Kaapeloinnin erotteluperiaatteet ydinvoimalaitoksilla
Saukkonen, Mika (2017)
2017
Sähkötekniikka
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta – Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-06-07
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201705121390
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201705121390
Tiivistelmä
Suomalaisten ydinvoimalaitosten turvallisuusjärjestelmien kaapeloinnin erotteluun kohdistuu monia viranomaisvaatimuksia, joiden toteuttaminen käytännössä ja valvonta on hankalaa. Tämän työn tarkoituksena on perehtyä kyseisiin vaatimuksiin ja pohtia perusteita vaatimusten toteuttamiseen käytännössä tulevissa suomalaisissa ydinvoimalaitoksissa.
Tärkeimmät vaatimukset suomalaisten ydinvoimalaitosten kaapeloinnin erottelulle esitetään kansallisissa YVL-ohjeissa. YVL-ohjeet vaativat erottelemaan kaapeleita syvyys-suuntaisen puolustuksen tasojen, turvallisuusjärjestelmien rinnakkaisten osajärjestelmien, jänniteluokkien sekä turvallisuusluokkien välillä. Syvyyssuuntaisen puolustuksen tasojen erottelulla pyritään varmistamaan tasojen riippumattomuus toisistaan ja tätä kautta estämään usean puolustustason yhtäaikainen pettäminen. Turvallisuusjärjestelmät jaetaan useampaan rinnakkaiseen toisistaan eroteltuun osajärjestelmään turvallisuustoimintojen luotettavuuden parantamiseksi. Jänniteluokkien erottelulla estetään sähkömagneettisten häiriöiden leviäminen. Turvallisuusluokkien erottelulla estetään alemman turvallisuusluokan järjestelmän, laitteen tai kaapelin haitalliset vaikutukset ylemmän turvallisuusluokan järjestelmään, laitteeseen tai kaapeliin.
Tarkemmat toimenpiteet erottelun toteuttamiseksi tulevat YVL-ohjeiden vaatimusten mukaan sovelletusta ydinteknisestä standardista. YVL-ohjeiden ja standardien vaati-mukset ovat osittain päällekkäisiä ja ne perustuvat yleensä erilaiseen vaatimustasoon. Tästä syystä vaatimusten yhdistäminen on paikoin hankalaa.
Aluksi työssä esitellään ydinvoimalaitoksen yleiset suunnitteluperiaatteet, kaapelointiin liittyvä tekniikka, ydinvoimalaitoksen tyypilliset kaapelointijärjestelmät sekä kaapeloinnin suojaus. Tämän jälkeen tarkastellaan, mitä vaatimuksia kaapeloinnin erotteluun kohdistuu. Lopuksi esitetään yhteenveto erotteluvaatimuksista ja pohditaan perusteita vaatimusten soveltamiseen käytännössä.
Työssä havaittiin, että vaatimukset, jotka koskevat turvallisuusjärjestelmien rinnakkaisten osajärjestelmien ja jänniteluokkien erottelua, ovat varsin selkeitä ja yksikäsitteisiä. Vaatimukset koskien syvyyssuuntaisten puolustustasojen ja turvallisuusluokkien erottelua vaativat tapauskohtaisempaa tarkastelua.
Tärkeimmät vaatimukset suomalaisten ydinvoimalaitosten kaapeloinnin erottelulle esitetään kansallisissa YVL-ohjeissa. YVL-ohjeet vaativat erottelemaan kaapeleita syvyys-suuntaisen puolustuksen tasojen, turvallisuusjärjestelmien rinnakkaisten osajärjestelmien, jänniteluokkien sekä turvallisuusluokkien välillä. Syvyyssuuntaisen puolustuksen tasojen erottelulla pyritään varmistamaan tasojen riippumattomuus toisistaan ja tätä kautta estämään usean puolustustason yhtäaikainen pettäminen. Turvallisuusjärjestelmät jaetaan useampaan rinnakkaiseen toisistaan eroteltuun osajärjestelmään turvallisuustoimintojen luotettavuuden parantamiseksi. Jänniteluokkien erottelulla estetään sähkömagneettisten häiriöiden leviäminen. Turvallisuusluokkien erottelulla estetään alemman turvallisuusluokan järjestelmän, laitteen tai kaapelin haitalliset vaikutukset ylemmän turvallisuusluokan järjestelmään, laitteeseen tai kaapeliin.
Tarkemmat toimenpiteet erottelun toteuttamiseksi tulevat YVL-ohjeiden vaatimusten mukaan sovelletusta ydinteknisestä standardista. YVL-ohjeiden ja standardien vaati-mukset ovat osittain päällekkäisiä ja ne perustuvat yleensä erilaiseen vaatimustasoon. Tästä syystä vaatimusten yhdistäminen on paikoin hankalaa.
Aluksi työssä esitellään ydinvoimalaitoksen yleiset suunnitteluperiaatteet, kaapelointiin liittyvä tekniikka, ydinvoimalaitoksen tyypilliset kaapelointijärjestelmät sekä kaapeloinnin suojaus. Tämän jälkeen tarkastellaan, mitä vaatimuksia kaapeloinnin erotteluun kohdistuu. Lopuksi esitetään yhteenveto erotteluvaatimuksista ja pohditaan perusteita vaatimusten soveltamiseen käytännössä.
Työssä havaittiin, että vaatimukset, jotka koskevat turvallisuusjärjestelmien rinnakkaisten osajärjestelmien ja jänniteluokkien erottelua, ovat varsin selkeitä ja yksikäsitteisiä. Vaatimukset koskien syvyyssuuntaisten puolustustasojen ja turvallisuusluokkien erottelua vaativat tapauskohtaisempaa tarkastelua.