無人值班變電站立體安全防護系統(tǒng)探討

郭鵬宇

(江蘇省電力公司，江蘇 南京 210032)

隨著國民經濟的發(fā)展和自動化技術的應用，變電站數量成倍增多，無人值班已經成為一種趨勢。經過近10年的發(fā)展，我國已逐步形成了500kV變電站“集中監(jiān)控，少人值守”，220kV及以下變電站“集中監(jiān)控，無人值班”的變電運行格局。

目前，我國多數省份的220kV及以下變電站幾乎全部實現了無人值班，運行人員逐年減少。以江蘇省電力公司為例，實施無人值班后，現有值班人員平均僅為1.68人/站，一共比傳統(tǒng)有人值班模式減少1.1萬多人，減員增效帶來的效益相當可觀。在無人值班的情況下，變電站內電力設施的安全保衛(wèi)工作成為一個難題。近年來，無人值班變電站內工程用物資、接地線甚至變電設備發(fā)生被盜竊破壞的案件時有發(fā)生，給電網安全運行造成極大的威脅。

1 變電站外部治安環(huán)境現狀

2006-04-25，福建泉州220kV山峰變發(fā)生歹徒侵入變電站搶劫的惡性案件，嚴重危及運行人員人身安全和變電站安全運行，甚至造成運行人員人心惶惶，不敢單人值班。

2008-09-13，西安供電局330kV北郊變電站發(fā)生因人為盜竊破壞導致主變跳閘并損壞事故，造成4座110kV變電站失壓，影響極為惡劣。

從變電站盜竊或破壞案件發(fā)生的頻次來看，危害的對象主要有：

(1) 變電站內存放的基建物資，如銅排、導線、電纜；

(2) 安全工器具室內的接地線、絕緣鞋；

(3) 控制室內的電腦主機、顯示器、打印機、傳真機、電話機；

(4) 運行中的一次、二次電氣設備等。

蓄意破壞變電站的案件目前幾乎沒有發(fā)生，但個別地方治安形勢的惡劣，不能忽視這種情況存在的可能性。

2 安全技術防范現狀

在無人值班變電站建造或改造初期，大多數建造方案往往側重于一次、二次設備的改造，卻忽視了變電站安全防范裝置的建造，造成了安全防范上的漏洞。2003年，江蘇省公安廳發(fā)布了《江蘇省電力企業(yè)變電站安全防范暫行規(guī)定》，首次對無人值班變電站的安全技術防范措施進行了規(guī)定。2009年，國家電網公司下發(fā)了《變電站安全技術防范系統(tǒng)配置指導意見》，提出了無人值班變電站應采取實體防護、視頻監(jiān)控、周界入侵報警系統(tǒng)相結合的防護方案。江蘇省電力公司采取了各種措施加強無人值班變電站的安全防護。

(1) 實體防護。變電站圍墻應保證3.5 m高度，外側墻面保持實體垂直立面，無可供攀登的臺延和缺口。主控制室、開關室、大門值班室等建筑物2層以下窗戶設置金屬防護欄，窗框用鐵框加固。建筑物與室外相通的出入口應安裝防盜安全門，圍墻頂部安裝防盜柵欄。

(2) 周界防范。周邊安裝紅外線對射防越界報警裝置或電子圍欄。

(3) 視頻監(jiān)控。變電站安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，視頻信號上傳至監(jiān)控運行中心，專人實時監(jiān)控。

3 安全技術防范存在的問題

經過幾年的運行，無人值班變電站安全防范技術措施存在以下主要問題有。

3.1 紅外對射周界報警裝置誤報警率高

由于前期電子圍欄的安裝存在安全上的爭議，變電站周界入侵報警大多采用紅外對射周界報警裝置。紅外對射周界報警裝置靈敏度高，一旦有樹葉飄過或小動物走過，極易觸發(fā)紅外對射探測器，發(fā)生誤報警。紅外對射周界報警裝置經日曬雨淋，對維護的要求高，一旦疏于維護，極易損壞。

南京供電公司曾將該裝置與公安機關110報警聯(lián)網，但由于誤報警較多，最后只好停止聯(lián)網。常州供電公司對紅外對射周界報警信號不上傳110，而實行就地實時報警，以恫嚇、震懾、制止不法分子作案。

3.2 脈沖式電子圍欄使用的副作用

脈沖式電子圍欄效果較好，但需慎于使用。雖然高壓電子脈沖電擊不傷人，但是攀爬圍墻者一旦觸電極易從圍墻上摔下來，倘若攀爬圍墻者摔傷摔死，供電公司脫離不了干系。因此，在國家電網公司《變電站安全技術防范系統(tǒng)配置指導意見》中規(guī)定，500kV變電站必須安裝脈沖式電子圍欄；220kV及以下變電站安裝紅外對射周界入侵報警裝置，必要時才安裝電子圍欄。

從國內運行經驗來看，供電公司在安裝脈沖式電子圍欄時，一般會在合金線上安裝“高壓危險，禁止攀爬”等警示牌，并在變電站圍墻外每隔5 m懸掛警示標志，供電公司已經盡了危險告知的義務，目前還沒有發(fā)生因攀爬變電站圍墻遭電擊而起訴供電公司的案例。從電子圍欄的運用實例來看，已經在公共場所大量使用，如世博會場所周界，因此，江蘇省電力公司要求220kV及以上變電站必須安裝電子圍欄，地處偏遠地區(qū)或治安形勢嚴峻的110kV及以下變電站可以安裝電子圍欄。

