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★北京廣利核系統工程有限公司李剛，郝愛霞，劉佳，王連春

關鍵詞：對比分析；作業效率；質量穩定；環保；標識形式

核電站DCS設備的物理硬接線少則幾十根，多則幾百上千根，若無明確的連接標識，將無法有序、正確地進行導線連接。因此，法規標準中規定了二次回路接線的端接標識要求，明確了每根連接導線的去向，不僅方便作業人員能夠有條理、有規律地開展設備之間的正確連接，還為后期核電現場DCS設備的維護、報修、故障點查詢等提供了更為精準、快速定位的便利條件。

線纜標識工藝已在核電站DCS設備線束加工行業中得到廣泛應用，其標識形式不盡相同，但在材質使用上主要采用低煙、無鹵、阻燃非金屬環保材料，以滿足IEEE420標準中“4.4Control of combustibles”^[1]要求。因此，核電站DCS設備線纜連接常用標識中有無鹵阻燃聚烯烴材質的熱縮片狀套管，但在實際使用中，該標識形式的工藝操作步驟較為繁瑣，打印后不易直接套穿于導線上，需根據線徑粗細進行熱縮成型處理，不僅存在難以控制的熱縮質量問題，還影響導線連接作業效率。因此，有必要對導線連接標識工藝進行研究，以提高標識質量、簡化標識操作步驟。

本文主要針對核電站DCS設備布線連接中導線連接標識工藝進行分析和研究，其他線纜，如網線、光纖、預制電纜等連接標識不做闡述。

1　核電站DCS設備導線連接標識工藝現狀

1.1　核電站DCS設備導線連接標識工藝標準要求

RCC-E“D6330連接標識”標準規定：連接到端子的導線末端用顏色以及綁在上面的標志說明來標識，這種標識采用雕刻的方式或不可去除的印刷方式。終端包括下列任一種形式：

（1）剛性的正方形截面的矩形片或模壓圓柱形套管；

（2）管狀柔性套管；

（3）或其它持久的不會損壞的類型^[2]。

該標準中明確指出了連接標識的固定位置、標識方法和標識形式。GB50171第4.0.1條規定：二次回路接線的線纜芯線和所配導線的端部均應標明其回路編號，編號應正確，字跡清晰且不易脫色^[3]。該標準也對導線連接標識的打印內容、打印質量做出了規定。

基于上述標準要求，目前核電站DCS設備的導線連接標識多采用環保熱縮套管形式，其打印方式為熱轉印，可以滿足打印質量的不易褪色要求。

1.2　導線連接標識工藝現狀

如上文所述，目前常用的環保熱縮標識套管主要呈片狀，如圖1所示。該物理形態的標識套管不支持導線加工自動化生產使用，主要用于導線的手動加工操作，其制作工藝如圖2所示，存在導線連接操作效率低、加工質量參差不齊、套管標識一致性差等問題。

圖1 環保熱縮片狀套管

圖2 片狀熱縮套管標識制作工藝流程

1.3　環保熱縮套管標識制作存在的問題

（1）手工熱縮成型處理效率較低

片狀套管標識打印后，根據不同線徑選擇對應直徑的熱縮模具進行熱縮處理，如圖3所示。如果以物理接線點約1500個/柜、標識熱縮處理約800個/人日計算，至少需要投入1.8人日進行套管熱縮成型處理，因此對設備布線導線連接操作存在制約影響。

圖3 片狀熱縮套管熱縮、成型處理

（2）熱縮質量的一致性難以控制

如圖3所示，標識套管熱縮成型的常用操作方法是使用熱風槍對片狀套管進行熱收縮處理。但在實際作業時，人工手動操作難以均衡地控制好熱縮距離和熱縮時間，以及移動速度和翻轉快慢，因此存在套管熱縮后標識字符大小不一、熱縮粗細不勻稱等質量問題，如圖4所示。

圖4 熱縮后字符大小不一、套管粗細不勻稱

2　核電站DCS設備導線連接標識工藝優化

綜上所述，為了有效解決導線連接標識操作中存在的問題，本文特對導線連接標識工藝進行了研究，總體思路如圖5所示。

圖5 標識打印優化思路

2.1　標識打印方法的研究

根據RCC-E D6331一般規則，連接到端子的導線末端用顏色以及綁在上面的標志說明來標識，這種標識采用雕刻的方式或不可去除的印刷方式^[1]。因此，我們采用實操驗證的方式，對激光雕刻和熱轉印方式進行對比分析，如表1所述。

