無(wú)人值守變電站電子圍欄的發(fā)展及改進(jìn)

科學(xué)技術(shù)和信息化的迅猛發(fā)展，使無(wú)人值守變電站的建設工作得到大力推進(jìn)，變電站傳統的人工管理方式滿(mǎn)足不了時(shí)代發(fā)展的需要，正逐步開(kāi)始實(shí)施采用集中監控站對各個(gè)分控變電站實(shí)施遠程管理系統，以促進(jìn)工作效率和經(jīng)濟效益提高。一個(gè)必須面對的現實(shí)是，電網(wǎng)中多數變電站，考慮到進(jìn)、出線(xiàn)回路的方便，大多分布于交通不太便利的城鄉結合部或山區。電氣設備上價(jià)值不菲的銅、鋁金屬器材，常成為犯罪分子垂涎光顧的首要目標。近幾年來(lái)，電力設施被偷被盜的現象時(shí)有發(fā)生。變電站傳統的磚材有形圍墻或站樁鐵絲網(wǎng)因其阻擋性較弱，偷竊入侵者容易攀爬翻越。若不采取科學(xué)完備的安防、技防措施，必然會(huì )給犯罪分子帶來(lái)可乘之機，其后果將會(huì )造成電網(wǎng)大面積停電事故和人身傷害事故，同時(shí)還會(huì )對工農業(yè)生產(chǎn)和城鄉人民的生活方面帶來(lái)嚴重影響。為此，對目前無(wú)人值守變電站常用的周界安全自動(dòng)防護裝置的功能進(jìn)行研究改進(jìn)，使之更加完善尤為重要。

一、周界安全自動(dòng)防護裝置的發(fā)展過(guò)程簡(jiǎn)述：

1.簡(jiǎn)易周界電防護裝置。最早的周界防護裝置是在被警戒區的四周立一些站樁敷設鐵絲網(wǎng)對人或動(dòng)物進(jìn)行阻擋，也有在站樁上拉幾根導線(xiàn)，通上合適的電壓，就形成簡(jiǎn)單的電網(wǎng)圍欄。人或動(dòng)物等觸及到到電網(wǎng)圍欄時(shí)，將會(huì )遭到電擊阻擋而被迫退回。

2.電場(chǎng)周界探測防護裝置。其工作原理主要由探測信號發(fā)生器產(chǎn)生幾千赫茲或數十千赫茲信號通過(guò)W1向空中發(fā)出電磁波，正常情況下導線(xiàn)W2收到恒定信號。在警戒區內，一旦有入侵行為發(fā)生，就會(huì )干擾現場(chǎng)接收的信號，其信號的變化量超過(guò)預定值就會(huì )產(chǎn)生報警。如圖1所示:

3.周界磁性電纜探測裝置。所謂的周界磁性電纜探測器是一條中心涂有絕緣層的磁性材料，外繞感應線(xiàn)圈，最外層為絕緣屏蔽保護層。正常情況下磁芯密度和地球磁場(chǎng)密度是常量 ，一旦有人在其埋設的地面附近走動(dòng)，彈性振動(dòng)壓迫電纜磁芯，改變磁密度(鐵磁材料靠近也會(huì )產(chǎn)生感應電動(dòng)勢)，經(jīng)放大處理后引起報警。如圖2所示

4.紅外波周界探測器。所謂的紅外波是介于微波和可見(jiàn)光之間的電磁波，其波長(cháng)的范圍為0.75微米～1毫米，是一種不可見(jiàn)的光波?？煞譃橹鲃?dòng)紅外探測和被動(dòng)紅外探測。他們的共同特點(diǎn)是：一旦在警戒區內發(fā)生入侵行為，引起警戒區域紅外密度的變化，紅外元件靈敏地探測捕捉到這一變化時(shí)，裝置就會(huì )產(chǎn)生報警。

5.隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，上世紀八、九十年代，人們對周界安全自動(dòng)防護裝置的要求也越來(lái)越高。其產(chǎn)品性能充分考慮了人的主動(dòng)性和智慧性，能準確判斷出無(wú)意觸摸、蓄意破壞、非法闖入等各種情況，使產(chǎn)品的質(zhì)量和功能得到了大幅的提升。尤其是進(jìn)入二十一世紀以來(lái)，周界安全自動(dòng)防護裝置的研發(fā)設計，引入了先進(jìn)的智能預警理念，不同原理、不同機型的周界安全自動(dòng)防護裝置異彩紛呈，各具特色。其產(chǎn)品的使用和功能更加智能化、人性化。目前，周界安全自動(dòng)防護裝置的產(chǎn)品采用了先進(jìn)的“阻擋為主，輔助報警”的安防理念，集“威懾、阻擋、報警、安全”于一身。在入侵者未真正實(shí)施偷竊前，就中斷犯罪行為的延續，將危害程度和經(jīng)濟損失降到最低。

