无人值班变电站立体安全防护系统探讨
2016/1/22 16:51:53
无人值班变电站立体安全防护系统探讨
摘要：本文对无人值班变电站安全防范现状进行了分析，指出了存在的问题，提出了无人值班变电站安全技术防范立体防护的概念和方案。
主题词：无人值班 变电站 安全防护
前言
随着国民经济的发展和自动化技术的应用，变电站数量成倍增多，无人值班已经成为一种趋势。经过近10年的发展，国内逐步形成了500kV变电站“集中监控，少人值守”，220kV及以下变电站“集中监控、无人值班”的变电运行格局，多数省份的220kV及以下变电站几乎全部实现无人值班，运行人员逐年减少。以江苏省电力公司为例，实施无人值班后，现有值班人员平均仅为1.68人/站，比传统有人值班模式减少1.1万多人，减员增效带来的效益相当可观。但是，在无人值班的情况下，变电站内电力设施的安全保卫工作成为一个难题。近年来，无人值班变电站内电脑主机、打印机、接地线发生被盗窃破坏的案件时有发生，给电网安全运行造成极大威胁。
1 ．变电站外部治安环境现状
2006年4月25日，福建泉州220kV山峰变发生歹徒侵入变电站抢劫的恶性案件，严重危及运行人员人身安全和变电站安全运行，甚至造成运行人员人心惶惶，不敢单人值班。2008年9月13日，西安供电局330kV北郊变电站发生因人为盗窃破坏导致主变跳闸并损坏事故，造成 4座 110kV变电站失压，影响极为恶劣。江苏省虽未发生无人变电站恶性盗破案件，但是个别变电站内工程铜排、接地线被盗案件还是时有发生。从变电站盗窃或破坏案件发生的频次来看，主要有：
（1）变电站内存放的基建物资，如铜排、导线、电缆。
（2）安全工器具室内的接地线、绝缘鞋。
（3）控制室内的电脑主机、显示器、打印机、传真机、电话机。
（4）运行中的一次、二次电气设备等。
（5）蓄意破坏。这类案件几乎没有发生，但随着个别地方治安形势的恶劣，不能忽视蓄意破坏案件发生的可能性。
2 ．无人值班变电站技术防范现状
在无人值班变电站建造或改造初期，大多数建造方案往往侧重于一次、二次设备的改造，往往忽视了变电站安全防范设施的建造，造成了安全防范上的漏洞。近几年来，江苏省采取各种措施加强无人值班变电站的安全防护。2003年，省公安厅发布了《江苏省电力企业变电站安全防范暂行规定》，首次对无人值班变电站的安全技术防范措施进行了规定。7年来，江苏省电力公司系统各单位据此采取了系列防护措施，主要包括：
（1）实体防护：变电站围墙保证3.5M高度，外侧墙面保持实体垂直立面，无可供攀登的台延和缺口。主控制室、开关室、大门值班室等建筑物二层以下窗户设置金属防护栏，窗框用铁框加固。建筑物与室外相通的出入口安装防盗安全门。围墙顶部安装防盗栅栏。
（2）周界防范：围墙安装红外线对射防越界报警装置或脉冲式电子围栏。
（3）视频监控：安装变电站视频监控系统，视频信号上传至监控运行中心，专人实时监控。
2009年，国家电网公司下发了《变电站安全技术防范系统配置指导意见》，也提出了无人值班变电站应采取实体防护、视频监控、周界入侵报警系统相结合的防护方案。
3. 变电站安全技术防范存在的问题
经过几年的运行，无人值班变电站安全防范技术措施存在的主要问题有：
3.1红外对射周界报警装置误报警率高。由于前期电子围栏的安装存在安全上的争议，变电站周界入侵报警大多采用红外对射周界报警装置。该装置灵敏度高，一旦有树叶飘过或小动物走过，极易触发红外对射探测器，而发生误报警。加之红外探测器经日晒雨淋，对维护的要求高，一旦疏于维护，极易损坏。南京供电公司曾将该装置与公安机关110报警联网，由于误报警较多，最后只好停止联网。常州供电公司将红外对射周界报警信号不上传110，实行就地实时报警，以恫吓、震慑、制止不法分子作案。
3.2 脉冲式电子围栏效果较好，但慎于使用。虽然高压电子脉冲电击不伤人，但是攀爬围墙者一旦触电极易从围墙上摔下来，倘若摔伤摔死，供电公司脱离不了干系。因此，在国网公司《变电站安全技术防范系统配置指导意见》中，仅规定了500kV变电站必须安装脉冲式电子围栏，220kV及以下变电站安装红外对射周界入侵报警装置，必要时才安装电子围栏。从国内运行经验来看，脉冲式电子围栏安装时，会在合金线上安装“高压危险，禁止攀爬”等警示牌，有的在变电站围墙外每隔10米挂有警示标志，已经尽了危险告知的义务，目前还没有发生因攀爬变电站围墙被电击而去告供电公司的案例。从电子围栏的运用实例来看，已经在好多公共场所大量使用，譬如世博会场所围墙，安装的就是电子围栏。因此，江苏省电力公司要求220kV及以上变电站必须安装电子围栏，地处偏远地区或治安形势严峻的110kV及以下变电站可以安装电子围栏。