表1 不同打印方式的對比分析

如上分析可知，導線連接標識采用熱轉印方式優于激光雕刻打印，前者在打印字體的清晰度、載體材料使用、打印的靈活性以及打印執行的批量化處理等方面更適用于0.25mm2～10.0mm2導線的標識制作。

2.2　導線連接標識形式的研究

基于圖5優化思路，本文提出了采用熱轉印+非熱縮開口式環保阻燃標識套管的打印形式，并提出了以下三個方面的操作需求：

（1）非熱縮處理，打印后可直接使用，避免二次加工；

（2）開口式套管，具有一定的夾持作用，既可兼容多個線徑使用，又防止定位脫落，且導線套穿易操作；

（3）高效打印，可實現多根同步打印，且一致性好，支持常規標識打印設備使用。

根據核電站DCS設備常用導線規格，我們定制加工了三種規格的非熱縮開口式標識套管。考慮小截面導線對標識套管打印字符呈現的完整性和適配性影響，本文以線徑0.25mm2為例進行驗證說明：

（1）導入打印數據，按線徑進行篩選，調整打印數據排列，如表2樣式。

表2 打印數據導入、編輯

（2）根據開口式標識套管規格尺寸，創建打印模板，如圖6所示。

圖6 創建多根打印模板

（3）根據打印模板，放置對應規格的非熱縮開口式標識套管，并設置打印參數，如字體類型為ArialNarrow、字體高度為3mm、標識單位長度為30mm、打印狀態為自動半切，如圖7所示。

圖7 打印執行和效果

（4）裝配操作導線連接標識使用驗證，如圖8所示。

圖8 導線連接標識應用效果

綜上驗證，對比兩種不同形式的環保熱縮片狀套管標識工藝制作，結果如表3所示。

表3 兩種不同形式套管標識的對比分析

通過實操驗證，我們證明了環保阻燃開口式標識套管在打印后可直接用于導線連接操作。其提高了導線標識制作效率，規避了套管熱縮粗細不均勻、標識字符大小不一致問題，且在使用的兼容性和對標識位置的穩定性方面更優。但值得注意的是，不同線纜廠家或不同絕緣材料的相同截面導線，其外徑尺寸會有差異，在選擇使用時需考慮具體使用導線外徑的影響。

3　結論及展望

綜上分析和實操驗證結果，說明了采用熱轉印+非熱縮開口式環保阻燃套管形式可有效解決熱縮成型處理耗時問題，套管打印后可直接進行導線連接操作，且打印質量一致性好。優化后的標識套管已在多個核電站DCS設備裝配接線中得到成功應用。與此同時，針對核電站DCS設備線纜連接標識，我們提出以下三點展望：

（1）建議從工程設計層面進行優化，盡量減少打印字符數量，例如只打印設備端接點信息等，則更有利于標識的制作。

（2）隨著打印技術和打印設備的不斷革新，推動成品線纜連接標識的優化改進，能夠在不同使用場景下實現自動化打印、快速簡便操作、易于更換維護等。

（3）持續推動核電站DCS設備導線加工柔性自動化生產，將導線線徑加工范圍擴展至2.5mm2以上線徑，實現核電DCS設備導線加工標識套穿、定位、打印一體自動化操作。

作者簡介：

李　剛（1983-），男，河北人，工程師，學士，現就職于北京廣利核系統工程有限公司，主要從事于核電站系統集成技術和管理工作。

參考文獻：

[1] IEEE 420-2001, IEEE Standard for the Design and Qualification of Class 1E Control Boards, Panels, and Racks Used in Nuclear Power Generating Stations[S].

[2] RCC-E 2005 -2005, 核島電氣設備設計和建造規則[S].

[3] GB50171-2012, 電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗收規范[S].

[4] NB/T20061-2012, 人因工程在核電廠系統、設備和設施中的應用[S].

摘自《自動化博覽》2024年12月刊