JP5028367B2

JP5028367B2 - Noise suppression device and plant having the same

Info

Publication number: JP5028367B2
Application number: JP2008234074A
Authority: JP
Inventors: 泉山田; 篤伏見; 良太新井; 節男有田
Original assignee: Hitachi-GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Vernova Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: JP2010068359A

Description

本発明は、ノイズ抑制装置及びそれを有するプラントに係り、特に、原子力発電プラントの計装におけるノイズの抑制、例えば、原子力発電プラント内で稼動する電源及び動力機器で発生するノイズの抑制及び微小な信号を扱う核計装のノイズの抑制に好適なノイズ抑制装置及びそれを有するプラントに関する。 The present invention relates to a noise suppression device and a plant having the same, and more particularly, noise suppression in instrumentation of a nuclear power plant, for example, suppression of noise generated in a power source and power equipment operating in the nuclear power plant and a minute amount. The present invention relates to a noise suppression device suitable for suppressing noise in nuclear instrumentation that handles signals, and a plant having the same.

沸騰水型原子力発電プラントの核計装システムは、原子炉の起動状態から定格出力までの中性子束を計測できるようにするために、中性子源領域モニタ、中間領域モニタ（もしく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）及び出力領域モニタを含んでいる。これらの中で起動領域中性子モニタは、原子炉の核出力が低い領域で使用されるため、出力される信号レベルが小さく、高い感度が要求される。感度が高いと、より小さなノイズにも影響を受けやすくなる。 The nuclear instrumentation system of a boiling water nuclear power plant has a neutron source region monitor, an intermediate region monitor (or a neutron source region monitor and an intermediate region) to enable measurement of the neutron flux from the reactor start-up state to the rated power. A startup region neutron monitor with integrated monitor) and an output region monitor. Among these, the startup region neutron monitor is used in a region where the nuclear power of the nuclear reactor is low, so that the output signal level is small and high sensitivity is required. Higher sensitivity is more susceptible to smaller noise.

このノイズ抑制技術として、例えば、特許第２８７７６０９号公報に記載された核計装ケーブルにコモンモードフィルタを適用する方法、特開２００８−８６４９号公報に開示された雑音が発生する動力機器に適用するスイッチングノイズを抑制する技術が知られている。また、動力線に重畳したノイズを抑制することにより、間接的に核計装ノイズを低減することができる可能性がある。核計装を対象としたものではないが、動力線に重畳したノイズをキャンセルするノイズ抑制方法が、特開２０００−２０１０４４号公報、特開２００３−８８０９９号公報、特開平１０−３０３６７４号公報及び特開２００３−８７９７３号公報に記載されている。 As this noise suppression technology, for example, a method of applying a common mode filter to a nuclear instrumentation cable described in Japanese Patent No. 2877609, a switching applied to a power device that generates noise disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-8649 A technique for suppressing noise is known. Moreover, there is a possibility that nuclear instrumentation noise can be indirectly reduced by suppressing noise superimposed on the power line. Although not intended for nuclear instrumentation, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-201044, 2003-88099, and 10-303674 disclose a noise suppression method for canceling noise superimposed on a power line. This is described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-87973.

特開２０００−２０１０４４号公報はコモンモードノイズ抑制装置について説明している。このコモンモードノイズ抑制装置は、動力線から、直接、コンデンサを介して電圧検出しており、また動力線に、直接、トランスを挿入して電流注入している。特開２００３−８８０９９号公報は電力変換装置のノイズ低減装置を記載する。このノイズ低減装置は、動力線から、直接、コンデンサを介して電圧検出しており、またコンデンサを介して動力線に電流注入している。特開平１０−３０３６７４号公報はＡＣラインフィルタを記述している。このＡＣラインフィルタは、動力線にチョークコイルを挿入し、またコンデンサを介して動力線に電流注入している。特開２００３−８７９７３号公報はアクティブフィルタを記載している。このアクティブフィルタは、動力線から零相ＣＴを介して非接触でコモンモード電流を検出しているが、電流注入においては動力線にトランスを挿入する構成となっている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-201044 describes a common mode noise suppression device. This common mode noise suppression device detects a voltage directly from a power line via a capacitor, and directly injects a current into the power line by inserting a transformer. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-88099 describes a noise reduction device for a power converter. This noise reduction device detects a voltage directly from a power line via a capacitor, and injects a current into the power line via a capacitor. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303674 describes an AC line filter. In this AC line filter, a choke coil is inserted into a power line, and a current is injected into the power line through a capacitor. Japanese Patent Laying-Open No. 2003-87973 describes an active filter. This active filter detects a common mode current from the power line via the zero-phase CT in a non-contact manner, but is configured to insert a transformer in the power line for current injection.

特許第２８７７６０９号公報Japanese Patent No. 2877609 特開２００８−８６４９号公報JP 2008-8649 A 特開２０００−２０１０４４号公報JP 2000-201044 A 特開２００３−８８０９９号公報JP 2003-88099 A 特開平１０−３０３６７４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-303674 特開２００３−８７９７３号公報JP 2003-87973 A

原子力プラントで使用する電源及び動力機器類には、新たな技術を適用したものも導入されている。これらの電源及び動力機器類は、運転に伴ってノイズを発生することが多い。動力機器類の単なるリプレースでも、ノイズの発生周波数及び接地線の引き回しが従来の機器と同じになるとは限らないため、前述の核計装系に与える影響は変わってくる可能性がある。発明者らは、このような状況を考慮し、新たな機器の導入及びリプレースにおいて、核計装へのノイズを予測する手法の開発、この予測の結果に基づいた対策の必要性の有無の評価、対策のシミュレーションによる効果の確認手法についての研究を行っている。この研究の過程において、発明者らは、回路図上で接続されていないノイズの経路に浮遊容量が存在し、浮遊容量を介したノイズループが構成され、これがノイズ混入の原因になることを発見した。また、発明者らは、後述するシミュレーションにより、電源及び動力機器類で発生したノイズが核計装に伝播するメカニズムのうち、浮遊容量を通り接地線を介して核計装に達するノイズが無視できないことも分かった。 The power supply and power equipment used in the nuclear power plant have been introduced with new technology. These power supplies and power devices often generate noise during operation. Even simple replacement of power equipment may not change the frequency of noise generation and grounding wiring to the same level as conventional equipment, so the impact on the aforementioned nuclear instrumentation system may change. Inventors considered such a situation, in the introduction and replacement of new equipment, development of a method for predicting noise to nuclear instrumentation, evaluation of the necessity of measures based on the results of this prediction, We are conducting research on methods for confirming the effects of countermeasure simulations. In the course of this research, the inventors discovered that stray capacitance exists in the path of noise that is not connected on the circuit diagram, and that a noise loop via the stray capacitance is formed, which causes noise contamination. did. In addition, according to the simulations described later, the inventors cannot ignore the noise that reaches the nuclear instrumentation through the stray capacitance and through the ground wire among the mechanisms in which the noise generated in the power supply and power equipment propagates to the nuclear instrumentation. I understood.

