科學(xué)技術(shù)和信息化的迅猛發(fā)展，使無人值守變電站的建設(shè)工作得到大力推進(jìn)，變電站傳統(tǒng)的人工管理方式滿足不了時(shí)代發(fā)展的需要，正逐步開始實(shí)施采用集中監(jiān)控站對各個分控變電站實(shí)施遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，以促進(jìn)工作效率和經(jīng)濟(jì)效益提高。一個必須面對的現(xiàn)實(shí)是，電網(wǎng)中多數(shù)變電站，考慮到進(jìn)、出線回路的方便，大多分布于交通不太便利的城鄉(xiāng)結(jié)合部或山區(qū)。電氣設(shè)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(biāo)。近幾年來，電力設(shè)施被偷被盜的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。變電站傳統(tǒng)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，必然會給犯罪分子帶來可乘之機(jī)，其后果將會造成電網(wǎng)大面積停電事故和人身傷害事故，同時(shí)還會對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)人民的生活方面帶來嚴(yán)重影響。為此，對目前無人值守變電站常用的周界安全自動防護(hù)裝置的功能進(jìn)行研究改進(jìn)，使之更加完善尤為重要。

一、周界安全自動防護(hù)裝置的發(fā)展過程簡述：

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

2.電場周界探測防護(hù)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(shù)十千赫茲信號通過W1向空中發(fā)出電磁波，正常情況下導(dǎo)線W2收到恒定信號。在警戒區(qū)內(nèi)，一旦有入侵行為發(fā)生，就會干擾現(xiàn)場接收的信號，其信號的變化量超過預(yù)定值就會產(chǎn)生報(bào)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(yīng)線圈，最外層為絕緣屏蔽保護(hù)層。正常情況下磁芯密度和地球磁場密度是常量 ，一旦有人在其埋設(shè)的地面附近走動，彈性振動壓迫電纜磁芯，改變磁密度(鐵磁材料靠近也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢)，經(jīng)放大處理后引起報(bào)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光之間的電磁波，其波長的范圍為0.75微米～1毫米，是一種不可見的光波?？煞譃橹鲃蛹t外探測和被動紅外探測。他們的共同特點(diǎn)是：一旦在警戒區(qū)內(nèi)發(fā)生入侵行為，引起警戒區(qū)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)，裝置就會產(chǎn)生報(bào)警。

5.隨著科技的不斷進(jìn)步，上世紀(jì)八、九十年代，人們對周界安全自動防護(hù)裝置的要求也越來越高。其產(chǎn)品性能充分考慮了人的主動性和智慧性，能準(zhǔn)確判斷出無意觸摸、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(jì)以來，周界安全自動防護(hù)裝置的研發(fā)設(shè)計(jì)，引入了先進(jìn)的智能預(yù)警理念，不同原理、不同機(jī)型的周界安全自動防護(hù)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，周界安全自動防護(hù)裝置的產(chǎn)品采用了先進(jìn)的“阻擋為主，輔助報(bào)警”的安防理念，集“威懾、阻擋、報(bào)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(xù)，將危害程度和經(jīng)濟(jì)損失降到最低。

二、目前按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7946-2008，電子圍欄應(yīng)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(yīng)圍欄、具有強(qiáng)大的阻擋作用和威懾作用。

2.具有誤報(bào)率極低的智能報(bào)警功能。

3.備有報(bào)警接口，能與其它的安防系統(tǒng)聯(lián)動，提高系統(tǒng)的安全防范等級。

三、電子圍欄的工作原理

主機(jī)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(jī)的接收端口，此端口接受反饋回來的信號;同時(shí)主機(jī)還能探測兩個發(fā)射端之間的電阻值，如果前端圍欄遭到認(rèn)為破壞，造成斷路或短路，引起圍欄電子線回路電阻的變化或接收端口接收不到脈沖信號，脈沖主機(jī)都將會做出邏輯判斷進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)，當(dāng)非法入侵者接觸到電子圍欄的電子線時(shí)，裝置會以高電壓低能量給入侵者以電擊。

