用物理符号的含义
其中,L为电缆的总长度,下标为N的代表故障电缆近端的物理量,F代表故障电缆远端的物理量。
使用比较法或电压降法进行预定位
根据下图所示,测试时在电缆屏蔽层和大地之间连接一个恒流源G(用Black表示)。进行测试时,被测电缆的两端需要全部断开,以防突然上电造成事故!如果电缆外护套存在故障,那么从仪器中流出的电流经过故障点电阻(Rfault),流经大地,返回仪器。
电流流过的距离为LN(从电缆近端到故障点),又因为屏蔽中存在电阻,所以会产生几毫伏的电压UN。
将电压表连接到测试系统中(没有故障的回路,用Green表示),可以使用故障电缆的线芯或其它完整电缆的屏蔽或线芯进行连接。电压表测量到的电压即为UN。
对于电压表使用的线芯,因为没有电流流过,所以线芯电阻不会被计入*终的电压测量值中。这也是电压降法相比于电桥法的优势之一。
在第二次测量时,恒流源加在辅助测量电缆和大地之间(辅助测量电缆为没有问题的电缆,用White表示)。电流流经辅助测量电缆,从故障电缆屏蔽层远端流向故障点,*终流入大地返回仪器。
此时电压表的接法不变,测量到的是故障电缆屏蔽层远端到故障点处的电压,即LF段屏蔽层产生的电压UF。同理电压表使用的线芯没有电流流过不会产生电压降。
根据
导体的电阻和导体长度成正比。因此电流恒定时,电压之比等于电阻之比,而电阻之比等于各段导体的长度之比。从而通过计算电压的比值,即可得到故障点的距离。
使用电压降法预定位故障点时,*重要的*是持续、稳定、可识别的电流。如果两次测试时使用的电流不同,会造成很大的测量误差。有两种方法可以避免上述测量误差。*种方法是使用高质量的恒流源,提供满足测量精度要求的电流。第二种方法是每次测试完毕后*计算出电阻数值,在进行下次测试。使用电阻值求故障点位置可以避免电流不同时引起的误差。
测试时,连线处的接触电阻会对测量精度产生一些影响。如果对精度要求较高,请注意降低接触电阻。
有时,测试的现场情况可能比较复杂,一段电缆的外护套有多处破损。这时,使用电压降法预定位故障点的精度*比较低了。对于有两个以上故障点的电缆,需要调整仪器输出电压,随着测试电压不断升高,击穿电压较低的故障点*被定位出来,随后击穿电压较高的故障点才能被定位出来,如下图所示。测试仪器并不能判断哪个故障点是*个,哪个是第二个,因此仪器会给出这两个故障点之间的一个位置(通常是电缆长度的一半)。如果测试结果为故障点位于50%的电缆长度处,那么*要进行更详细的测试,判断电缆外护套有多个故障点还是单一故障点确实位于电缆中央。
使用双极性电压降法测试
为了提高电压降法预定位电缆外护套故障的准确性,可以使用双极性法测试。双极性法可以有效降低热效应和化学物质产生的干扰。
导体上的温差可能会导致导体发生极化,产生极化电压,如果在测量过程中把这个电压纳入计算,将会极大地影响测量的准确性。一些化学元素也会产生干扰电压,例如金属矿石和土壤中的盐分。另外湿度也会影响*终的测量结果。使用双极性法测试可以排除这些干扰因素的影响,使测量结果更精确。
电压降法的优点和缺点 电压降法的优点有:
•相比于电桥法,电压降法的预定位精度显著提高 •高灵敏度
•可以忽略辅助测量线缆的电阻 •可以忽略屏蔽和线芯电阻的区别
•不需要进行复杂的计算 •测量时间短,不需要等待电桥平衡
•对测试线的接触电阻不敏感 电压降法的缺点有:
•对于一段线缆上的多点故障不能有效定位 使用电桥法进行预定位
不同于电压降法使用电压进行位置计算,电桥法通常使用电阻比值进行计算。因此一切会干扰电阻数值的因素都必须被排除,电桥与被测电缆的接触电阻也需要特别注意。测试者可以通过清理连接面、使用大夹钳替代小夹子连接等方法降低接触电阻。
电桥法测量时,接入测试系统的电缆的电阻必须均匀,并且在测量过程中不能有任何变化。一些老旧、内部有水或存在腐蚀的电缆,它们的屏蔽层电阻*不能满足要求。另一些屏蔽层有交联或接头的电缆也不能满足测试需求。如果对这些问题不加以考虑,*后得出的测量结果可能偏差过大。
对于外护套上有石墨涂层的电缆,因为石墨层电阻较小,测试电流不经过大地,而是经过石墨涂层流回仪器。
电缆外护套故障的预定位可以通过高压电桥完成,在测试时需要连接一根参比电缆,此电缆必须完整且没有外护套故障。下图是电桥法预定位的接线图。
可以使用任何高压电源提供测试电压。
调整完电桥后,可以通过下式计算故障点距离: 电桥法测量的缺点
电桥法测量干扰因素很多,例如:
•测量电流的强度:电流强度对测量的精确度有影响;定位外护套故障需要较大电流和电压
•环路电阻 •高压发生器和测量系统的接入电阻,电位计和测量系统的接入电阻
•电位计的灵敏度 •电位计的线性度 •测试线的接触电阻会影响精确度
•不能检测多处故障

发布时间:14-10-16 10:03分类:技术文章 标签:电气装置 2