さらに、特許第２８７７６０９号公報に記載された信号線をコアに通すコモンモードフィルタは、条件によってはノイズを増加させる可能性がある。また、特開２００８−８６４９号公報に記載されたスイッチングノイズの抑制方法は、スイッチング以外で発生するノイズ以外に適用することができない。特開２０００−２０１０４４号公報、特開２００３−８８０９９号公報、特開平１０−３０３６７４号公報及び特開２００３−８７９７３号公報にそれぞれ記載されたる動力線に重畳したノイズをキャンセルするノイズ抑制方法をプラントの負荷に接続された動力線に適用する場合には、新設動力機器においては、充分な電流容量を有する電流注入トランスの準備、充分な耐電圧を有するコンデンサが必要になる。このため、動力系を構築する装置数の増加による信頼性の低下が予想される。既設動力機器においては、いったん敷設した動力系にノイズ抑制装置を設けるために動力線の切断など機器の停止を伴う工事が必要となるため、定期検査など特定の時期でないと簡単にノイズ抑制装置が導入できないという問題が生じる。 Further, the common mode filter described in Japanese Patent No. 2877609 that passes the signal line through the core may increase noise depending on conditions. In addition, the switching noise suppression method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-8649 cannot be applied to noise other than switching noise. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-201044, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-88099, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303694 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-87973 have a noise suppression method for canceling noise superimposed on power lines. When applied to a power line connected to a load, a newly installed power device requires a preparation of a current injection transformer having a sufficient current capacity and a capacitor having a sufficient withstand voltage. For this reason, a decrease in reliability due to an increase in the number of devices constituting the power system is expected. In existing power equipment, in order to install a noise suppression device in a power system that has already been laid down, it is necessary to perform work that involves stopping the equipment, such as cutting the power line. The problem that it cannot be introduced arises.

本発明の目的は、動力系の機能とは独立して存在し、且つより広い周波数範囲においてノイズ抑制が可能なノイズ抑制装置及びそれを有するプラントを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a noise suppression device that exists independently of the function of a power system and can suppress noise in a wider frequency range, and a plant having the same.

プラントに設けられたノイズ抑制対象ケーブルのコモンモード電流を非接触で検出する電流検出装置と、そのコモンモード電流の検出によって電流検出装置から出力される電圧信号、及びその電流検出装置の伝達関数及び電流注入装置の伝達関数のそれぞれの逆関数に基づいて、コモンモード電流を抑制する、このコモンモード電流と逆向きになる電流の値を算出し、算出された電流値に基づいて入力する電圧信号を補正して補正された電圧信号を出力する周波数特性補正装置と、周波数特性補正装置から出力される、補正された電圧信号を増幅する増幅装置と、増幅された電圧信号が入力され、この電圧信号に基づいてノイズ抑制対象ケーブルにコモンモード電流を抑制する電流を注入する前記電流注入装置とを備えたことにある。 A current detection device that detects a common mode current of a noise suppression target cable provided in a plant in a non-contact manner, a voltage signal output from the current detection device by detecting the common mode current , and a transfer function of the current detection device; Based on the inverse function of each transfer function of the current injection device , the common mode current is suppressed , the value of the current that is opposite to the common mode current is calculated, and the voltage signal that is input based on the calculated current value A frequency characteristic correction device that outputs a corrected voltage signal by correcting the voltage, an amplification device that amplifies the corrected voltage signal output from the frequency characteristic correction device, and the amplified voltage signal are input, and this voltage And a current injection device for injecting a current for suppressing the common mode current into the noise suppression target cable based on the signal.

周波数特性補正装置が、コモンモード電流の検出によって電流検出装置から出力される電圧信号、及びその電流検出装置の伝達関数及び電流注入装置の伝達関数のそれぞれの逆関数に基づいてコモンモード電流を抑制する、このコモンモード電流と逆向きになる電流の値を算出し、算出された電流値に基づいて入力する電圧信号を補正して補正された電圧信号を出力するので、ノイズ抑制対象ケーブルにコモンモード電流を抑制する電流を注入することができる。このため、動力系とは独立して設けられるノイズ抑制装置によって、より広い周波数範囲においてノイズ抑制が可能になる。
The frequency characteristic correction device suppresses the common mode current based on the voltage signal output from the current detection device by detecting the common mode current , and the inverse function of the transfer function of the current detection device and the transfer function of the current injection device. The value of the current that is opposite to the common mode current is calculated, the voltage signal that is input is corrected based on the calculated current value, and the corrected voltage signal is output. A current for suppressing the mode current can be injected. For this reason, noise suppression is possible in a wider frequency range by the noise suppression device provided independently of the power system.

前述した各従来技術は、上記した周波数特性補正装置を備えていない。 Each of the prior arts described above does not include the above-described frequency characteristic correction device.

本発明によれば、動力系の機能とは独立して存在するノイズ抑制装置によって、より広い周波数範囲においてノイズ抑制が可能になる。 According to the present invention, it is possible to suppress noise in a wider frequency range by the noise suppression device that exists independently of the function of the power system.

本発明の実施例を以下に説明する。 Examples of the present invention will be described below.

本発明の好適な一実施例であるノイズ抑制装置を、図１及び図２を用いて説明する。本実施例のノイズ抑制装置が適用される沸騰水型原子力プラントを、図１を用いて説明する。この沸騰水型原子力プラントは、改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）を備えている。 A noise suppression apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A boiling water nuclear power plant to which the noise suppression apparatus of the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. The boiling water nuclear power plant includes an improved boiling water reactor (ABWR).

この沸騰水型原子力プラントは、炉心を内蔵する原子炉圧力容器１及び複数のインターナルポンプ（図示せず）を有する。インターナルポンプは原子炉圧力容器１の底部に取り付けられ、インターナルポンプのインペラー（図示せず）が原子炉圧力容器１内に配置される。インターナルポンプにはモータ１５が設けられる。図１では、インターナルポンプはモータ１５のみを示している。中性子検出器３Ａ，３Ｂは、原子炉圧力容器１内に設置された計装管２Ａ，２Ｂ内に収納されている。中性子検出器３Ａ，３Ｂは、起動領域中性子モニタ用であり、原子炉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３Ａは、配線により計装管２Ａ下端に設けられたコネクタ２８Ａに接続される。コネクタ２８Ａに接続された同軸ケーブル（以下、信号ケーブルという）４Ａは、原子炉格納容器５に設けられたケーブル貫通部６Ａを通って原子炉格納容器５の外部に配置された前置増幅器８Ａに接続される。中性子検出器３Ｂは、配線により計装管２Ｂ下端に設けられたコネクタ２８Ｂに接続される。コネクタ２８Ｂに接続された同軸ケーブルである信号ケーブル４Ｂは、原子炉格納容器５に設けられたケーブル貫通部６Ｂを通って原子炉格納容器５の外部に配置された前置増幅器８Ｂに接続される。コネクタ２８Ａ，２８Ｂを用いることによって、保守時等で信号ケーブル４Ａ，４Ｂが取り外し可能になる。信号ケーブル４Ａ，４Ｂは、厚鋼電線管７Ａ，７Ｂ内に敷設されている。前置増幅器８Ａは、厚鋼電線管７Ａ内に設置されている信号ケーブル（図示していない）により制御建屋１０内の中性子監視装置１１Ａに接続される。前置増幅器８Ｂは、厚鋼電線管７Ｂ内に設置されている信号ケーブル（図示していない）により制御建屋１０内の中性子監視装置１１Ｂに接続される。 This boiling water nuclear power plant has a reactor pressure vessel 1 containing a core and a plurality of internal pumps (not shown). The internal pump is attached to the bottom of the reactor pressure vessel 1, and an impeller (not shown) of the internal pump is disposed in the reactor pressure vessel 1. A motor 15 is provided in the internal pump. In FIG. 1, the internal pump shows only the motor 15. The neutron detectors 3A and 3B are accommodated in instrumentation tubes 2A and 2B installed in the reactor pressure vessel 1. The neutron detectors 3A and 3B are used for a start-up region neutron monitor, and generate a weak current by the ionization action by thermal neutrons in the nuclear reactor. The neutron detector 3A is connected to a connector 28A provided at the lower end of the instrumentation tube 2A by wiring. A coaxial cable (hereinafter referred to as a signal cable) 4 A connected to the connector 28 A passes through a cable penetration 6 A provided in the reactor containment vessel 5 to a preamplifier 8 A arranged outside the reactor containment vessel 5. Connected. The neutron detector 3B is connected to a connector 28B provided at the lower end of the instrumentation tube 2B by wiring. A signal cable 4B, which is a coaxial cable connected to the connector 28B, is connected to a preamplifier 8B disposed outside the reactor containment vessel 5 through a cable penetration 6B provided in the reactor containment vessel 5. . By using the connectors 28A and 28B, the signal cables 4A and 4B can be detached during maintenance. The signal cables 4A and 4B are laid in the thick steel conduits 7A and 7B. The preamplifier 8A is connected to the neutron monitoring device 11A in the control building 10 by a signal cable (not shown) installed in the thick steel conduit 7A. The preamplifier 8B is connected to the neutron monitoring device 11B in the control building 10 by a signal cable (not shown) installed in the thick steel conduit 7B.