從運行的經驗來看，脈沖式電子圍欄也有防護盲區(qū)。有的偷盜者采取如下幾種方式突破周界防線：

(1) 從圍墻上打洞進入變電站；

(2) 通過絕緣工具謹慎越過圍墻，不觸發(fā)電子圍欄；

(3) 用測試的方法觸發(fā)電子圍欄報警，一段時間內連續(xù)幾次，若未出警則直接進入變電站。

3.3 視頻監(jiān)控的局限性

由于變電站數量多，監(jiān)控中心受到人員限制和監(jiān)控后臺的限制，變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)僅起到案件記錄的作用，無法實現專人實時監(jiān)控每一關鍵畫面，僅在必要時調閱實時畫面。

4 立體防護方案

4.1 技術防護措施

經過近幾年的摸索、使用，逐步形成了如下防護措施。

(1) 實體防護。變電站圍墻保證3.5m高度，外側墻面保持實體垂直立面，無可供攀登的臺延和缺口。主控制室、開關室、大門值班室等建筑物2層以下窗戶設置金屬防護欄，窗框用鐵框加固。建筑物與室外相通的出入口、安全工器具室、控制室安裝防盜門。圍墻頂部安裝防盜柵欄。

(2) 視頻監(jiān)控。視頻監(jiān)控同運行監(jiān)控所用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)合用，要求在變電站大門、主控樓門、圍墻等處必須安裝攝像頭，圖像保留30天，重點加強案件畫面記錄和必要時(如報警觸發(fā)時)查看的作用。為了提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的效果，增加了入侵報警啟動攝像頭功能。

(3) 周界入侵防護。變電站圍墻采用脈沖式電子圍欄，大門口采用兩對紅外對射探測器，上下各1對，可實現周界垂直立面上的安全防護。這樣，可具有一定的威懾力，且不易誤報警。報警后，啟動聲光報警器、攝像頭、照明燈等。

(4) 空間入侵防護。在建筑物門口、窗戶、走廊、電纜夾層、控制室、工器具室等處設置紅外微波雙鑒探測器，采用室內入侵報警裝置，可實現空間區(qū)域的安全防護。每個雙鑒探測器能夠探測到11 m×11 m×2.5 m空間區(qū)域內人或動物的活動情況。為了保證設備的穩(wěn)定性、可靠性和抗電磁波干擾的要求，探測器一般選用有線設備。

4.2 立體安全防護體系

由于變電站是無人值班，遠離監(jiān)控運行中心，周界和空間入侵防護裝置告警信號必須上傳到指定接警地點才起作用。目前，有2種方案供選擇。

(1) 將周界入侵和空間入侵告警信號通過防盜報警主機和電話線(內網線)與供電公司監(jiān)控運行中心聯(lián)網。一旦報警，監(jiān)控中心通知操作隊趕往現場處置；必要時，通知公安機關110出警。

(2) 將周界入侵和空間入侵告警信號通過防盜報警主機和電話線(網線)與公安機關110聯(lián)網。一旦報警，110指揮中心同時通知供電公司監(jiān)控中心和110巡邏隊。110巡邏隊會在5～30min內趕到現場；同時，供電公司監(jiān)控中心會通知操作隊盡快趕到現場。

通過以上方案，將技術防護與公安服務、操作隊有機結合，組成了無人值班變電站完整的立體安全防護體系。在這一立體防護體系中，報警和出警、技防與人防有效結合了起來。江蘇省電力公司多采用方案2。報警與出警見圖1無人值班變電站110防盜報警系統(tǒng)。

圖1 無人值班變電站110防盜報警系統(tǒng)

4.3 立體安全防護工作方案

(1) 500kV少人值班變電站：實體防護＋視頻監(jiān)控系統(tǒng)＋脈沖電子圍欄＋室內入侵防盜報警裝置＋110告警聯(lián)動。

鑒于是少人值班變電站，僅將告警信號與喇叭、聲光、燈光、攝像機聯(lián)動，設置手動110告警按鈕。必要時，由運行人員人工向公安110報警。

(2) 220kV無人值班變電站：實體防護＋視頻監(jiān)控系統(tǒng)＋脈沖電子圍欄＋室內入侵防盜報警裝置＋110告警聯(lián)動。

(3) 110kV及以下無人值班變電站：實體防護＋視頻監(jiān)控系統(tǒng)＋室內入侵防盜報警裝置＋110告警聯(lián)動。

對重要110kV變電站、地處偏遠的室外變電站或周圍治安環(huán)境較差的變電站可加裝脈沖式電子圍欄，以加強警示威懾作用。

5 結束語

目前，江蘇省與110聯(lián)網的無人值班變電站有560座，將在2年內完成立體防護改造工作。聯(lián)網告警的變電站主要集中在蘇州、常州、無錫一帶，其中蘇州已經全部完成聯(lián)網工作。蘇州供電公司自全部聯(lián)網以來，未發(fā)生變電站盜破案件。實踐證明，這種由實體防護、視頻記錄、周界防護、空間防護和110聯(lián)動相結合的五位一體立體安全防護方案效果最優(yōu)，將人防與技防有效結合起來，在盜破案件的預防方面起到至關重要的作用，確保了無人值班變電站的安全運行。