建筑电气装置的测量
除了测量之外,对设备的外观检查也很重要(比如绝缘材料的颜色,导体型号,可靠的接地,使用的材料)。同时,在想要了解电气装置的功能时,需进行一些功能测试,比如电机转动方向,加热系统等。本文将详细讨论测量原理及实践。
不论使用哪种测量仪器测量参数(绝缘电阻,接地电阻,故障回路阻抗等),测量结果都必须是正确可靠的。
由于存在误差,测量结果必须进行校正。EN61557标准规定了不同参数的*大允许误差。
参数 允许误差 测量结果的校正 绝缘电阻 ±30% R×0.7 故障回路阻抗 ±30% Z×1.3
保护导体等的电阻 ±30% R×1.3 接地电阻 ±30% R×1.3 接触电压 (+20%/-0%)UL
R+5V(UL=25V) R+10V(UL=50V) RCD断电时间 (±10%)tL R+0.1tL(标准RCD)
R+0,1tLmax.(Sel.RCD) R–0,1tLmin.(Sel.RCD) RCD断电电流 (±10%)IΔN
R+0,1IDN(上限) R–0,1IDN(下限) 表1.测量结果校正 其中: R:仪器的测量结果
UL:*大接触电压(25或50V) tL:RCD断开时间 tLmax:RCD断开时间*大值
tLmin:RCD断开时间*小值 IΔN:RCD额定差动电流 2.1、绝缘电阻
电气装置的带电部分及主动导体(例如仪器外壳)之间的绝缘电阻,是防止人体接触到电源电压的*基本的安全参数。带电体之间可能存在短路及漏电流,故带电体间的绝缘电阻也非常重要。
图8.接线柜绝缘失效情况
上图显示了由于接线柜绝缘材料的失效,相线与金属外壳之间绝缘失效。此时产生一个故障电流If,流向保护线并经过接地电阻流向大地。在RE上产生的压降称为故障电压。
不同的绝缘材料适用于不同的场合,例如电缆,连接部分,配电柜绝缘材料,开关,电源插座,外壳等。不论使用什么样的绝缘材料,绝缘电阻应该达到规定的大小,因此需要测量绝缘电阻。
2.1、绝缘电阻测量的介绍
电气装置*次与主电源连接之前需要测量绝缘电阻。测量时,应闭合所有的开关,断开所有的负载,以确保测量不受负载的影响。
测量原理如下: 图9.绝缘电阻测量原理 U-I原理 测量结果=Ut/I=Ri 其中:
Ut:直流测试电压(由电压表V测量)
I:经过绝缘电阻Ri的测试电流(由电流计A测量) Ri:绝缘电阻
测试电压的选择,依赖于被测绝缘电阻所在主电源的额定电压,测试电压有以下几种选项:
•50VDC •100VDC •250VDC •500VDC •1000VDC 2.1.1、绝缘电阻的测量—导体之间
在所有导体之间进行绝缘电阻的测量,按照以下步骤:
•分别测量相线L1,L2,L3和中性线N之间的绝缘电阻
•分别测量相线L1,L2,L3和保护线PE之间的绝缘电阻 •分别测量相线L1和L2、L3
•测量相线L2和L3 •中性线N和保护线PE之间 图10.绝缘电阻测量示例 注意:
•开始测量前关闭主电源! •测试过程中所有开关要闭合!
•测试过程中所有负载要断开! 下表显示了绝缘电阻*小值的规定 电源额定电压
额定测试电压(V) 所允许的绝缘电阻*小值(MΩ) 安全低电压 250V 0.25
安全低压~500V 500V 0.5 大于500V 1000V 1.0
表2.相线之间绝缘电阻的*低允许值 2.1.2、不导电的墙体和地板
在某些场合下,我们会期望房间与保护接地导体间完全绝缘(例如:在实验室中进行特殊的试验等)。在这种房间内不会受到电击,地板和墙都是由绝缘材料做成,且在安装电气设备时应满足:
•出现绝缘故障的情况下,不可能同时触碰到电位不同的导体
•不可能同时触碰到主动及被动导体
在这种房间内,将故障电流引入到大地的保护接地线PE是不允许存在的。
绝缘的墙和地板保护操作者在绝缘故障的情况下不受电击。
使用绝缘电阻测试仪,测量非导电的墙和地板的绝缘电阻时,应按照以下步骤进行(使用下述特殊的测量电极)。
图11.测试电极
在测试电极和保护接地PE间进行测量,注意保护接地PE一定是在房间外。
为确保接触良好,应在测试电极和被测物(墙体或地板)之间放一块潮湿的布。测量时,应对电极施加一定的压力(地板测量时施加750N,墙体测量时施加250N)。
测试电压为: •500V:对地的额定电压小于500V •1000V:对地额定电压大于500V
正确的测试结果应大于: 50kΩ:对地的额定电压小于500V
100kΩ:对地额定电压大于500V 注意:
•测量时*好使用电压测试的两极(反向的测试端),并对测量结果取平均值。
•等测量结果稳定后再读数。 图12.墙和地板绝缘电阻的测量

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