原子炉格納容器５内には、原子炉の制御及び保護のためにモータ、ポンプ及び電磁弁などの各種の電磁機器が多数設置されている。これら電磁機器は、交流電源及び直流電源から電流を供給することによって駆動される。この電磁機器の１つであるモータ１５には、動力ケーブル１２が接続されている。動力ケーブル１２は、原子炉格納容器５に設けられたケーブル貫通部６Ｃを通り、インバータ（図示せず）を内蔵したモータ制御装置１４に接続される。モータ制御装置１４のインバータは、三相電源１９に接続される。動力ケーブル１２は厚鋼電線管７Ｃ内に敷設されている。動力ケーブル１２は、厚鋼電線管７Ｃより金属部分が薄い可撓電線管内に敷設してもよい。厚鋼電線管７Ｃ及び可撓電線管を用いずに、動力ケーブル１２をそのまま敷設してもよい。モータ制御装置１４は、制御建屋１０内に設置された操作・表示盤１８に接続される。 A large number of various electromagnetic devices such as motors, pumps, and electromagnetic valves are installed in the reactor containment vessel 5 to control and protect the reactor. These electromagnetic devices are driven by supplying current from an AC power source and a DC power source. A power cable 12 is connected to a motor 15 that is one of the electromagnetic devices. The power cable 12 passes through a cable penetration part 6C provided in the reactor containment vessel 5, and is connected to a motor control device 14 incorporating an inverter (not shown). The inverter of the motor control device 14 is connected to a three-phase power source 19. The power cable 12 is laid in the thick steel conduit 7C. The power cable 12 may be laid in a flexible conduit whose metal part is thinner than the thick steel conduit 7C. The power cable 12 may be laid as it is without using the thick steel conduit 7C and the flexible conduit. The motor control device 14 is connected to an operation / display panel 18 installed in the control building 10.

沸騰水型原子力プラントの運転時において、炉心に装荷された燃料集合体に含まれている核燃料物質の核分裂によって発生する中性子は冷却水によって熱中性子化される。発生した熱中性子の一部が中性子検出器３Ａ，３Ｂにそれぞれ入射される。熱中性子を入射した中性子検出器３Ａ，３Ｂはそれぞれ微弱電流信号を発生する。これらの微弱電流信号は、信号ケーブル４Ａ，４Ｂを通って前置増幅器８Ａ，８Ｂに入力されて増幅され、原子炉出力信号となる。前置増幅器８Ａから出力された原子炉出力信号は、信号ケーブル４Ａを通って中性子監視装置１１Ａに入力される。前置増幅器８Ｂから出力された原子炉出力信号は、信号ケーブル４Ｂを通って中性子監視装置１１Ｂに入力される。 During operation of the boiling water nuclear power plant, neutrons generated by fission of nuclear fuel material contained in the fuel assembly loaded in the core are converted into thermal neutrons by cooling water. Some of the generated thermal neutrons enter the neutron detectors 3A and 3B, respectively. The neutron detectors 3A and 3B that have entered thermal neutrons each generate a weak current signal. These weak current signals are input to the preamplifiers 8A and 8B through the signal cables 4A and 4B, are amplified, and become reactor output signals. The reactor output signal output from the preamplifier 8A is input to the neutron monitoring apparatus 11A through the signal cable 4A. The reactor output signal output from the preamplifier 8B is input to the neutron monitoring apparatus 11B through the signal cable 4B.

沸騰水型原子力プラントの運転時に、モータ１５によってインターナルポンプのインペラーが回転されることによって、冷却水が炉心に供給される。オペレータが操作・表示盤１８を操作することによりモータ１５の回転数の設定指令が出力される。この設定指令はモータ制御装置１４に入力され、設定指令に基づいてインバータが制御される。この制御によりインバータから出力されて動力ケーブル１２を通してモータ１５に供給される電流の周波数が調節され、モータ１５の回転数が制御される。設定指令の出力に伴い、動力ケーブル１２にはインバータで発生したノイズ電流も流れる。このノイズ電流は、モータ制御装置１４に内蔵されたインバータの出力の三相間の不平衡成分であり、コモンモード電流とも呼ばれる。ノイズは、図３を用いて後述するように、動力ケーブル１２から主に電磁誘導、静電誘導及び接地線を介した回り込みにより信号ケーブル４Ａ，４Ｂに伝わる。 During operation of the boiling water nuclear power plant, the impeller of the internal pump is rotated by the motor 15 so that cooling water is supplied to the core. When the operator operates the operation / display panel 18, a setting command for the rotation speed of the motor 15 is output. This setting command is input to the motor control device 14, and the inverter is controlled based on the setting command. By this control, the frequency of the current output from the inverter and supplied to the motor 15 through the power cable 12 is adjusted, and the rotation speed of the motor 15 is controlled. Along with the output of the setting command, the noise current generated by the inverter also flows through the power cable 12. This noise current is an unbalanced component between the three phases of the output of the inverter built in the motor control device 14, and is also called a common mode current. As will be described later with reference to FIG. 3, the noise is transmitted from the power cable 12 to the signal cables 4 A and 4 B mainly by electromagnetic induction, electrostatic induction, and wraparound via a ground wire.

沸騰水型原子力プラントの動力ケーブル（ノイズ抑制対象ケーブル）１２に適用される、本実施例のノイズ抑制装置２０は、電流検出器２２、ノイズ抑制制御装置２１及び電流注入器２５を備えている。ノイズ抑制制御装置２１は周波数特性補正回路（周波数特性補正装置）２３及び増幅器２４を有する。環状の電流検出器２２は、動力ケーブル１２と非接触で動力ケーブル１２の周囲を取り囲んで配置される。環状の電流注入器２５も、動力ケーブル１２と非接触で動力ケーブル１２の周囲を取り囲んで配置される。電流検出器２２はケーブル２６によって周波数特性補正回路２３に接続される。周波数特性補正回路２３は増幅器２４に接続される。増幅器２４に接続されるケーブル２７は、フェライトコアである環状の電流注入器２５内を貫通している。電流注入器２５内を貫通しているケーブル２７と動力ケーブル１２は高い結合係数で磁気的に結合されている。周波数特性補正回路２３の詳細な構成は後述する。 The noise suppression device 20 of the present embodiment, which is applied to a power cable (noise suppression target cable) 12 of a boiling water nuclear power plant, includes a current detector 22, a noise suppression control device 21, and a current injector 25. The noise suppression control device 21 includes a frequency characteristic correction circuit (frequency characteristic correction device) 23 and an amplifier 24. The annular current detector 22 is arranged so as to surround the power cable 12 without contacting the power cable 12. The annular current injector 25 is also arranged so as to surround the power cable 12 without contacting the power cable 12. The current detector 22 is connected to the frequency characteristic correction circuit 23 by a cable 26. The frequency characteristic correction circuit 23 is connected to the amplifier 24. A cable 27 connected to the amplifier 24 passes through an annular current injector 25 that is a ferrite core. The cable 27 passing through the current injector 25 and the power cable 12 are magnetically coupled with a high coupling coefficient. The detailed configuration of the frequency characteristic correction circuit 23 will be described later.

