信号伝送路の評価装置及び評価方法
【課題】高周波微弱信号システムでコモンモードノイズが信号電圧に変換される割合を評価し、ノイズによる信号への影響の受け易さを直接評価する。
【解決手段】原子力プラント内において、中性子束やガンマ線などの放射線検出器の信号を高周波信号として伝送する信号伝送路に外部から高周波のコモンモード電流を注入する電流注入装置７と、前記電流注入装置に予め定めた周波数の信号電流を供給する電流発生装置８と、前記信号伝送路に流れるコモンモード電流を計測する電流測定装置１０と、前記コモンモード電流によって前記信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧を計測する信号電圧測定装置１１と、前記電流測定装置と前記信号電圧測定装置とで測定された電流値及び電圧値が入力され、これらの測定値の比である変換比を算出する変換比算出装置１２とを備える。
【解決手段】原子力プラント内において、中性子束やガンマ線などの放射線検出器の信号を高周波信号として伝送する信号伝送路に外部から高周波のコモンモード電流を注入する電流注入装置７と、前記電流注入装置に予め定めた周波数の信号電流を供給する電流発生装置８と、前記信号伝送路に流れるコモンモード電流を計測する電流測定装置１０と、前記コモンモード電流によって前記信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧を計測する信号電圧測定装置１１と、前記電流測定装置と前記信号電圧測定装置とで測定された電流値及び電圧値が入力され、これらの測定値の比である変換比を算出する変換比算出装置１２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントに用いる高周波微弱信号計測システムに係り、特に、コネクタ等の接続部の施工状態をノイズによる計測への影響の観点から評価する、信号伝送路の評価装置及び評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化に対するニーズが高まり、様々な分野で高効率インバータの導入が進んでいる。原子力発電プラントにおいても、運転効率向上のために、原子炉再循環系などの大容量ポンプにインバータ電源を用いる割合が高まりつつある。インバータは、スイッチングと平滑化により所望の振幅と周波数の電圧を生成して負荷に供給している。特に、最近のスイッチング素子は、効率向上のために非常に高速にスイッチングすることができ、結果として生じる電磁ノイズは振幅が大きく、ＭＨｚオーダーの高周波ノイズが発生する。このため、原子力発電プラント内の電磁ノイズは増大する傾向になっている。
【０００３】
これに対し、原子力発電プラント内には、中性子計装システムや放射線モニタシステムなどの高周波微弱信号計測システムが設けられている。このうち、中性子計装システムは、原子炉に燃料が装荷されている全期間において、原子炉内の中性子束及び出力を計測及び監視する必要があり、特に停止時及び起動時に使用する中性子源領域モニタでは、微弱パルス信号を扱っているため高周波ノイズの影響を受けやすい。なお、最近では、中性子源領域モニタ及び中間領域モニタを一体化した起動領域中性子モニタが用いられている。
【０００４】
このような核計装システムは、原子炉安全保護系に指示値を出力するため、万一、その中性子検出器からの信号にノイズが重畳されると誤警報や誤スクラムを引き起こす可能性がある。同様に、放射線モニタシステムにも原子炉安全保護系に信号を供給するものが存在する。そのため、これらの計測システムに対する高周波電磁ノイズの影響を抑制するための施策や事前影響評価が重要となっている。
【０００５】
ここで、再循環系などの動力システムから中性子計装システムなどの高周波微弱信号系へのノイズ影響は２つの特性に分けて評価することができる。第１の特性は、ノイズ発生源から対象とする微弱信号系への伝搬のしやすさである。これは、微弱信号系にどれだけのコモンモード電流が伝搬したかを測定することで評価できる。第２の特性は、微弱信号系に伝搬したコモンモード電流による計測への影響のしやすさである。これは、コモンモード電流が芯線と戻り線の間に生じる信号電圧にどれだけ変換されるかを測定することで評価できる。第１の特性については、特許文献１において、プラント内に施工された状態におけるノイズの伝搬しやすさを測定する方法が開示されている。
【０００６】
図７は、従来例において、コモンモード電流が信号電圧に変換されるメカニズムを示したものである。図７において、信号伝送路１０１は芯線１０２及びシールド１０３の同軸構造で構成されている。信号伝送路１０１の一端は検出器１０５に接続されており、他端は信号電圧測定装置１０６に接続されている。また、信号伝送路１０１は、建屋接地線１０４とあるインピーダンスを持って高周波的に繋がってグランドループを形成している。
【０００７】
このようなシステムに対し、外部からの電磁ノイズは、通常コモンモード電流の形態、すなわち、信号伝送路の芯線とシールド線に同一方向の信号電流を生じる形でグランドループに印加される。
【０００８】
このとき、外部からグランドループに印加される電圧（外来ノイズ）をＶｎとすると、信号伝送路１０１のシールド１０３にかかる電圧Ｖｓは、
〔数１〕
Ｖｓ≒Ｚ２／（Ｚ２＋Ｚ５）×Ｖｎ ・・・（１）
となる。ここで、Ｚ２はシールド１０３のインピーダンス、Ｚ５は建屋接地線のインピーダンスであり、シールド１０３のインピーダンスＺ２が、芯線１０２、検出器１０５、信号電圧測定装置１０６の芯線インピーダンスＺ１、検出器インピーダンスＺ４、及びＺ５よりも小さいことを仮定した。
【０００９】
更に、信号電圧装置１０６で測定される電圧Ｖｍは、
〔数２〕
Ｖｍ≒Ｚ３／（Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４）×Ｖｓ ・・・（２）
となる。Ｚ３は計測器インピーダンスである。
【００１０】
通常、シールド１０３のインピーダンスＺ２が小さいことから、外来ノイズＶｎの影響は非常に小さく限定される。しかし、同じ理由でシールド１０３のインピーダンスＺ２が増大すると外来ノイズＶｎによる信号電圧Ｖｍは増加する。図７では、信号伝送路１０１は１本の線で示されているが、例えば、コネクタ等で接続された２本の線で信号伝送路１０１が構成されている場合、コネクタ部のシールド側で酸化等によりインピーダンスが増大すると、同じ外来ノイズＶｎに対してより大きな信号電圧Ｖｍを生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２９３９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
高周波微弱信号システムへのノイズ影響を事前に評価することは、施工作業の手戻りを最小限にとどめることにつながり、施工の効率化を図ることができる。特許文献１によれば、特定の設備から高周波微弱信号システムへのコモンモード電流の伝搬しやすさを事前評価することができる。しかし、特許文献１には高周波微弱信号システムでコモンモードノイズが信号電圧に変換される割合についての評価は開示されていない。
【００１３】