四、電子圍欄在我局無人值守變電站中的應(yīng)用

根據(jù)我縣多山區(qū)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(hù)方便、易于推廣”的原則，決定在我縣東部工業(yè)園區(qū)及周邊四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電的六座110kV變電站采用豫LD公司生產(chǎn)的周界安全自動防護(hù)裝(LX-M4-III3電子圍欄系統(tǒng))。系統(tǒng)功能簡述如下：

前端設(shè)備主要是電子圍欄，電子圍欄系統(tǒng)是一種“有形”的報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)實(shí)在在地給人一種威懾感覺，使入侵者增加一種心理壓力，從而把報(bào)警系統(tǒng)和警戒系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，達(dá)到以防為主，防報(bào)結(jié)合的目的。安裝系統(tǒng)后，相當(dāng)于在墻頂上形成一道“有形”的電子屏障，增加了圍墻高度，使外人無法入侵，也使圍墻內(nèi)的人無法從墻面攀越逃離。電子脈沖每分鐘60次掃描電子墻的每一根導(dǎo)線，每個脈沖峰值有5-8千伏，使入侵者難以攀越。另外本系統(tǒng)如遇斷路、短路或失電，系統(tǒng)都會發(fā)出報(bào)警信號。還可以與任何報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用，便于提高防范等級。

智能型周界安防阻擋報(bào)警系統(tǒng)，前端圍欄每根線都有帶電，使入侵者沒有可乘之機(jī)。系統(tǒng)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個焦耳)，因而對人不會構(gòu)成生命危害，同時(shí)電子圍欄的柔性PV中間過線桿和專用合金絲，不支持人體的重量，又能感知入侵者的入侵，并發(fā)出報(bào)警信號，確保系統(tǒng)的安全可靠。

系統(tǒng)有高壓、低壓兩種工作模式，用戶可以根據(jù)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。可以在白天或有人員在圍欄附近作業(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(fù)到脈沖峰值為5000-8000V的高壓脈沖模式。

系統(tǒng)可以分別輸出脈沖主機(jī)和前端圍欄兩組報(bào)警信號，方便系統(tǒng)報(bào)警時(shí)用戶及時(shí)檢查出報(bào)警原因。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)將防范區(qū)域進(jìn)行合理劃分，盡可能做到報(bào)警時(shí)準(zhǔn)確定位，每個區(qū)域防范范圍控制在人眼可視視野內(nèi)。周界防區(qū)無死角、無盲區(qū)。

五、安裝使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題及處理

1.存在的問題

(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(bào)出反應(yīng)過慢，警報(bào)威懾聲音音量小。且約需一分多鐘才能報(bào)出;

(2)監(jiān)控屏幕仍是顯示分區(qū)畫面，對事發(fā)現(xiàn)場的畫面的顯示不突出;

(3)各警戒區(qū)發(fā)生非法入侵事件時(shí)，是采用接聽市話的語音提示，因市話線路干擾過大，語音提示不清晰明確。

(4)電子圍欄上懸掛的警示類標(biāo)示牌，尺寸及警示內(nèi)容的文字過小，三米以內(nèi)看不清楚警示文字。

2.完善處理措施

上述問題反饋給豫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，對此缺憾問題進(jìn)行攻關(guān)完善。經(jīng)過兩個月的努力，此問題得到圓滿解決。

六、改進(jìn)后裝置特點(diǎn)如下;