ここで、動力系統で発生したノイズが信号系統に伝わる理由を、図３を用いて説明する。 Here, the reason why noise generated in the power system is transmitted to the signal system will be described with reference to FIG.

図３は、動力系統と信号系統の結合を示すための等価回路の一例である動力ケーブル１２と信号ケーブル４Ａの結合を示す等価回路を表している。コモンモード電流が流れる系統に対するものである。動力系統に設けられるモータ制御装置１４は、動力ケーブル１２及び動力ケーブル１２のインピーダンス３１を介してインターナルポンプのモータ１５に接続される。モータ制御装置１４は、内蔵するインバータと筐体の間の浮遊容量３３から接地インピーダンス３６を通して接地されている。モータ１５はモータコイルとモータケース間の浮遊容量３２を通って接地インピーダンス４４に接地されている。一方、信号系統は、前置増幅器８Ａ、信号ケーブル４Ａ、信号ケーブル４Ａのインピーダンス３５を通って中性子検出器３Ａに接続されている。前置増幅器８Ａは、接地インピーダンス３９を通して接地されている。また、中性子検出器３Ａは、中性子検出器３Ａと計装管２Ａ間の浮遊容量３４を通って接地インピーダンス４１に接地されている。その他の接地線のインピーダンス３７、３８，４０，４２，４３，４５も、直接ではないが、動力系統及び信号系統に接続されている。 FIG. 3 shows an equivalent circuit showing the coupling between the power cable 12 and the signal cable 4A, which is an example of an equivalent circuit for showing the coupling between the power system and the signal system. This is for systems through which common mode current flows. The motor control device 14 provided in the power system is connected to the motor 15 of the internal pump via the power cable 12 and the impedance 31 of the power cable 12. The motor control device 14 is grounded through the ground impedance 36 from the stray capacitance 33 between the built-in inverter and the housing. The motor 15 is grounded to the ground impedance 44 through the stray capacitance 32 between the motor coil and the motor case. On the other hand, the signal system is connected to the neutron detector 3A through the preamplifier 8A, the signal cable 4A, and the impedance 35 of the signal cable 4A. The preamplifier 8A is grounded through a ground impedance 39. The neutron detector 3A is grounded to the ground impedance 41 through the stray capacitance 34 between the neutron detector 3A and the instrumentation tube 2A. The impedances 37, 38, 40, 42, 43, and 45 of the other ground lines are also connected to the power system and the signal system, though not directly.

図３に示す等価回路から、動力ケーブル１２にノイズ電流が流れた場合、接地インピーダンス３６〜４５により、信号ケーブル４Ａ側にも、その一部のノイズ電流が流れることは明白である。また、図３で示した動力ケーブル１２と信号ケーブル４Ａが並走している領域では、電磁誘導及び静電誘導で、信号ケーブル３Ａ側にノイズ電流が流れることになる。 From the equivalent circuit shown in FIG. 3, when a noise current flows through the power cable 12, it is clear that a part of the noise current flows also to the signal cable 4A side due to the ground impedances 36 to 45. Further, in the region where the power cable 12 and the signal cable 4A run in parallel as shown in FIG. 3, a noise current flows to the signal cable 3A side by electromagnetic induction and electrostatic induction.

図３において、ポンプ用モータ１５、モータ制御装置１４及び中性子検出器３Ａなどの設置に伴って接地間との間に浮遊容量３２、３３，３４が存在することを示した。従来、これらの浮遊容量は、存在することは理論上明らかであるが、必ずしもその値を評価して、定量的な影響を検討することはあまりやられていない。例えば、信号系統である中性子検出器３Ａ及び前置増幅器８Ａは１点接地と呼ばれており、ノイズに強い構成であると信じられている。しかし、発明者らが行った浮遊容量の評価では、ノイズが高周波になった場合には、浮遊容量３４のインピーダンスが小さくなり、いわゆる１点接地とみなすことができなくなることが分かった。 In FIG. 3, it is shown that stray capacitances 32, 33, and 34 exist between the ground and the ground due to the installation of the pump motor 15, the motor control device 14, the neutron detector 3A, and the like. Conventionally, it is theoretically clear that these stray capacitances exist, but it is not always done to evaluate the value and examine the quantitative influence. For example, the neutron detector 3A and the preamplifier 8A, which are signal systems, are called one-point grounding and are believed to be noise-resistant. However, in the evaluation of the stray capacitance performed by the inventors, it has been found that when the noise becomes high frequency, the impedance of the stray capacitance 34 becomes small and cannot be regarded as so-called one-point grounding.

ところで、従来、ノイズ対策であるコモンモードフィルタの設置は、信号ケーブル４Ａのインピーダンス３５に、インダクタ−を追加して、信号ケーブル４Ａのインダクタンスを大きくすることに相当する。この場合、前置増幅器８Ａと中性子検出器３Ａを結ぶ信号ケーブル４Ａの高周波のインピーダンスが大きくなるため、コモンモードフィルタが設けられていない場合よりも流れる電流は抑制されることになる。従来技術では、この点からノイズ対策としてコモンモードフィルタを使用していた。しかしながら、信号ケーブル４Ａ及び接地インピーダンス３６〜４５を含むループ（前置増幅器８Ａ、ケーブルインピーダンス３５及び中性子検出器３Ａもこのループに含まれる。）のインピーダンスよりもコモンモードフィルタを用いた場合のインピーダンスを大きくしなければ、コモンモードフィルタによるノイズの抑制効果を顕著に得ることはできない。以下、断らない限り、そのループは、前置増幅器８Ａ、ケーブルインピーダンス３５及び中性子検出器３Ａも含んでいる。コモンモードフィルタのインダクタンスを大きくするために、従来技術では、コモンモードフィルタのコアに信号ケーブル４Ａを複数回巻きつけるなどの工夫をしていた。 Conventionally, the installation of a common mode filter as a noise countermeasure corresponds to increasing the inductance of the signal cable 4A by adding an inductor to the impedance 35 of the signal cable 4A. In this case, since the high-frequency impedance of the signal cable 4A connecting the preamplifier 8A and the neutron detector 3A is increased, the flowing current is suppressed as compared with the case where no common mode filter is provided. In the prior art, from this point, a common mode filter is used as a noise countermeasure. However, the impedance when the common mode filter is used is more than the impedance of the loop including the signal cable 4A and the ground impedance 36 to 45 (the preamplifier 8A, the cable impedance 35 and the neutron detector 3A are also included in this loop). Unless it is increased, the noise suppression effect by the common mode filter cannot be obtained significantly. Hereinafter, unless otherwise specified, the loop also includes the preamplifier 8A, the cable impedance 35, and the neutron detector 3A. In order to increase the inductance of the common mode filter, in the prior art, the signal cable 4A is wound around the core of the common mode filter a plurality of times.