すでに述べたように、コネクタ等の施工状態はコモンモード電流として侵入したノイズが信号電圧に変換される割合に大きく影響する。しかし、従来、コネクタ等の施工状態の評価はループ抵抗や絶縁抵抗などの直流的な電気特性による評価方法しか存在しなかった。このような従来手法で測定される微小な抵抗値は、高周波では重要ではなくむしろインダクタンス成分がより大きな役割を担う。そのため、高周波に対するインダクタンス成分の影響を含めて、コモンモードで侵入した電磁ノイズによる計測信号への影響の受け易さを直接評価する手法が有効である。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決する測定装置及び測定手法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する信号伝送路を備えた原子力プラントの高周波微弱信号計測システムにおいて、信号伝送路に高周波コモンモード電流を注入する電流注入装置と、電流注入装置に予め定めた周波数の高周波コモンモード電流を供給する電流発生装置と、信号伝送路に流れるコモンモード電流を計測する電流測定装置と、信号伝送路に流れるコモンモード電流によって信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧を計測する信号電圧測定装置と、電流測定装置で測定された電流値および信号電圧測定装置で測定された電圧値が入力されるとともに、電流値及び電圧値の測定値の比である変換比を算出する変換比算出装置とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、信号伝送路の評価装置において、変換比算出装置は、電流測定装置からの信号を抽出する第１同期成分抽出部と、信号電圧測定装置からの信号を抽出する第２同期成分抽出部と、第１、第２同期成分抽出部の信号電流及び信号電圧の測定周波数帯域を変化させる制御装置とを有し、第１同期成分抽出部と第２同期成分抽出部を通過した信号電流及び信号電圧の比である変換比を算出する演算回路を有することを特徴とする。
【００１７】
また、信号伝送路の評価装置において、制御装置は、電流発生装置から送信された高周波コモンモード電流周波数情報を受信して、受信した周波数に同期して計測する電流及び電圧信号の測定周波数帯域を変化させることを特徴とする。
【００１８】
また、信号伝送路の評価装置において、第１同期成分抽出部と、第２同期成分抽出部はバンドパスフィルタからなることを特徴とする。
【００１９】
また、信号伝送路の評価装置において、第１同期成分抽出部と第２同期成分抽出部および演算回路の間に、Ａ／Ｄ変換回路と実効値演算回路を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また、信号伝送路の評価装置において、電流発生装置は、予め定めたパターンに従って周波数を変化させて信号電流を発生する信号発生装置と、信号電流の電流注入装置への出力又は停止を行う開閉装置と、信号電流の周波数と振幅情報を変換比算出装置に送信する制御装置をそなえたことを特徴とする。
【００２１】
また、信号伝送路の評価装置において、電流測定装置と信号電圧測定装置は、電圧測定装置と、伝送装置をそなえたことを特徴とする。
【００２２】
また、信号伝送路の評価装置において、信号伝送路の信号電圧測定装置を接続した端とは反対側の端に、戻り線とプラント建屋接地線とを接続する模擬対地容量を備えたことを特徴とする。
【００２３】
さらに、原子力プラントの放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する芯線及び戻り線を有する信号伝送路を備えた高周波微弱信号計測システムにおいて、
中性子束やガンマ線等を検出する放射線検出器の信号を高周波信号として伝送する信号伝送路に外部から高周波数のコモンモード電流を注入するステップと、
信号伝送路に流れるコモンモード電流の電流値を計測するステップと、
コモンモード電流によって信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧値を計測するステップと、
電流値及び電圧値の比である変換比を算出するステップと、
予め定めた基準値と変換比とを比較するステップ
とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する信号伝送路を備えた原子力プラントの高周波微弱信号計測システムにおいて、信号伝送路に高周波コモンモード電流を注入する電流注入装置と、電流注入装置に予め定めた周波数の高周波コモンモード電流を供給する電流発生装置と、信号伝送路に流れるコモンモード電流を計測する電流測定装置と、信号伝送路に流れるコモンモード電流によって信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧を計測する信号電圧測定装置と、電流測定装置で測定された電流値および信号電圧測定装置で測定された電圧値が入力されるとともに、電流値及び電圧値の測定値の比である変換比を算出する変換比算出装置とを備えることにより、ノイズを模擬した高周波コモンモード電流を高周波微弱信号システムの信号伝送路に印加し、その時の計測信号への影響を直接測定することが可能となる。
【００２５】
これにより、プラント内にノイズ源となる動力機器等が設置される前に、高周波微弱信号システム単体で、ケーブルやコネクタ等の接合部等の施工状態を判定することができる。
【００２６】
従来、こうした判定にはノイズ影響は評価することができず、不具合を生じてから再度コネクタ清掃等を実施するといった作業の手戻りが発生していたが、本発明ではこれらの問題を解決して作業の効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１におけるシステム構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例１における模擬電流発生装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１における電流測定装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１における信号電圧測定装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例１における変換比測定装置を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例２におけるシステム構成を示す模式図である。
【図７】従来例のコモンモード電流における信号電圧変換メカニズムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２９】
実施例１では、高周波微弱信号システムのノイズによる影響を評価する評価装置の例を示す。
【００３０】
図１は、実施例１の信号伝送路の評価装置のシステム構成を示す。原子力発電プラント内には、原子炉圧力容器１と、原子炉圧力容器１内に挿入された検出器集合管２と、検出器集合管２に収納され、原子炉圧力容器１内の熱中性子による電離作用によって微弱電流を発生させる中性子検出器３と、この中性子検出器３からの微弱電流信号を伝送するケーブル４と、ケーブルを接続するコネクタ５が備えられている。