1.系統(tǒng)采用了先進(jìn)的“阻擋為主，輔助報(bào)警”的周界安防理念，將威懾、阻擋、報(bào)警、安全集與一身。

2.威懾：帶有脈沖高壓電的周界圍欄給入侵者極大的威懾感。

3.阻擋：有形的、帶電周界圍欄有效阻止入侵。

4.報(bào)警：如強(qiáng)行入侵，系統(tǒng)將根據(jù)入侵形式分別發(fā)出：觸網(wǎng)、短路、斷路三種報(bào)警模式。

5.安全：先進(jìn)的差電壓輸出功能：周界每條線都有點(diǎn)擊，相鄰線之間有電壓差，使周界圍欄無懈可擊。

6.誤報(bào)率極低，先進(jìn)的報(bào)警原理，克服了紅外、微波、靜電感應(yīng)等以受干擾的技術(shù)缺陷，周界各種絕緣子均、防水設(shè)計(jì)，加大爬電距離，保證系統(tǒng)在能報(bào)警的同時(shí)，不受氣候、地形等環(huán)境的影響。

7.無盲區(qū)、無死角，周界圍欄可隨地形的起伏架設(shè)，大門口、拐角均可安裝。

8.安全可靠，系統(tǒng)采用高電壓、低能量的設(shè)計(jì)思路，對人體不會構(gòu)成生命危害。

9.符合GB7946-87《帶電鐵絲網(wǎng)和電圍欄的安裝和安全運(yùn)行》國家標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品符合CEI-61011國際電圍欄標(biāo)準(zhǔn)。

10.線～線、線～地之間均有觸網(wǎng)、短路、斷線三種報(bào)警模式報(bào)警。

11.多種探測電壓(1.5/1.6/1.7/1.8/1.9 4/5/6/7/8KV)備選，滿足不同應(yīng)用環(huán)境需求。

12.LX-2000 D電子圍欄控制主機(jī)可同時(shí)控制1～16臺LX-M4II電子圍欄控制器，聯(lián)動監(jiān)控圖象報(bào)警，聯(lián)動夜間監(jiān)控輔助光源。

13.圍欄控制器及控制主機(jī)均有常開/常閉、DC12V、RS485等聯(lián)動功能;控制主機(jī)另外具有報(bào)警信息打印記錄功能，微機(jī)同步操作功能。

改進(jìn)后裝置功能結(jié)構(gòu)如下列圖示：

七、改進(jìn)后的使用效果

經(jīng)改進(jìn)后，我局所屬各變電站的電子圍欄，通過數(shù)次模擬多種形式的發(fā)生非法入侵時(shí)，周界安全自動防范裝置能：

1.圍欄四角的警燈立即開始閃爍，警用喇叭發(fā)出刺耳的警笛音響，三分鐘后，轉(zhuǎn)入低分貝報(bào)警狀態(tài)。

2.主機(jī)能在監(jiān)控中心值班室進(jìn)行語音提示，報(bào)出事發(fā)現(xiàn)場的站名、警戒區(qū)的方位。提醒監(jiān)控人員注意屏幕畫面。

3.電子圍欄的標(biāo)示牌，采用夜光顯示大尺寸標(biāo)牌，字跡清楚醒目。

4.監(jiān)控中心的監(jiān)控屏幕上由正常的分區(qū)監(jiān)控畫面自動彈出案發(fā)現(xiàn)場最佳視頻影像，并能自動進(jìn)行截圖、存儲備份，方便事件的后續(xù)調(diào)查取證。

5.現(xiàn)場處理完畢后，相關(guān)人員對報(bào)警主機(jī)及探測器的報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)。

經(jīng)過一年多的運(yùn)行實(shí)踐，安防效果比較理想。

八、結(jié)束語

國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，有效的促進(jìn)了電網(wǎng)的技術(shù)裝備水平的提高。但是，任何一種新技術(shù)、新設(shè)備的問世，必須在運(yùn)行使用的過程中，才能發(fā)現(xiàn)某些不足和需要完善的地方。在此建議，科研部門、生產(chǎn)廠家及使用單位應(yīng)建立密切的技術(shù)聯(lián)系，以便在運(yùn)行使用的過程中，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)反饋，及時(shí)完善，才能使生產(chǎn)廠家的技術(shù)產(chǎn)品具有持續(xù)的活力和競爭優(yōu)勢。才能促進(jìn)供電企業(yè)把安全運(yùn)行落到實(shí)處。