中性子検出器３Ａと接地間には浮遊容量３４が存在するので、ノイズ対策であるコモンモードフィルタの設置によりインダクタンスが増えた場合には、信号ケーブル４Ａ及び接地インピーダンス３６〜４５を含むループのインピーダンスが増大する。しかしながら、そのループの共振周波数が低下する現象が生じる。この現象は、インダクタンスとキャパシタンスの直列接続で生じる直列共振である。これは、図３で示す等価回路を用いて定量評価を行うことによって明らかになる現象である。特に、信号ケーブル４Ａ及び接地インピーダンス３６〜４５を含むループは、同軸線のシールド及びアース線、増幅器及び検出器の筐体から構成されているので、その抵抗は極めて小さい。このため、共振時のＱ、いわゆる選択度が高く、共振点のインピーダンスの変化が大きくなる。つまり、コモンモードフィルタの設置によって、共振周波数が低下してループのインピーダンスが極端に小さくなる。このため、共振周波数付近はかえってコモンモード電流が流れやすくなり、結果的にノイズが増える場合もある。信号ケーブル４Ａ及び接地インピーダンス３６〜４５には、ある程度のインダクタンス成分が含まれている。しかし、生じる共振周波数は、比較的大きいので、信号系統の使用周波数帯域を超える場合もある。したがって、共振周波数そのものは問題とならない場合もある。 Since the stray capacitance 34 exists between the neutron detector 3A and the ground, when the inductance increases due to the installation of the common mode filter as a noise countermeasure, the impedance of the loop including the signal cable 4A and the ground impedances 36 to 45 is increased. Increase. However, a phenomenon occurs in which the resonance frequency of the loop decreases. This phenomenon is a series resonance caused by a series connection of an inductance and a capacitance. This is a phenomenon that is clarified by quantitative evaluation using the equivalent circuit shown in FIG. In particular, the loop including the signal cable 4A and the ground impedances 36 to 45 is composed of a coaxial shield and a ground wire, an amplifier and a detector housing, and therefore has a very low resistance. For this reason, Q at the time of resonance, so-called selectivity is high, and the change in impedance at the resonance point becomes large. That is, by installing the common mode filter, the resonance frequency is lowered and the impedance of the loop becomes extremely small. Therefore, the common mode current tends to flow in the vicinity of the resonance frequency, and as a result, noise may increase. The signal cable 4A and the ground impedances 36 to 45 include some inductance components. However, since the generated resonance frequency is relatively large, it may exceed the use frequency band of the signal system. Therefore, the resonance frequency itself may not be a problem.

図３に示す等価回路は、信号ケーブル４Ａを信号ケーブル４Ｂに置き換えることによって、動力ケーブル１２と信号ケーブル４Ｂに対しても成り立つ。動力ケーブル１２と信号ケーブル４Ａに対する上記の説明は、動力ケーブル１２と信号ケーブル４Ｂに対しても言えることである。 The equivalent circuit shown in FIG. 3 also holds for the power cable 12 and the signal cable 4B by replacing the signal cable 4A with the signal cable 4B. The above description for the power cable 12 and the signal cable 4A is also applicable to the power cable 12 and the signal cable 4B.

本実施例では、コモンモードフィルタを使用していない。本実施例は、ノイズを抑制するケーブルに逆向きの電流を加えて、ノイズ電流を抑制しようとするものである。このようにすることによって、共振点があっても、それに応じた逆向きの電流を流すことでノイズ抑制が可能になる。また、本実施例は、信号ケーブル４Ａではなく、ノイズ発生側である動力ケーブル１２にノイズ抑制策を施している。 In this embodiment, no common mode filter is used. In this embodiment, a reverse current is applied to a cable that suppresses noise to suppress the noise current. By doing so, even if there is a resonance point, it is possible to suppress noise by flowing a reverse current corresponding to the resonance point. In the present embodiment, noise suppression measures are taken not on the signal cable 4A but on the power cable 12 on the noise generating side.

周波数特性補正回路２３の一例を、図４を用いて説明する。周波数特性補正回路２３は、入力バッファ増幅器２１１、インダクタ２１２、抵抗２１３，２１４を含む一段目の周波数補正回路と、入力バッファ増幅器２１５、インダクタ２１６、抵抗２１７，２１８を含む二段目の周波数補正回路と、出力バッファ増幅器２１９とを有している。入力バッファ増幅器２１１はケーブル２６によって電流検出器２２に接続される。並列に配置されたインダクタ２１２及び抵抗２１３は、それぞれの入力端が入力バッファ増幅器２１１に接続され、出力端が接地している抵抗２１４に接続される。入力バッファ増幅器２１５はインダクタ２１２及び抵抗２１３の出力端に接続される。並列に配置されたインダクタ２１６及び抵抗２１７は、それぞれの入力端が入力バッファ増幅器２１５に接続され、出力端が接地している抵抗２１８に接続される。出力バッファ増幅器２１９は、インダクタ２１６及び抵抗２１７の出力端に接続され、さらに、増幅器２４に接続される。 An example of the frequency characteristic correction circuit 23 will be described with reference to FIG. The frequency characteristic correction circuit 23 includes a first-stage frequency correction circuit including an input buffer amplifier 211, an inductor 212, and resistors 213 and 214, and a second-stage frequency correction circuit including an input buffer amplifier 215, an inductor 216, and resistors 217 and 218. And an output buffer amplifier 219. Input buffer amplifier 211 is connected to current detector 22 by cable 26. The inductor 212 and the resistor 213 arranged in parallel are connected to the resistor 214 whose input terminal is connected to the input buffer amplifier 211 and whose output terminal is grounded. The input buffer amplifier 215 is connected to the output terminals of the inductor 212 and the resistor 213. The inductor 216 and the resistor 217 arranged in parallel are connected to the resistor 218 whose input terminal is connected to the input buffer amplifier 215 and whose output terminal is grounded. The output buffer amplifier 219 is connected to the output terminals of the inductor 216 and the resistor 217, and is further connected to the amplifier 24.

ノイズ抑制装置２０の作用について説明する。図２は、ノイズ抑制装置２０以外に、動力ケーブル１２及び信号ケーブル４Ａと接地インピーダンス３６〜４５の結合状態を併せて示している。 The operation of the noise suppression device 20 will be described. FIG. 2 shows a combined state of the power cable 12 and the signal cable 4 A and the ground impedances 36 to 45 in addition to the noise suppression device 20.