【００３１】
実施例１で評価対象とするのは、中性子検出器３、ケーブル４、コネクタ５からなる信号伝送路である。通常、原子力発電プラントの稼働時に、中性子計装システムはケーブル４に前置増幅器や信号処理置が接続されて中性子束を計測・監視しているが、ノイズ影響を評価する場合には、前置増幅器や信号処理装置の代わりに、電流注入装置７、電流発生装置８、電流測定プローブ９、電流測定装置１０、信号電圧測定装置１１、変換比算出装置１２からなる信号伝送路評価装置６が接続されている。
【００３２】
ケーブル４は、シールドの一端が信号電圧測定装置１１において建屋接地線１３に接続されており、他端が中性子検出器３が接地された原子炉圧力容器１に対してもつ容量やケーブル自体の対地容量などを介して高周波的に建屋接地線１３に接続されていることにより大きなグランドループを形成している。
【００３３】
信号伝送路評価装置６は、電流発生装置８により、予め設定したパターンに従って周波数を変化させた信号電流を電流注入装置７に印加する。電流注入装置７は、ケーブル４及び建屋接地線１３により形成されたグランドループに対し、電流発生装置８から印加された高周波数電流を注入するものであり、大略リング状に形成されたフェライト等の磁性体であって、結合時にリング状になるコアと、コア本体に巻かれたコイルと、コイルと電流波発生装置８とを接続するリードケーブル（図示せず）とで構成され、電流注入装置７本体にケーブル４が挿通するように配置されている。
【００３４】
電流注入装置７は、電磁誘導により、印加された高周波数の信号に応じた高周波電流をケーブル４に注入する。同時に、電流発生装置８は電流注入装置７に印加している所定周波数を持つ信号電流情報を変換比算出装置１２に送信する。
【００３５】
電流測定装置１０には電流測定プローブ９が接続されており、ケーブル４に注入された電流値を測定する。電流測定プローブ９は、電流注入装置７と類似の形状をもち、大略リング状に形成され結合するとリング状になるフェライト等の磁性体コアと、コア本体に巻かれたコイルとを有し、電流測定プローブ９に挿通されたケーブル４に流れる信号電流に比例した電圧が出力される。電流測定プローブ９により出力された信号電圧は電流測定装置１０内で電流値に変換され、変換比算出装置１２に送信される。
【００３６】
信号電圧測定装置１１は、電流注入装置７から信号電流が注入されたときの、ケーブル４の芯線とシールドの間に生じる信号電圧を測定する。測定された信号電圧は信号電圧測定装置１１から変換比算出装置１２へ送信される。
【００３７】
変換比算出装置１２は、電流測定装置１０と信号電圧測定装置１１から送信された電流値及び電圧値を受信する。変換比算出装置１２はまた、電流発生装置８から送信された基準値となる所定周波数を持つ信号電流を受信し、電流測定装置１０と信号電圧測定装置１１から送信された電流値及び信号電圧値に含まれる当該周波数成分のみを抽出し、その実効値を算出する。そして、算出された電流値実効値Ｉｅと信号電圧実効値Ｖｅから、電流値及び信号電圧値の変換比Ｋを算出して表示する。
〔数３〕
Ｋ＝Ｖｅ／Ｉｅ ・・・（３）
図２は、電流発生装置８の構成を示したものである。電流発生装置８は、任意の周波数の正弦波を生成する信号発生器１６と、信号発生器１６で生成された信号電流を外部へ出力又は停止するソリッドステートリレー（ＳＳＲ）１７と、信号電流の周波数と振幅を予め格納する記憶装置１４と、記憶装置１４に格納されたデータに基づいて信号発生器１６で生成する信号電流の振幅と周波数を制御する制御装置１５とにより構成されている。
【００３８】
電流発生装置８で生成した信号電流を電流注入装置７に印加するために、ＳＳＲ１７の出力端と電流注入装置７とは、リードケーブルにより接続される（図１参照）。また、ＳＳＲ１７の開閉、及び電流注入装置７に印加しているノイズ電流の周波数と振幅情報は、制御装置１５から、例えばシリアル通信などの信号伝送路を介して変換比算出装置１２に送信される。
【００３９】
図３は、電流測定装置１０の構成を示したものである。電流測定装置１０は、電圧測定器１８と伝送装置１９により構成されており、電流測定プローブ９から出力された電流値に比例した電圧信号を電圧測定器１８により所定ゲインで増幅する。この増幅された電圧信号を伝送装置１９により、変換比算出装置１２へ伝送する。
【００４０】
図４は、信号電圧測定装置１１の構成を示したものである。信号電圧測定装置１１にはケーブル４が接続されており、ケーブル４の芯線２０とシールド２１の間に生じる電圧を電圧測定器１８により測定し、伝送装置１９により変換比算出装置１２へ送信する。また、シールド２１は信号電圧測定装置１１の導体で形成された筺体を介して建屋接地線１３に接続されており、本来の中性子計装システムと同様のグランドループが形成され、コモンモード電流が流れるようになっている。
【００４１】
図５は、変換比算出装置１２の構成を示したものである。変換比算出装置１２は、測定された電流値及び信号電圧が電流測定器１０と信号電圧測定装置１１の２系統から入力され、各系統ごとに設定された周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタ２２と、バンドパスフィルタを通過した電流値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路２４と、このディジタル値を実効値データに変換する実効値演算装置２５を有する。
【００４２】
さらに、バンドパスフィルタ２２の通過帯域を入力された電流周波数に設定する制御装置２３と、実効値演算装置２５から出力される電流値実効値Ｉｅと信号電圧実効値Ｖｅから、変換比＝Ｖｅ／Ｉｅを算出する演算回路２６と、演算回路２６によって算出された変換比を表示する表示装置２７とにより構成されている。
【００４３】
次に、上述したプラント内電動機システムの影響評価装置の動作を図１〜図５を用いて説明する。
【００４４】
まず、利用者が図２に示す電流発生装置８を起動すると、制御装置１５からの読み取り指令により、電流注入装置７に注入する信号電流の周波数及び振幅パターンが記憶装置１４から制御装置１５に取込まれる。制御装置１５は、信号発生器１６の生成すべきノイズ電流であるコモンモード電流の周波数と振幅を取込んだ値に設定するとともに、所定のタイミングでＳＳＲ１７の開閉を制御する。電流発生装置８から出力された高周波電流は電流注入装置７に印加される。このことにより、予め定めたパターンに従ったコモンモード電流をケーブル４に注入することができる。また、電流発生装置８の制御装置１５は、生成したコモンモード電流の周波数及び振幅情報を変換比算出装置１２へ出力する。
【００４５】
電流発生装置８により電流注入装置７に信号電流が印加されると、図１に示すケーブル４にコモンモード電流が発生する。コモンモード電流は電流測定プルーブ９を介して電流測定装置１０の電圧測定器１８により電圧信号として測定され、所定のゲインで増幅された後、伝送装置１９から変換比算出装置１２に伝送される。
【００４６】
また、信号電圧測定装置１１の電圧測定器１８で測定された電圧は、所定のゲインで増幅され、伝送装置１９から変換比率算出装置１２へ伝送される。
【００４７】