二、目前按照國家標準GB/T7946-2008，電子圍欄應具備的功能有。

1.具有完整、明確分界的高壓脈沖電子圍欄、靜電感應圍欄、具有強大的阻擋作用和威懾作用。

2.具有誤報率極低的智能報警功能。

3.備有報警接口，能與其它的安防系統聯(lián)動(dòng)，提高系統的安全防范等級。

三、電子圍欄的工作原理

主機通電后，脈沖發(fā)生器發(fā)射端口向前端圍欄發(fā)出脈沖電壓，時(shí)間間隔大約1～1.5秒發(fā)射一次，脈沖在圍欄上停留的時(shí)間大約0.1秒，前端圍欄上形成回路后將電脈沖返回到主機的接收端口，此端口接受反饋回來(lái)的信號;同時(shí)主機還能探測兩個(gè)發(fā)射端之間的電阻值，如果前端圍欄遭到認為破壞，造成斷路或短路，引起圍欄電子線(xiàn)回路電阻的變化或接收端口接收不到脈沖信號，脈沖主機都將會(huì )做出邏輯判斷進(jìn)行報警。同時(shí)，當非法入侵者接觸到電子圍欄的電子線(xiàn)時(shí)，裝置會(huì )以高電壓低能量給入侵者以電擊。

四、電子圍欄在我局無(wú)人值守變電站中的應用

根據我縣多山區少平原的實(shí)際情況，按照“技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、功能實(shí)用、價(jià)格合理、維護方便、易于推廣”的原則，決定在我縣東部工業(yè)園區及周邊四個(gè)鄉鎮供電的六座110kV變電站采用豫LD公司生產(chǎn)的周界安全自動(dòng)防護裝(LX-M4-III3電子圍欄系統)。系統功能簡(jiǎn)述如下：

前端設備主要是電子圍欄，電子圍欄系統是一種“有形”的報警系統，實(shí)實(shí)在在地給人一種威懾感覺(jué)，使入侵者增加一種心理壓力，從而把報警系統和警戒系統有機地結合起來(lái)，達到以防為主，防報結合的目的。安裝系統后，相當于在墻頂上形成一道“有形”的電子屏障，增加了圍墻高度，使外人無(wú)法入侵，也使圍墻內的人無(wú)法從墻面攀越逃離。電子脈沖每分鐘60次掃描電子墻的每一根導線(xiàn)，每個(gè)脈沖峰值有5-8千伏，使入侵者難以攀越。另外本系統如遇斷路、短路或失電，系統都會(huì )發(fā)出報警信號。還可以與任何報警系統聯(lián)網(wǎng)使用，便于提高防范等級。

智能型周界安防阻擋報警系統，前端圍欄每根線(xiàn)都有帶電，使入侵者沒(méi)有可乘之機。系統和交流電網(wǎng)有本質(zhì)的不同，它采用了高壓脈沖(5000-8000V)及低能量(小于5個(gè)焦耳)，因而對人不會(huì )構成生命危害，同時(shí)電子圍欄的柔性PV中間過(guò)線(xiàn)桿和專(zhuān)用合金絲，不支持人體的重量，又能感知入侵者的入侵，并發(fā)出報警信號，確保系統的安全可靠。

系統有高壓、低壓兩種工作模式，用戶(hù)可以根據不同的需求自由切換模式，高壓模式可以產(chǎn)生峰值為5000-8000V的高壓脈沖，低壓脈沖模式可以產(chǎn)生峰值為500v左右的脈沖電壓?？梢栽诎滋旎蛴腥藛T在圍欄附近作業(yè)時(shí)切換到低壓模式，這使前端圍欄的脈沖打擊力度更小，如果夜間或安全需求較高時(shí)，可以恢復到脈沖峰值為5000-8000V的高壓脈沖模式。

系統可以分別輸出脈沖主機和前端圍欄兩組報警信號，方便系統報警時(shí)用戶(hù)及時(shí)檢查出報警原因。

系統設計將防范區域進(jìn)行合理劃分，盡可能做到報警時(shí)準確定位，每個(gè)區域防范范圍控制在人眼可視視野內。周界防區無(wú)死角、無(wú)盲區。

五、安裝使用過(guò)程中發(fā)現的問(wèn)題及處理

1.存在的問(wèn)題

(1)模擬非法入侵接觸圍欄時(shí)，圍欄四角上的警燈、音響信號報出反應過(guò)慢，警報威懾聲音音量小。且約需一分多鐘才能報出;

(2)監控屏幕仍是顯示分區畫(huà)面，對事發(fā)現場(chǎng)的畫(huà)面的顯示不突出;

(3)各警戒區發(fā)生非法入侵事件時(shí)，是采用接聽(tīng)市話(huà)的語(yǔ)音提示，因市話(huà)線(xiàn)路干擾過(guò)大，語(yǔ)音提示不清晰明確。

(4)電子圍欄上懸掛的警示類(lèi)標示牌，尺寸及警示內容的文字過(guò)小，三米以?xún)瓤床磺宄疚淖帧?/p>

2.完善處理措施

上述問(wèn)題反饋給豫LD公司后，得到了該公司的高度重視，立即與我局聯(lián)系，建議成立該公司與我局相關(guān)技術(shù)人員參加的技術(shù)攻關(guān)聯(lián)合小組，對此缺憾問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)完善。經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的努力，此問(wèn)題得到圓滿(mǎn)解決。