沸騰水型原子力プラント運転時、すなわち、インターナルポンプの駆動時に、環状の電流検出器２２は、動力ケーブル１２に流れるコモンモード電流を検出する。すなわち、三相の動力ケーブル３本の周囲を取り囲んでいる環状の電流検出器２２は、ノイズである不平衡電流成分のみを検出する。電流検出器２２から出力されたコモンモード電流の検出信号である電圧信号は、ケーブル２６を通して周波数特性補正回路２３の入力バッファ増幅器２１１に入力され、さらに、一段目のインダクタ２１２及び抵抗２１３の並列回路に入力される。一段目のインダクタ２１２及び抵抗２１３の並列回路では，入力信号の周波数の増加に伴いインダクタ２１２のインピーダンスが増加するため、インダクタ２１２及び抵抗２１３の並列回路に入力された入力バッファ増幅器２１１の出力電流はインダクタ２１２及び抵抗２１３の並列回路の作用によって小さくなる。入力信号の周波数がさらに増加すると、インダクタ２１２のインピーダンスがさらに増加し、ほとんどの電流が抵抗２１３を流れるため、インダクタ２１２及び抵抗２１３の並列回路の出力電流が一定電流となる。ここで、抵抗２１４は抵抗２１３のインピーダンスより十分小さく設定されている。抵抗２１４の両端電圧は、入力バッファ増幅器２１１の出力電流に比例する。つまり、インダクタ２１２、抵抗２１３，２１４を含む一段目の周波数補正回路は、入力信号の周波数が増加するに従って出力電流を小さし、インダクタ２１２のインピーダンスが抵抗２１３より十分大きくなる周波数以上では出力電流を一定電流にする特性を有している。これは、入力信号の周波数が増加するに従ってゲインが増加し、入力信号の周波数がある周波数以上なると一定のゲインを有するハイパスフィルタの逆の特性を有している。伝達関数で表せば、ハイパスフィルタの伝達関数の逆数である。抵抗２１４は抵抗２１３に比べて小さく、流れる電流に対して発生する抵抗２１４の両端電圧は小さいため、バッファ増幅器２１１、２１５，２１７で所望のゲインを得ている。入力バッファ増幅器２１５、インダクタ２１６及び抵抗２１７，２１８を含む二段目の周波数補正回路も、一段目の周波数補正回路と同様な動作をする。電流検出器２２は、その中心を流れる電流に対してハイパスフィルタ特性を有しており、一段目の周波数補正回路は、電流検出器２２のハイパスフィルタの逆特性に設定している。同様に、電流注入器２５もまたハイパスフィルタ特性を有しており、二段目の周波数補正回路は、電流注入器２５のハイパスフィルタの逆特性に設定している。また、電流注入器２５は、検出電流と逆向きの方向に電流が流れるように設置している。 During operation of the boiling water nuclear power plant, that is, when the internal pump is driven, the annular current detector 22 detects the common mode current flowing through the power cable 12. That is, the annular current detector 22 surrounding the three three-phase power cables detects only an unbalanced current component that is noise. A voltage signal, which is a common mode current detection signal output from the current detector 22, is input to the input buffer amplifier 211 of the frequency characteristic correction circuit 23 through the cable 26, and further, a parallel circuit of the first-stage inductor 212 and resistor 213. Is input. In the parallel circuit of the inductor 212 and the resistor 213 in the first stage, the impedance of the inductor 212 increases as the frequency of the input signal increases. Therefore, the output current of the input buffer amplifier 211 input to the parallel circuit of the inductor 212 and the resistor 213 is It becomes small by the action of the parallel circuit of the inductor 212 and the resistor 213. When the frequency of the input signal further increases, the impedance of the inductor 212 further increases, and most of the current flows through the resistor 213. Therefore, the output current of the parallel circuit of the inductor 212 and the resistor 213 becomes a constant current. Here, the resistor 214 is set sufficiently smaller than the impedance of the resistor 213. The voltage across the resistor 214 is proportional to the output current of the input buffer amplifier 211. That is, the first-stage frequency correction circuit including the inductor 212 and the resistors 213 and 214 decreases the output current as the frequency of the input signal increases, and outputs the output current at a frequency higher than the frequency at which the impedance of the inductor 212 is sufficiently higher than the resistor 213. It has the characteristic of making it a constant current. This increases the gain as the frequency of the input signal increases, and has the reverse characteristics of a high-pass filter having a constant gain when the frequency of the input signal exceeds a certain frequency. In terms of transfer function, it is the reciprocal of the transfer function of the high-pass filter. Since the resistor 214 is smaller than the resistor 213 and the voltage across the resistor 214 generated with respect to the flowing current is small, the buffer amplifiers 211, 215, and 217 obtain desired gains. The second-stage frequency correction circuit including the input buffer amplifier 215, the inductor 216, and the resistors 217 and 218 operates in the same manner as the first-stage frequency correction circuit. The current detector 22 has a high-pass filter characteristic with respect to the current flowing through the center thereof, and the first-stage frequency correction circuit is set to have a reverse characteristic of the high-pass filter of the current detector 22. Similarly, the current injector 25 also has a high-pass filter characteristic, and the frequency correction circuit in the second stage is set to the reverse characteristic of the high-pass filter of the current injector 25. The current injector 25 is installed so that a current flows in a direction opposite to the detected current.

以上に述べた周波数特性補正回路２３を用いることにより、電流検出器２２及び電流注入器２５の周波数特性が補正でき、広い周波数範囲にわたって検出したコモンモードノイズ電流に応じた電圧を電流注入器２５に印加し、動力ケーブル１２にコモンモード電流（ノイズ電流）を打ち消す電流を注入することができる。図４に示すノイズ抑制制御装置２１では、増幅器２４のゲインをある程度大きくしているので、コモンモード電流が有意な場合、すなわち電流検出器２２の出力が有意な場合は、必ず電流注入器２５を通して打ち消すための電流が動力ケーブル１２に流れることになり、コモンモードノイズ電流の抑制が図れることになる。 By using the frequency characteristic correction circuit 23 described above, the frequency characteristics of the current detector 22 and the current injector 25 can be corrected, and a voltage corresponding to the common mode noise current detected over a wide frequency range is supplied to the current injector 25. When applied, a current that cancels the common mode current (noise current) can be injected into the power cable 12. In the noise suppression control device 21 shown in FIG. 4, the gain of the amplifier 24 is increased to some extent. Therefore, when the common mode current is significant, that is, when the output of the current detector 22 is significant, the current is always passed through the current injector 25. The current for canceling will flow through the power cable 12, and the common mode noise current can be suppressed.

したがって、信号ケーブル４Ａ及び接地インピーダンス３６〜４５を含むループに流れるノイズ電流をなくすことができる。信号ケーブル４Ｂ及び該当するインピーダンスを含む他のループに流れるノイズ電流もなくすることができる。 Therefore, it is possible to eliminate the noise current flowing in the loop including the signal cable 4A and the ground impedance 36 to 45. It is possible to eliminate the noise current flowing in the signal cable 4B and other loops including the corresponding impedance.

図５は、本実施例におけるノイズ抑制機能を各部の伝達関数を用いて示している。入力はノイズ源４６（モータ制御装置１４に相当）であり、コモンモード電圧Ｖ_Nと表記する。出力４８は動力ケーブル１２のコモンモード電流ｉ_cとする。コモンモードノイズループ４７は、図２に示すモータ制御装置１４、インピーダンス３１、モータ１５、浮遊容量３２，３３及び接地インピーダンス３６〜４５などを含み、伝達関数Ｇ₁と表記する。電流検出器２２の伝達関数をＧ_d、周波数特性補正回路２３の伝達関数をＧ₂で示している。増幅器２０２の伝達関数は、Ａであり、増幅度を表す。電流注入器２４の伝達関数はＧ_ｉであり、図４では分離して示しているが加算機能も電流注入器２５の機能である。図４に示す構成を有する周波数特性補正回路２３の伝達関数Ｇ₂は、Ｇ_dとＧ_ｉの積の逆数に等しくなっている。ノイズ電圧Ｖ_Nが印加されたときに流れるノイズ電流（コモンモード電流）ｉ_cは、（１）式で表される。 FIG. 5 shows the noise suppression function in the present embodiment using the transfer function of each part. The input is a noise source 46 (corresponding to the motor control device 14) and is expressed as a common mode voltage V _N. The output 48 is a common mode current _ic of the power cable 12. Common mode noise loop 47, the motor control device 14 shown in FIG. 2, the impedance 31, the motor 15 includes a stray capacitance 32, 33 and ground impedances 36 to 45, denoted as a transfer function G _1. The transfer function of the current detector 22 is indicated by G _d , and the transfer function of the frequency characteristic correction circuit 23 is indicated by G ₂ . The transfer function of the amplifier 202 is A, which represents the degree of amplification. The transfer function of the current injector 24 is G _i, by which is summing function shown separately in FIG. 4 is also a function of the current injector 25. The transfer function G ₂ of the frequency characteristic correction circuit 23 having the configuration shown in FIG. 4 is equal to the reciprocal of the product of G _d and G _i . A noise current (common mode current) _ic that flows when the noise voltage V _N is applied is expressed by equation (1).

ここで、分母の第２項が１に比べて大きいとき、（１）式は（２）式のようになる。 Here, when the second term of the denominator is larger than 1, the formula (1) becomes the formula (2).

さらに、Ｇ_２がＧ_dとＧ_ｉの積の逆関数に等しいので、（２）式は（３）式で表される。 Furthermore, since G ₂ is equal to the inverse function of the product of G _d and G _i , equation (2) is expressed by equation (3).