変換比算出装置１２では、図５に示すように、これらの電流測定値を各系統毎にバンドパスフィルタ２２、２２にそれぞれ入力させる。同時に、電流発生装置８からの周波数及び振幅信号のデータを制御装置２３に入力させる。制御装置２３は、バンドパスフィルタ２２、２２の通過帯域を電流発生装置８から送信されてきた周波数に設定するとともに、電流注入装置７に印加している信号電流の周波数と振幅情報を演算回路２６に伝送する。
【００４８】
バンドパスフィルタ２２、２２を通過した電流値及び信号電圧値は、Ａ／Ｄ変換回路２４、２４によりディジタル値に変換され、実効値演算装置２５、２５にて実効値データに変換される。この実効値データは、周波数／振幅データとともに演算回路２６に伝送される。
【００４９】
演算回路２６は、実効値演算装置２５から出力される電流値実効値Ｉｅと信号電圧実効値Ｖｅから、変換比＝Ｖｅ／Ｉｅを算出し、周波数及び振幅の情報とともに変換比を表示装置２７に送信する。表示装置２７は、周波数、振幅値と変換比を１組にして表示する。
【００５０】
このように、実施例１の信号伝送路の評価装置によれば、高周波ノイズと同じ経路にコモンモード電流を印加することで、ノイズによる影響の受け易さを直接評価することができる。特に、実際のノイズ源が存在しない状態でノイズ影響の程度を確認することにより、コネクタやその他の接合部の施工状態良否を判定することができ、実際にノイズ不具合を生じてから対策を検討するような作業の手戻りを防止できる。
【００５１】
また、実施例１の形態によれば、印加する信号電流の周波数と同一の周波数成分のみを用いて変換比を算出することができ、様々なノイズ電流が瞑想する実機プラントにおいても精度の高い測定が可能となる。
【実施例２】
【００５２】
図６は、本発明の実施例２において、本来の中性子検出器に替えて模擬検出器３０と模擬対地容量３１を接続した例を示す。ケーブル４の信号電圧測定装置１１と反対側の端に、模擬検出器３０が接続されている。模擬検出器３０は、芯線２０とシールド２１の間を所定の容量を持つコンデンサで接続するものである。通常、中性子検出器３として用いられる核分裂電離箱は、高周波に対するインピーダンスの観点からはキャパシタンスとして模擬することができるため、このような構成としている。また、模擬検出器３０のシールド側と建屋接地線１３とを所定の容量を持ったコンデンサからなる模擬対地容量３１で接続する。これにより、中性子検出器３と原子炉圧力容器１との間の浮遊容量及びケーブルと対地との浮遊容量を模擬することができる。
【００５３】
この構成により、原子炉圧力容器１内に中性子検出器３を設置していない状態においても、中性子検出器を含まないケーブル／コネクタ等の信号伝送路単独でのノイズによる計測への影響の事前評価が可能となり、施工作業の一層の効率化を図ることができる。
【符号の説明】
【００５４】
３ 中性子検出器
４ ケーブル
５ コネクタ
６ 信号伝送路評価装置
７ 電流注入装置
８ 電流発生装置
９ 電流測定プローブ
１０ 電流測定装置
１１ 信号電圧測定装置
１２ 変換比算出装置
１３ 建屋接地線
１５ 制御装置
１６ 信号発生器
１７ ソリッドステートリレー
１８ 電圧測定器
１９ 伝送装置
２０ 芯線
２１ シールド
２２ バンドパスフィルタ
２３ 制御装置
２４ Ａ／Ｄ変換回路
２５ 実効値演算装置
２６ 演算回路
２７ 表示装置
３０ 模擬検出器
３１ 模擬対地容量
１０１ 信号伝送路
１０２ 芯線
１０３ シールド
１０４ 建屋接地線
１０５ 検出器
１０６ 信号電圧測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントに用いる高周波微弱信号計測システムに係り、特に、コネクタ等の接続部の施工状態をノイズによる計測への影響の観点から評価する、信号伝送路の評価装置及び評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化に対するニーズが高まり、様々な分野で高効率インバータの導入が進んでいる。原子力発電プラントにおいても、運転効率向上のために、原子炉再循環系などの大容量ポンプにインバータ電源を用いる割合が高まりつつある。インバータは、スイッチングと平滑化により所望の振幅と周波数の電圧を生成して負荷に供給している。特に、最近のスイッチング素子は、効率向上のために非常に高速にスイッチングすることができ、結果として生じる電磁ノイズは振幅が大きく、ＭＨｚオーダーの高周波ノイズが発生する。このため、原子力発電プラント内の電磁ノイズは増大する傾向になっている。
【０００３】
これに対し、原子力発電プラント内には、中性子計装システムや放射線モニタシステムなどの高周波微弱信号計測システムが設けられている。このうち、中性子計装システムは、原子炉に燃料が装荷されている全期間において、原子炉内の中性子束及び出力を計測及び監視する必要があり、特に停止時及び起動時に使用する中性子源領域モニタでは、微弱パルス信号を扱っているため高周波ノイズの影響を受けやすい。なお、最近では、中性子源領域モニタ及び中間領域モニタを一体化した起動領域中性子モニタが用いられている。
【０００４】
このような核計装システムは、原子炉安全保護系に指示値を出力するため、万一、その中性子検出器からの信号にノイズが重畳されると誤警報や誤スクラムを引き起こす可能性がある。同様に、放射線モニタシステムにも原子炉安全保護系に信号を供給するものが存在する。そのため、これらの計測システムに対する高周波電磁ノイズの影響を抑制するための施策や事前影響評価が重要となっている。
【０００５】
ここで、再循環系などの動力システムから中性子計装システムなどの高周波微弱信号系へのノイズ影響は２つの特性に分けて評価することができる。第１の特性は、ノイズ発生源から対象とする微弱信号系への伝搬のしやすさである。これは、微弱信号系にどれだけのコモンモード電流が伝搬したかを測定することで評価できる。第２の特性は、微弱信号系に伝搬したコモンモード電流による計測への影響のしやすさである。これは、コモンモード電流が芯線と戻り線の間に生じる信号電圧にどれだけ変換されるかを測定することで評価できる。第１の特性については、特許文献１において、プラント内に施工された状態におけるノイズの伝搬しやすさを測定する方法が開示されている。
【０００６】
図７は、従来例において、コモンモード電流が信号電圧に変換されるメカニズムを示したものである。図７において、信号伝送路１０１は芯線１０２及びシールド１０３の同軸構造で構成されている。信号伝送路１０１の一端は検出器１０５に接続されており、他端は信号電圧測定装置１０６に接続されている。また、信号伝送路１０１は、建屋接地線１０４とあるインピーダンスを持って高周波的に繋がってグランドループを形成している。
【０００７】
このようなシステムに対し、外部からの電磁ノイズは、通常コモンモード電流の形態、すなわち、信号伝送路の芯線とシールド線に同一方向の信号電流を生じる形でグランドループに印加される。
【０００８】
このとき、外部からグランドループに印加される電圧（外来ノイズ）をＶｎとすると、信号伝送路１０１のシールド１０３にかかる電圧Ｖｓは、
〔数１〕
Ｖｓ≒Ｚ２／（Ｚ２＋Ｚ５）×Ｖｎ ・・・（１）