另外，从我们运行的经验来看，脉冲式电子围栏也有防护盲区，有的偷盗者采取如下几种方式突破周界防线：
（1）从围墙上打洞进入变电站。
（2）通过绝缘工具谨慎的越过围墙，不触发电子围栏。
（3）用测试的方法触发电子围栏报警，长时间内连续几次，若无人出警则直接进入变电站。
3.3 由于变电站数量多，监控中心受到人员限制和监控后台的限制，变电站视频监控系统仅起到案件记录的作用，几乎不可能实现专人实时监控每一关键画面，仅在必要时调阅实时画面。
4. 无人值班变电站立体防护方案
4.1 无人值班变电站技术防护措施
经过近几年的摸索、使用，逐步形成了如下防护措施。
（1）实体防护：变电站围墙保证3.5米高度，外侧墙面保持实体垂直立面，无可供攀登的台延和缺口。主控制室、开关室、大门值班室等建筑物二层以下窗户设置金属防护栏，窗框用铁框加固。建筑物与室外相通的出入口、安全工器具室、控制室安装防盗门。围墙顶部安装防盗栅栏。
（2）视频监控：同运行监控所用的视频监控系统合用，要求在变电站大门、主控楼门、围墙等处必须安装摄像头，图像最少保留10天，重点加强案件画面记录和必要时（如报警触发时）查看的作用。另外，为了配合视频监控系统的有效作用，增加了入侵报警启动摄像头功能。
（3）周界入侵防护：围墙采用脉冲式电子围栏，大门口采用两对红外对射探测器，上下各一对。实现周界垂直立面上的安全防护。这样具有一定的威慑力，且不易误报警。另外，对于具有砖混结构的老式围墙的重要变电站，安装墙体振动防盗报警装置。报警后启动声光报警器、摄像头、照明灯等。
（4）空间入侵防护：采用室内入侵报警装置，在建筑物门口、窗户、走廊、电缆夹层、控制室、工器具室等处设置红外微波双鉴探测器，实现空间区域的安全防护。每个双鉴探测器能够探测到11米×11米×2.5米空间区域内人或动物。为了保证设备稳定性、可靠性和抗电磁波干扰的要求，探测器一般选用有线设备。
4.2无人值班变电站立体安全防护体系
由于变电站是无人值班，远离监控运行中心，周界入侵报警装置和空间入侵防护装置告警信号必须上传到指定接警地点才起作用。目前，有两种方案供选择：
（1）将周界入侵和空间入侵告警信号通过内网与供电公司监控运行中心联网。一旦报警，监控中心通知操作队、抢修班赶往现场处置；必要时，通知公安机关110出警。
（2）将周界入侵和空间入侵告警信号通过电话线与公安机关110服务平台联网。一旦报警，110指挥中心同时通知供电公司监控中心和110巡逻队。110巡逻队会在5～30分钟内赶到现场；同时，供电公司监控中心会通知操作队，操作队将尽快赶到现场。
通过以上方案，将技术防护与公安服务、操作队有机结合，组成了无人值班变电站完整的立体安全防护体系。在这一立体防护体系中，报警和出警、技防与人防有效结合起来。江苏省大多采用方案二。报警与出警见图1无人值班变电站110防盗报警系统示意图。
4.3无人值班变电站立体安全防护工作方案
（1）500kV少人值班变电站：实体防护＋视频监控系统＋脉冲电子围栏＋室内入侵防盗报警装置＋110告警联动。
鉴于是少人值班变电站，仅将告警信号与喇叭、声光、灯光、摄像机联动，设置手动110告警按钮。必要时，由运行人员人工向公安110报警。
（2）220kV无人值班变电站：实体防护＋视频监控系统＋脉冲电子围栏＋室内入侵防盗报警装置＋110告警联动。
（3）110kV及以下无人值班变电站：实体防护＋视频监控系统＋室内入侵防盗报警装置＋110告警联动。
对重要110kV变电站、地处偏远的室外变电站或周围治安环境较差的变电站可加装脉冲式电子围栏，以加强警示威慑作用。
5 ．结束语
目前，江苏省电力公司与110联网的无人值班变电站有560座，其余将在两年内完成立体防护改造工作。其中苏州、常州、无锡已经全部完成改造联网工作。从2006年至现在，苏州供电公司所属变电站，凡安装防盗报警系统并与城市公共安全服务平台联网的，未发生一起盗窃事件。无锡供电公司所属变电站，自安装系统至今也未发生过一起盗窃事件，以前没有入侵报警系统时则发生多起变电站失窃事件。例如，无锡供电公司110kV杨家变2010年2月5日曾经发生过偷盗事件，之后在该变电站内安装了一套入侵防盗报警系统，联动声光报警功能，并接入保安服务公司的报警服务平台。2010年10月25日，犯罪分子在撬门进入所内时触发了报警设备，入侵防盗系统正确向报警服务平台发出盗情信号，现场声光报警同时启动，对盗窃人员起到威慑，使其未进一步行窃。实践证明，这种由实体防护、视频记录、周界防护、空间防护和110联动相结合的五位一体立体安全防护方案效果最优，将人防与技防有效结合起来，在盗破案件的预防方面起到至关重要的作用，确保了无人值班变电站的安全运行。