（３）式から理想的には、周波数に依存しないでノイズ電流値を抑制できることが分かる。実際には、コモンモードノイズループ４７の伝達関数Ｇ₁は、低周波では小さくなるので、（１）式の第２項が１に比べて大きいという条件が成立しない。このため、低周波では（３）式が成立しない。この様相を示すため、発明者らは、周波数特性補正回路２３の有無におけるノイズ電流ｉ_cの周波数特性を計算した。この計算結果を図６に示す。図６は、周波数特性補正回路２３を設置した場合及びこれを設置しない場合のそれぞれにおける、周波数とコモンモード電流振幅の関係を示している。ノイズであるコモンモード電流は小さい方が望ましい。周波数特性補正回路２３を設置した場合には、広い周波数帯域で、周波数特性補正回路２３を設置しない場合に比べて小さくなっていることが分かる。周波数特性の計算において、伝達関数Ｇ₁は、Ｌ，Ｃ，Ｒを含むコモンモードノイズループを模擬した構成とした。電流注入器２４および電流検出器２２はハイパスフィルタ特性を有しており、従来法のノイズキャンセル方法は、周波数特性補正回路２３を設置していない場合の特性に類似している。 It can be seen from the equation (3) that the noise current value can be suppressed ideally without depending on the frequency. Actually, since the transfer function G ₁ of the common mode noise loop 47 becomes smaller at low frequencies, the condition that the second term of the equation (1) is larger than 1 is not satisfied. For this reason, Formula (3) does not hold at low frequencies. In order to show this aspect, the inventors calculated the frequency characteristic of the noise current _{ic with and} without the frequency characteristic correction circuit 23. The calculation results are shown in FIG. FIG. 6 shows the relationship between the frequency and the common mode current amplitude when the frequency characteristic correction circuit 23 is installed and when it is not installed. It is desirable that the common mode current as noise is small. It can be seen that when the frequency characteristic correction circuit 23 is installed, the frequency characteristic is smaller in a wide frequency band than when the frequency characteristic correction circuit 23 is not installed. In the calculation of the frequency characteristics, the transfer function G ₁ is configured to simulate a common mode noise loop including L, C, and R. The current injector 24 and the current detector 22 have a high-pass filter characteristic, and the conventional noise cancellation method is similar to the characteristic when the frequency characteristic correction circuit 23 is not installed.

本実施例では、周波数特性補正回路２３の演算装置は、電流検出器２２で検出したコモンモード電流の検出信号である電圧信号を用いて（３）式によりノイズ電流ｉ_cを算出し、算出されたノイズ電流ｉ_cと逆向きになる電流値を算出する。周波数特性補正回路２３の電圧補正回路は、算出されたこの電流値を用いて補正により前述の補正された電圧信号を生成する。したがって、コモンモード電流を打ち消すコモンモード電流と逆向きの電流が電流注入器２５を通して動力ケーブル１２に注入される。 In the present embodiment, the arithmetic unit of the frequency characteristic correction circuit 23 calculates the noise current _ic by the equation (3) using the voltage signal that is the detection signal of the common mode current detected by the current detector 22, and is calculated. A current value that is opposite to the noise current i _c is calculated. The voltage correction circuit of the frequency characteristic correction circuit 23 generates the above-described corrected voltage signal by correction using the calculated current value. Therefore, a current opposite to the common mode current that cancels the common mode current is injected into the power cable 12 through the current injector 25.

ノイズ抑制装置２０のノイズ抑制効果を確認するため、発明者らは、図２に示す構成を用いた、ノイズとして雷インパルス波形２×７０μｓ波形が動力ケーブル１２で誘導にて混入した場合を想定したシミュレーションを行った。このシミュレーションの結果を図7に示す。破線が、ノイズ抑制装置２０が機能していない場合（対策前）の動力ケーブル１２に流れるノイズ電流ｉ₁、実線が、ノイズ抑制装置２０が機能している場合（対策後）のノイズ電流ｉ₁の変化を示している。ノイズ抑制装置２０が機能している場合には、ノイズ電流ｉ₁は、ピーク値が１／１０以下に抑制されている。 In order to confirm the noise suppression effect of the noise suppression device 20, the inventors assumed a case where a lightning impulse waveform 2 × 70 μs waveform was mixed by induction in the power cable 12 as noise using the configuration shown in FIG. 2. A simulation was performed. The result of this simulation is shown in FIG. Broken line, noise current i ₁ flowing through the power cable 12 when the noise suppression device 20 is not functioning (previous measures), the solid line, the noise currents i ₁ when the noise suppression device 20 is functioning (after measures) Shows changes. When the noise suppression device 20 is functioning, the peak value of the noise current i ₁ is suppressed to 1/10 or less.

電流検出器２２及び電流注入器２５はそれぞれ周波数特性を有するので、ノイズ電流を抑制する電流を生成するとき、その周波数特性を考慮することによって安定な抑制電流の生成が可能となる。電流注入器２５は、透磁率の高い材料で構成されたコア（例えば、フェライトコア）を有している。動力ケーブル１２が電流注入器２５のコアを貫通しており、ケーブル２７がそのコアに巻き付けられている。ノイズ抑制対象ケーブルである動力ケーブル１２に比べて電流注入器２５のコアの占める長さは少ないので、動力ケーブル１２のインダクタンスの増加量は大きくならない。電流検出器２２及び電流注入器２５のそれぞれの周波数特性は計算もしくは実測で予め求めることができる。前述したように、電流検出器２２及び電流注入器２５のそれぞれの伝達関数の逆関数を考慮して補正された電圧信号を得ることで、広い周波数範囲のノイズ電流抑制が可能となる。 Since each of the current detector 22 and the current injector 25 has frequency characteristics, when generating a current that suppresses a noise current, it is possible to generate a stable suppression current by considering the frequency characteristics. The current injector 25 has a core (for example, a ferrite core) made of a material having high magnetic permeability. The power cable 12 passes through the core of the current injector 25, and the cable 27 is wound around the core. Since the length occupied by the core of the current injector 25 is smaller than that of the power cable 12 that is a noise suppression target cable, the amount of increase in inductance of the power cable 12 does not increase. The frequency characteristics of the current detector 22 and the current injector 25 can be obtained in advance by calculation or actual measurement. As described above, by obtaining a voltage signal corrected in consideration of the inverse functions of the transfer functions of the current detector 22 and the current injector 25, it is possible to suppress noise current in a wide frequency range.

本実施例では、周波数特性補正回路２３が、ノイズ発生源側である動力ケーブル１２に設けた電流検出器２２で検出したノイズ電流に基づいて電流検出器２２から出力される電圧信号に基づいてそのノイズ電流を抑制する（好ましくは消滅させる）ための電流値を算出し、この電流値に基づいて入力した電圧信号を補正して得られる補正された電圧信号を出力している。このため、補正された電圧信号が入力される電流注入器２５が、動力ケーブル１２に、ノイズ電流を抑制する（好ましくは打ち消す）電流を注入することができる。したがって、本実施例は、動力系とは独立して設けられるノイズ抑制装置２０によって、より広い周波数範囲においてノイズ抑制が可能になる。本実施例は、ノイズ発生源側でノイズ対策を行っているため、核計装系だけでなく他の計装系へのノイズの影響も低減できる。したがって、他の計装系のノイズ対策の簡易化が図れる。 In this embodiment, the frequency characteristic correction circuit 23 is based on the voltage signal output from the current detector 22 based on the noise current detected by the current detector 22 provided on the power cable 12 on the noise generation source side. A current value for suppressing (preferably eliminating) the noise current is calculated, and a corrected voltage signal obtained by correcting the input voltage signal based on the current value is output. For this reason, the current injector 25 to which the corrected voltage signal is input can inject a current that suppresses (preferably cancels) the noise current into the power cable 12. Therefore, in this embodiment, noise can be suppressed in a wider frequency range by the noise suppression device 20 provided independently of the power system. In this embodiment, since noise countermeasures are taken on the noise source side, it is possible to reduce the influence of noise not only on the nuclear instrumentation system but also on other instrumentation systems. Therefore, noise countermeasures for other instrumentation systems can be simplified.