となる。ここで、Ｚ２はシールド１０３のインピーダンス、Ｚ５は建屋接地線のインピーダンスであり、シールド１０３のインピーダンスＺ２が、芯線１０２、検出器１０５、信号電圧測定装置１０６の芯線インピーダンスＺ１、検出器インピーダンスＺ４、及びＺ５よりも小さいことを仮定した。
【０００９】
更に、信号電圧装置１０６で測定される電圧Ｖｍは、
〔数２〕
Ｖｍ≒Ｚ３／（Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４）×Ｖｓ ・・・（２）
となる。Ｚ３は計測器インピーダンスである。
【００１０】
通常、シールド１０３のインピーダンスＺ２が小さいことから、外来ノイズＶｎの影響は非常に小さく限定される。しかし、同じ理由でシールド１０３のインピーダンスＺ２が増大すると外来ノイズＶｎによる信号電圧Ｖｍは増加する。図７では、信号伝送路１０１は１本の線で示されているが、例えば、コネクタ等で接続された２本の線で信号伝送路１０１が構成されている場合、コネクタ部のシールド側で酸化等によりインピーダンスが増大すると、同じ外来ノイズＶｎに対してより大きな信号電圧Ｖｍを生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２９３９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
高周波微弱信号システムへのノイズ影響を事前に評価することは、施工作業の手戻りを最小限にとどめることにつながり、施工の効率化を図ることができる。特許文献１によれば、特定の設備から高周波微弱信号システムへのコモンモード電流の伝搬しやすさを事前評価することができる。しかし、特許文献１には高周波微弱信号システムでコモンモードノイズが信号電圧に変換される割合についての評価は開示されていない。
【００１３】
すでに述べたように、コネクタ等の施工状態はコモンモード電流として侵入したノイズが信号電圧に変換される割合に大きく影響する。しかし、従来、コネクタ等の施工状態の評価はループ抵抗や絶縁抵抗などの直流的な電気特性による評価方法しか存在しなかった。このような従来手法で測定される微小な抵抗値は、高周波では重要ではなくむしろインダクタンス成分がより大きな役割を担う。そのため、高周波に対するインダクタンス成分の影響を含めて、コモンモードで侵入した電磁ノイズによる計測信号への影響の受け易さを直接評価する手法が有効である。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決する測定装置及び測定手法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する信号伝送路を備えた原子力プラントの高周波微弱信号計測システムにおいて、信号伝送路に高周波コモンモード電流を注入する電流注入装置と、電流注入装置に予め定めた周波数の高周波コモンモード電流を供給する電流発生装置と、信号伝送路に流れるコモンモード電流を計測する電流測定装置と、信号伝送路に流れるコモンモード電流によって信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧を計測する信号電圧測定装置と、電流測定装置で測定された電流値および信号電圧測定装置で測定された電圧値が入力されるとともに、電流値及び電圧値の測定値の比である変換比を算出する変換比算出装置とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、信号伝送路の評価装置において、変換比算出装置は、電流測定装置からの信号を抽出する第１同期成分抽出部と、信号電圧測定装置からの信号を抽出する第２同期成分抽出部と、第１、第２同期成分抽出部の信号電流及び信号電圧の測定周波数帯域を変化させる制御装置とを有し、第１同期成分抽出部と第２同期成分抽出部を通過した信号電流及び信号電圧の比である変換比を算出する演算回路を有することを特徴とする。
【００１７】
また、信号伝送路の評価装置において、制御装置は、電流発生装置から送信された高周波コモンモード電流周波数情報を受信して、受信した周波数に同期して計測する電流及び電圧信号の測定周波数帯域を変化させることを特徴とする。
【００１８】
また、信号伝送路の評価装置において、第１同期成分抽出部と、第２同期成分抽出部はバンドパスフィルタからなることを特徴とする。
【００１９】
また、信号伝送路の評価装置において、第１同期成分抽出部と第２同期成分抽出部および演算回路の間に、Ａ／Ｄ変換回路と実効値演算回路を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また、信号伝送路の評価装置において、電流発生装置は、予め定めたパターンに従って周波数を変化させて信号電流を発生する信号発生装置と、信号電流の電流注入装置への出力又は停止を行う開閉装置と、信号電流の周波数と振幅情報を変換比算出装置に送信する制御装置をそなえたことを特徴とする。
【００２１】
また、信号伝送路の評価装置において、電流測定装置と信号電圧測定装置は、電圧測定装置と、伝送装置をそなえたことを特徴とする。
【００２２】
また、信号伝送路の評価装置において、信号伝送路の信号電圧測定装置を接続した端とは反対側の端に、戻り線とプラント建屋接地線とを接続する模擬対地容量を備えたことを特徴とする。
【００２３】
さらに、原子力プラントの放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する芯線及び戻り線を有する信号伝送路を備えた高周波微弱信号計測システムにおいて、
中性子束やガンマ線等を検出する放射線検出器の信号を高周波信号として伝送する信号伝送路に外部から高周波数のコモンモード電流を注入するステップと、
信号伝送路に流れるコモンモード電流の電流値を計測するステップと、
コモンモード電流によって信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧値を計測するステップと、
電流値及び電圧値の比である変換比を算出するステップと、
予め定めた基準値と変換比とを比較するステップ
とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する信号伝送路を備えた原子力プラントの高周波微弱信号計測システムにおいて、信号伝送路に高周波コモンモード電流を注入する電流注入装置と、電流注入装置に予め定めた周波数の高周波コモンモード電流を供給する電流発生装置と、信号伝送路に流れるコモンモード電流を計測する電流測定装置と、信号伝送路に流れるコモンモード電流によって信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧を計測する信号電圧測定装置と、電流測定装置で測定された電流値および信号電圧測定装置で測定された電圧値が入力されるとともに、電流値及び電圧値の測定値の比である変換比を算出する変換比算出装置とを備えることにより、ノイズを模擬した高周波コモンモード電流を高周波微弱信号システムの信号伝送路に印加し、その時の計測信号への影響を直接測定することが可能となる。
【００２５】
これにより、プラント内にノイズ源となる動力機器等が設置される前に、高周波微弱信号システム単体で、ケーブルやコネクタ等の接合部等の施工状態を判定することができる。
【００２６】
従来、こうした判定にはノイズ影響は評価することができず、不具合を生じてから再度コネクタ清掃等を実施するといった作業の手戻りが発生していたが、本発明ではこれらの問題を解決して作業の効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１におけるシステム構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例１における模擬電流発生装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１における電流測定装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１における信号電圧測定装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例１における変換比測定装置を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例２におけるシステム構成を示す模式図である。
【図７】従来例のコモンモード電流における信号電圧変換メカニズムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２９】
実施例１では、高周波微弱信号システムのノイズによる影響を評価する評価装置の例を示す。
【００３０】
図１は、実施例１の信号伝送路の評価装置のシステム構成を示す。原子力発電プラント内には、原子炉圧力容器１と、原子炉圧力容器１内に挿入された検出器集合管２と、検出器集合管２に収納され、原子炉圧力容器１内の熱中性子による電離作用によって微弱電流を発生させる中性子検出器３と、この中性子検出器３からの微弱電流信号を伝送するケーブル４と、ケーブルを接続するコネクタ５が備えられている。
【００３１】
実施例１で評価対象とするのは、中性子検出器３、ケーブル４、コネクタ５からなる信号伝送路である。通常、原子力発電プラントの稼働時に、中性子計装システムはケーブル４に前置増幅器や信号処理置が接続されて中性子束を計測・監視しているが、ノイズ影響を評価する場合には、前置増幅器や信号処理装置の代わりに、電流注入装置７、電流発生装置８、電流測定プローブ９、電流測定装置１０、信号電圧測定装置１１、変換比算出装置１２からなる信号伝送路評価装置６が接続されている。
【００３２】
ケーブル４は、シールドの一端が信号電圧測定装置１１において建屋接地線１３に接続されており、他端が中性子検出器３が接地された原子炉圧力容器１に対してもつ容量やケーブル自体の対地容量などを介して高周波的に建屋接地線１３に接続されていることにより大きなグランドループを形成している。
【００３３】
信号伝送路評価装置６は、電流発生装置８により、予め設定したパターンに従って周波数を変化させた信号電流を電流注入装置７に印加する。電流注入装置７は、ケーブル４及び建屋接地線１３により形成されたグランドループに対し、電流発生装置８から印加された高周波数電流を注入するものであり、大略リング状に形成されたフェライト等の磁性体であって、結合時にリング状になるコアと、コア本体に巻かれたコイルと、コイルと電流波発生装置８とを接続するリードケーブル（図示せず）とで構成され、電流注入装置７本体にケーブル４が挿通するように配置されている。
【００３４】
電流注入装置７は、電磁誘導により、印加された高周波数の信号に応じた高周波電流をケーブル４に注入する。同時に、電流発生装置８は電流注入装置７に印加している所定周波数を持つ信号電流情報を変換比算出装置１２に送信する。
【００３５】
電流測定装置１０には電流測定プローブ９が接続されており、ケーブル４に注入された電流値を測定する。電流測定プローブ９は、電流注入装置７と類似の形状をもち、大略リング状に形成され結合するとリング状になるフェライト等の磁性体コアと、コア本体に巻かれたコイルとを有し、電流測定プローブ９に挿通されたケーブル４に流れる信号電流に比例した電圧が出力される。電流測定プローブ９により出力された信号電圧は電流測定装置１０内で電流値に変換され、変換比算出装置１２に送信される。
【００３６】
信号電圧測定装置１１は、電流注入装置７から信号電流が注入されたときの、ケーブル４の芯線とシールドの間に生じる信号電圧を測定する。測定された信号電圧は信号電圧測定装置１１から変換比算出装置１２へ送信される。
【００３７】
変換比算出装置１２は、電流測定装置１０と信号電圧測定装置１１から送信された電流値及び電圧値を受信する。変換比算出装置１２はまた、電流発生装置８から送信された基準値となる所定周波数を持つ信号電流を受信し、電流測定装置１０と信号電圧測定装置１１から送信された電流値及び信号電圧値に含まれる当該周波数成分のみを抽出し、その実効値を算出する。そして、算出された電流値実効値Ｉｅと信号電圧実効値Ｖｅから、電流値及び信号電圧値の変換比Ｋを算出して表示する。
〔数３〕
Ｋ＝Ｖｅ／Ｉｅ ・・・（３）
図２は、電流発生装置８の構成を示したものである。電流発生装置８は、任意の周波数の正弦波を生成する信号発生器１６と、信号発生器１６で生成された信号電流を外部へ出力又は停止するソリッドステートリレー（ＳＳＲ）１７と、信号電流の周波数と振幅を予め格納する記憶装置１４と、記憶装置１４に格納されたデータに基づいて信号発生器１６で生成する信号電流の振幅と周波数を制御する制御装置１５とにより構成されている。
【００３８】
電流発生装置８で生成した信号電流を電流注入装置７に印加するために、ＳＳＲ１７の出力端と電流注入装置７とは、リードケーブルにより接続される（図１参照）。また、ＳＳＲ１７の開閉、及び電流注入装置７に印加しているノイズ電流の周波数と振幅情報は、制御装置１５から、例えばシリアル通信などの信号伝送路を介して変換比算出装置１２に送信される。
【００３９】
図３は、電流測定装置１０の構成を示したものである。電流測定装置１０は、電圧測定器１８と伝送装置１９により構成されており、電流測定プローブ９から出力された電流値に比例した電圧信号を電圧測定器１８により所定ゲインで増幅する。この増幅された電圧信号を伝送装置１９により、変換比算出装置１２へ伝送する。
【００４０】
図４は、信号電圧測定装置１１の構成を示したものである。信号電圧測定装置１１にはケーブル４が接続されており、ケーブル４の芯線２０とシールド２１の間に生じる電圧を電圧測定器１８により測定し、伝送装置１９により変換比算出装置１２へ送信する。また、シールド２１は信号電圧測定装置１１の導体で形成された筺体を介して建屋接地線１３に接続されており、本来の中性子計装システムと同様のグランドループが形成され、コモンモード電流が流れるようになっている。
【００４１】
図５は、変換比算出装置１２の構成を示したものである。変換比算出装置１２は、測定された電流値及び信号電圧が電流測定器１０と信号電圧測定装置１１の２系統から入力され、各系統ごとに設定された周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタ２２と、バンドパスフィルタを通過した電流値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路２４と、このディジタル値を実効値データに変換する実効値演算装置２５を有する。