本実施例は、周波数特性補正回路２３の演算装置が、電流検出器２２で検出したノイズ電流から出力される電圧信号に基づいてそのノイズ電流を消滅させるための電流値を算出しており、周波数特性補正回路２３の電圧補正回路がこの電流値に基づいて入力した電圧信号を補正して得られる補正された電圧信号を出力している。このため、ノイズ電流を抑制する、補正された電圧信号を容易に得ることができる。 In this embodiment, the arithmetic unit of the frequency characteristic correction circuit 23 calculates a current value for extinguishing the noise current based on a voltage signal output from the noise current detected by the current detector 22, and the frequency The voltage correction circuit of the characteristic correction circuit 23 outputs a corrected voltage signal obtained by correcting the voltage signal input based on this current value. Therefore, a corrected voltage signal that suppresses the noise current can be easily obtained.

電流検出器２２及び電流注入器２５は、非接触で動力ケーブル１２を取り囲んでいる。新規に設置する動力ケーブル１２だけでなく既設の動力ケーブル１２への、電流検出器２２及び電流注入器２５の設置が容易になる。したがって、新規の動力ケーブル１２へのノイズ対策だけではなく、既存の動力ケーブル１２への対策も容易に行うことができる。動力ケーブル１２がシールドで被覆されている場合、ノイズ電流の一部がシールドからモータ制御装置１４に戻されるが、この場合でも、本実施例と同様の構成でノイズ電流を抑制することができる。 The current detector 22 and the current injector 25 surround the power cable 12 in a non-contact manner. The current detector 22 and the current injector 25 can be easily installed not only in the newly installed power cable 12 but also in the existing power cable 12. Therefore, not only noise countermeasures for the new power cable 12 but also countermeasures for the existing power cable 12 can be easily performed. When the power cable 12 is covered with a shield, a part of the noise current is returned from the shield to the motor control device 14, but even in this case, the noise current can be suppressed with the same configuration as in the present embodiment.

周波数補正回路２３は、実施例１ではアナログ回路で実現しているが、デジタル回路を用いて伝達関数を差分方程式に変換することによっても実現することが可能である。 In the first embodiment, the frequency correction circuit 23 is realized by an analog circuit, but can also be realized by converting a transfer function into a difference equation using a digital circuit.

本発明の他の実施例であるノイズ抑制装置を、図８を用いて説明する。本実施例のノイズ抑制装置２０は、実施例１のノイズ抑制装置２０と同じ構成を有する。実施例１では電流検出器２２及び電流注入器２５が電力ケーブル１２に設けられているのに対して、本実施例では、電流検出器２２及び電流注入器２５が信号ケーブル４Ａに設けられている。本実施例も、実施例１と同様に、ノイズ抑制装置２０が作用して信号ケーブル４Ａのノイズ電流を抑制することができる。信号ケーブル４Ｂのノイズ電流を抑制する場合には、電流検出器２２及び電流注入器２５を信号ケーブル４Ｂに設ける。 A noise suppression apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The noise suppression device 20 of the present embodiment has the same configuration as the noise suppression device 20 of the first embodiment. In the first embodiment, the current detector 22 and the current injector 25 are provided in the power cable 12, whereas in the present embodiment, the current detector 22 and the current injector 25 are provided in the signal cable 4A. . In the present embodiment as well, as in the first embodiment, the noise suppression device 20 acts to suppress the noise current of the signal cable 4A. When suppressing the noise current of the signal cable 4B, the current detector 22 and the current injector 25 are provided in the signal cable 4B.

本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。複数の計装系にノイズ源が存在する場合には、ノイズ抑制装置２０の電流検出器２２及び電流注入器２５を該当する各計装系の信号ケーブルに設けるとよい。 In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. When noise sources exist in a plurality of instrumentation systems, the current detector 22 and the current injector 25 of the noise suppression device 20 may be provided in the signal cables of the corresponding instrumentation systems.

本発明の好適な一実施例であるノイズ抑制装置を適用した原子力発電プラントの構成図である。It is a block diagram of the nuclear power plant to which the noise suppression apparatus which is one suitable Example of this invention is applied. 図１に示すノイズ抑制装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the noise suppression apparatus shown in FIG. 接地線を介したノイズ伝播回路のモデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the model of the noise propagation circuit via a ground wire. 図２に示す周波数特性補正回路の詳細構成図である。FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a frequency characteristic correction circuit shown in FIG. 2. 伝達関数を用いて図２に示すノイズ抑制装置によるノイズ抑制の機能を説明するブロック線図である。It is a block diagram explaining the function of the noise suppression by the noise suppression apparatus shown in FIG. 2 using a transfer function. 周波数特性補正回路の有無によるノイズであるコモンモード電流の、各周波数における振幅の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the amplitude in each frequency of the common mode electric current which is noise by the presence or absence of a frequency characteristic correction circuit. 図２に示すノイズ抑制装置のノイズ抑制効果をシミュレーションで確認した結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result which confirmed the noise suppression effect of the noise suppression apparatus shown in FIG. 2 by simulation. 本発明の他の実施例であるノイズ抑制装置の構成図である。It is a block diagram of the noise suppression apparatus which is another Example of this invention.

Explanation of symbols

１…原子炉圧力容器、３Ａ，３Ｂ…中性子検出器、４Ａ，４Ｂ…信号ケーブル、５…原子炉格納容器、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…ケーブル貫通部、８Ａ，８Ｂ…前置増幅器、１１Ａ，１１Ｂ…中性子監視装置、１２…動力ケーブル、１４…モータ制御装置、１５…モータ、２０…ノイズ抑制装置、２１…ノイズ抑制制御装置、２２…電流検出器、２３…周波数特性補正回路、２４…増幅器、２５…電流注入器、３６〜４５…接地インピーダンス、３２，３３，３４…浮遊容量。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor pressure vessel, 3A, 3B ... Neutron detector, 4A, 4B ... Signal cable, 5 ... Reactor containment vessel, 6A, 6B, 6C ... Cable penetration part, 8A, 8B ... Preamplifier, 11A, 11B DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Neutron monitoring device, 12 ... Power cable, 14 ... Motor control device, 15 ... Motor, 20 ... Noise suppression device, 21 ... Noise suppression control device, 22 ... Current detector, 23 ... Frequency characteristic correction circuit, 24 ... Amplifier, 25 ... Current injector, 36-45 ... Ground impedance, 32, 33, 34 ... Stray capacitance.

Claims

A current detection device that detects a common mode current of a noise suppression target cable provided in a plant in a non-contact manner, a voltage signal output from the current detection device by detecting the common mode current , and a transfer function of the current detection device and based on the respective inverse function of the transfer function of current injection devices, suppressing the common mode current, it calculates the value of the current becomes the common mode current in the opposite direction, on the basis of the calculated current value voltage A frequency characteristic correction device that corrects a signal and outputs a corrected voltage signal, an amplification device that amplifies the corrected voltage signal output from the frequency characteristic correction device, and the amplified voltage signal are input. , Bei and said current injection device for injecting a suppressing current the common mode current to the noise suppression target cable on the basis of this voltage signal Noise suppression apparatus, characterized in that the.

The noise suppression device according to claim 1, wherein the current detection device is provided in a non-contact manner on a noise suppression target cable of a plant, and the current injection device is provided in a non-contact manner on the noise suppression target cable. A plant with a noise suppression device.

The plant having a noise suppression device according to claim 2, wherein the noise suppression target cable is a power cable.

The plant having a noise suppression device according to claim 2, wherein the noise suppression target cable is a signal cable.

The plant having a noise suppression device according to claim 4, wherein the signal cable is a cable for transmitting a signal detected by a neutron detector disposed in a core of a nuclear power plant.