【００４２】
さらに、バンドパスフィルタ２２の通過帯域を入力された電流周波数に設定する制御装置２３と、実効値演算装置２５から出力される電流値実効値Ｉｅと信号電圧実効値Ｖｅから、変換比＝Ｖｅ／Ｉｅを算出する演算回路２６と、演算回路２６によって算出された変換比を表示する表示装置２７とにより構成されている。
【００４３】
次に、上述したプラント内電動機システムの影響評価装置の動作を図１〜図５を用いて説明する。
【００４４】
まず、利用者が図２に示す電流発生装置８を起動すると、制御装置１５からの読み取り指令により、電流注入装置７に注入する信号電流の周波数及び振幅パターンが記憶装置１４から制御装置１５に取込まれる。制御装置１５は、信号発生器１６の生成すべきノイズ電流であるコモンモード電流の周波数と振幅を取込んだ値に設定するとともに、所定のタイミングでＳＳＲ１７の開閉を制御する。電流発生装置８から出力された高周波電流は電流注入装置７に印加される。このことにより、予め定めたパターンに従ったコモンモード電流をケーブル４に注入することができる。また、電流発生装置８の制御装置１５は、生成したコモンモード電流の周波数及び振幅情報を変換比算出装置１２へ出力する。
【００４５】
電流発生装置８により電流注入装置７に信号電流が印加されると、図１に示すケーブル４にコモンモード電流が発生する。コモンモード電流は電流測定プルーブ９を介して電流測定装置１０の電圧測定器１８により電圧信号として測定され、所定のゲインで増幅された後、伝送装置１９から変換比算出装置１２に伝送される。
【００４６】
また、信号電圧測定装置１１の電圧測定器１８で測定された電圧は、所定のゲインで増幅され、伝送装置１９から変換比率算出装置１２へ伝送される。
【００４７】
変換比算出装置１２では、図５に示すように、これらの電流測定値を各系統毎にバンドパスフィルタ２２、２２にそれぞれ入力させる。同時に、電流発生装置８からの周波数及び振幅信号のデータを制御装置２３に入力させる。制御装置２３は、バンドパスフィルタ２２、２２の通過帯域を電流発生装置８から送信されてきた周波数に設定するとともに、電流注入装置７に印加している信号電流の周波数と振幅情報を演算回路２６に伝送する。
【００４８】
バンドパスフィルタ２２、２２を通過した電流値及び信号電圧値は、Ａ／Ｄ変換回路２４、２４によりディジタル値に変換され、実効値演算装置２５、２５にて実効値データに変換される。この実効値データは、周波数／振幅データとともに演算回路２６に伝送される。
【００４９】
演算回路２６は、実効値演算装置２５から出力される電流値実効値Ｉｅと信号電圧実効値Ｖｅから、変換比＝Ｖｅ／Ｉｅを算出し、周波数及び振幅の情報とともに変換比を表示装置２７に送信する。表示装置２７は、周波数、振幅値と変換比を１組にして表示する。
【００５０】
このように、実施例１の信号伝送路の評価装置によれば、高周波ノイズと同じ経路にコモンモード電流を印加することで、ノイズによる影響の受け易さを直接評価することができる。特に、実際のノイズ源が存在しない状態でノイズ影響の程度を確認することにより、コネクタやその他の接合部の施工状態良否を判定することができ、実際にノイズ不具合を生じてから対策を検討するような作業の手戻りを防止できる。
【００５１】
また、実施例１の形態によれば、印加する信号電流の周波数と同一の周波数成分のみを用いて変換比を算出することができ、様々なノイズ電流が瞑想する実機プラントにおいても精度の高い測定が可能となる。
【実施例２】
【００５２】
図６は、本発明の実施例２において、本来の中性子検出器に替えて模擬検出器３０と模擬対地容量３１を接続した例を示す。ケーブル４の信号電圧測定装置１１と反対側の端に、模擬検出器３０が接続されている。模擬検出器３０は、芯線２０とシールド２１の間を所定の容量を持つコンデンサで接続するものである。通常、中性子検出器３として用いられる核分裂電離箱は、高周波に対するインピーダンスの観点からはキャパシタンスとして模擬することができるため、このような構成としている。また、模擬検出器３０のシールド側と建屋接地線１３とを所定の容量を持ったコンデンサからなる模擬対地容量３１で接続する。これにより、中性子検出器３と原子炉圧力容器１との間の浮遊容量及びケーブルと対地との浮遊容量を模擬することができる。
【００５３】
この構成により、原子炉圧力容器１内に中性子検出器３を設置していない状態においても、中性子検出器を含まないケーブル／コネクタ等の信号伝送路単独でのノイズによる計測への影響の事前評価が可能となり、施工作業の一層の効率化を図ることができる。
【符号の説明】
【００５４】
３ 中性子検出器
４ ケーブル
５ コネクタ
６ 信号伝送路評価装置
７ 電流注入装置
８ 電流発生装置
９ 電流測定プローブ
１０ 電流測定装置
１１ 信号電圧測定装置
１２ 変換比算出装置
１３ 建屋接地線
１５ 制御装置
１６ 信号発生器
１７ ソリッドステートリレー
１８ 電圧測定器
１９ 伝送装置
２０ 芯線
２１ シールド
２２ バンドパスフィルタ
２３ 制御装置
２４ Ａ／Ｄ変換回路
２５ 実効値演算装置
２６ 演算回路
２７ 表示装置
３０ 模擬検出器
３１ 模擬対地容量
１０１ 信号伝送路
１０２ 芯線
１０３ シールド
１０４ 建屋接地線
１０５ 検出器
１０６ 信号電圧測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する信号伝送路を備えた原子力プラントの高周波微弱信号計測システムにおいて、
前記信号伝送路に高周波コモンモード電流を注入する電流注入装置と、前記電流注入装置に予め定めた周波数の高周波コモンモード電流を供給する電流発生装置と、前記信号伝送路に流れるコモンモード電流を計測する電流測定装置と、前記信号伝送路に流れるコモンモード電流によって前記信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧を計測する信号電圧測定装置と、前記電流測定装置で測定された電流値および前記信号電圧測定装置で測定された電圧値が入力されるとともに、前記電流値及び電圧値の測定値の比である変換比を算出する変換比算出装置とを備えることを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号伝送路の評価装置において、前記変換比算出装置は、前記電流測定装置からの信号を抽出する第１同期成分抽出部と、前記信号電圧測定装置からの信号を抽出する第２同期成分抽出部と、前記第１、第２同期成分抽出部の信号電流及び信号電圧の測定周波数帯域を変化させる制御装置とを有し、前記第１同期成分抽出部と第２同期成分抽出部を通過した信号電流及び信号電圧の比である変換比を算出する演算回路を有することを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項３】
請求項２に記載の信号伝送路の評価装置において、前記制御装置は、前記電流発生装置から送信された高周波コモンモード電流周波数情報を受信して、受信した周波数に同期して計測する電流及び電圧信号の測定周波数帯域を変化させることを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項４】
請求項２に記載の信号伝送路の評価装置において、前記第１同期成分抽出部と、第２同期成分抽出部はバンドパスフィルタからなることを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項５】
請求項２に記載の信号伝送路の評価装置において、前記第１同期成分抽出部と第２同期成分抽出部および前記演算回路の間に、Ａ／Ｄ変換回路と実効値演算回路を設けたことを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の信号伝送路の評価装置において、前記電流発生装置は、予め定めたパターンに従って周波数を変化させて信号電流を発生する信号発生装置と、前記信号電流の前記電流注入装置への出力又は停止を行う開閉装置と、前記信号電流の周波数と振幅情報を前記変換比算出装置に送信する制御装置をそなえたことを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の信号伝送路の評価装置において、前記電流測定装置と前記信号電圧測定装置は、電圧測定装置と、伝送装置をそなえたことを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の信号伝送路の評価装置において、前記信号伝送路の前記信号電圧測定装置を接続した端とは反対側の端に、前記戻り線とプラント建屋接地線とを接続する模擬対地容量を備えたことを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項９】
原子力プラントの放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する芯線及び戻り線を有する信号伝送路を備えた高周波微弱信号計測システムにおいて、
中性子束やガンマ線等を検出する放射線検出器の信号を高周波信号として伝送する信号伝送路に外部から高周波数のコモンモード電流を注入するステップと、
前記信号伝送路に流れるコモンモード電流の電流値を計測するステップと、
前記コモンモード電流によって前記信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧値を計測するステップと、
前記電流値及び電圧値の比である変換比を算出するステップと、
予め定めた基準値と前記変換比とを比較するステップ
とを備えることを特徴とする信号伝送路の評価手法。
【請求項１】
放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する信号伝送路を備えた原子力プラントの高周波微弱信号計測システムにおいて、
前記信号伝送路に高周波コモンモード電流を注入する電流注入装置と、前記電流注入装置に予め定めた周波数の高周波コモンモード電流を供給する電流発生装置と、前記信号伝送路に流れるコモンモード電流を計測する電流測定装置と、前記信号伝送路に流れるコモンモード電流によって前記信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧を計測する信号電圧測定装置と、前記電流測定装置で測定された電流値および前記信号電圧測定装置で測定された電圧値が入力されるとともに、前記電流値及び電圧値の測定値の比である変換比を算出する変換比算出装置とを備えることを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号伝送路の評価装置において、前記変換比算出装置は、前記電流測定装置からの信号を抽出する第１同期成分抽出部と、前記信号電圧測定装置からの信号を抽出する第２同期成分抽出部と、前記第１、第２同期成分抽出部の信号電流及び信号電圧の測定周波数帯域を変化させる制御装置とを有し、前記第１同期成分抽出部と第２同期成分抽出部を通過した信号電流及び信号電圧の比である変換比を算出する演算回路を有することを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項３】
請求項２に記載の信号伝送路の評価装置において、前記制御装置は、前記電流発生装置から送信された高周波コモンモード電流周波数情報を受信して、受信した周波数に同期して計測する電流及び電圧信号の測定周波数帯域を変化させることを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項４】
請求項２に記載の信号伝送路の評価装置において、前記第１同期成分抽出部と、第２同期成分抽出部はバンドパスフィルタからなることを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項５】
請求項２に記載の信号伝送路の評価装置において、前記第１同期成分抽出部と第２同期成分抽出部および前記演算回路の間に、Ａ／Ｄ変換回路と実効値演算回路を設けたことを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の信号伝送路の評価装置において、前記電流発生装置は、予め定めたパターンに従って周波数を変化させて信号電流を発生する信号発生装置と、前記信号電流の前記電流注入装置への出力又は停止を行う開閉装置と、前記信号電流の周波数と振幅情報を前記変換比算出装置に送信する制御装置をそなえたことを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の信号伝送路の評価装置において、前記電流測定装置と前記信号電圧測定装置は、電圧測定装置と、伝送装置をそなえたことを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の信号伝送路の評価装置において、前記信号伝送路の前記信号電圧測定装置を接続した端とは反対側の端に、前記戻り線とプラント建屋接地線とを接続する模擬対地容量を備えたことを特徴とする信号伝送路の評価装置。
【請求項９】
原子力プラントの放射線検出器の高周波微弱信号を伝送する芯線及び戻り線を有する信号伝送路を備えた高周波微弱信号計測システムにおいて、
中性子束やガンマ線等を検出する放射線検出器の信号を高周波信号として伝送する信号伝送路に外部から高周波数のコモンモード電流を注入するステップと、
前記信号伝送路に流れるコモンモード電流の電流値を計測するステップと、
前記コモンモード電流によって前記信号伝送路の芯線及び戻り線の間に生じる電圧値を計測するステップと、
前記電流値及び電圧値の比である変換比を算出するステップと、
予め定めた基準値と前記変換比とを比較するステップ
とを備えることを特徴とする信号伝送路の評価手法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３７６９５（Ｐ２０１２−２３７６９５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７８８２（Ｐ２０１１−１０７８８２）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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