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GB 25287-2023《周界防范高压电网装置》标准解读

2023-02-26公安部第一研究所张凡忠张啸

中国安全防范技术与应用 2023年4期
关键词:金属线周界触网

■ 文/公安部第一研究所 张凡忠 张啸

关键字:周界防范 高压电网

1 引言

GB 25287—2023《周界防范高压电网装置》于2023年9 月8 日发布,2025 年4 月1 日实施,历次版本为GB 25287—2010。该标准规定了周界防范高压电网装置(以下简称电网)的性能参数、功能要求、安装规定、试验方法及检验、规则、验收、运行与维护,适用于电网的设计、生产、安装、检验、验收及运维的全生命周期。本文从该标准的编制背景出发,对标准的重点内容进行解读,对标准的功能、性能要求以作者的视角进行阐释。

2 编制背景

国家标准GB 25287—2010《周界防范高压电网装置》于2011 年9 月实施,该标准的实施对规范产品质量、加强行业管理起到了非常重要的作用,但在标准应用过程中也发现一些问题。

2.1 部分概念不清晰

在实际应用中与脉冲式电子围栏相混淆,在原国标中没有对电网的概念进行定义,也没有对其组成结构进行说明。另外,一些参数要求不明确,如警戒电压未明确有效值还是峰峰值、打击电量未明确线对地还是线线间等。

2.2 与实际需求匹配不够

打击电量是衡量电网打击能力的核心指标。原标准中对打击电量的要求是30mC—60mC,对于高戒备场所提出了电压的提高要求,而对于打击电量没有提高。而在实际应用中,高戒备场所为提高打击效果,往往提高打击电量,甚至超出原标准要求,致使在部分场合标准难以落地。

2.3 功能、性能要求不细致

电网是高安全场所的重要防线,其功能和性能要求均应明确检验方法有待完善。如对于短网后持续工作的要求、雨雾天气下周界防范高压电网装置泄漏电流过大的问题、报警类型与显示等要求不够具体。

2.4 安装细节要求欠合理

警示灯安装位置难以维修、低压控制箱漏电保护装置降低了运行可靠性等问题。

2.5 联网要求不足

缺少对联网信息的传输、采集要求,电网状态无法及时远程获取。

基于以上问题,为进一步规范产品质量和提高应用成效,促进技术进步,2019 年11 月1 日,国家标准化管理委员会批准对国家标准《周界防范高压电网装置》进行修订,计划号为20193433—Q—312 号。

图1 国家标准化管理委员会下达批准修订的通知

编制组在广泛征求意见的基础上,通过大量的试验验证、数据分析及专家论证,最终完成标准的修订工作,并于2023 年9 月8 日经国家标准化管理委员会批准发布,2025 年4 月1 日实施。

图2 国家标准化管理委员会批准标准发布

3 主要变化

3.1 细分电网的工作状态

通过对电网的实际应用情况进行分析,将电网的工作状态细分为警戒、触网、短网、断网等状态,对电网在每个状态下进行功能、性能要求。

3.2 明确概念

基于电网工作状态的细分,对各状态进行了定义,尤其定义了周界防范高压电网装置,明确是以控制打击电量方式进行打击的交流装置,以与脉冲式电子围栏(直流装置)进行区分,同时对影响打击电量的关键要素进行定义,包括打击电流、打击持续时间、打击间隔时间等。

3.3 强调控制与管理

标准中强调了信息采集与指令控制的要求,对控制/显示/存储单元可控制一个和/或多个高压控制单元的结构进行明确,提出了电网口与上级管理平台联网的要求。

3.4 指标分类

标准中将电网根据打击电量分为基本型与增强型,应根据行业管理要求和实际需求选择相应类型的电网。基本型的打击电量要求在30mC—60mC,增强型打击电量要求在60mC—120mC。通过采用打击电量来区分类型,充分体现了打击电量是衡量电网打击效果的核心指标,与原标准的电压分级不同,保持高电压是在电网警戒状态下的要求,其高压输出要求体现的是击穿效果,而打击电量是电网触网状态下的打击效果要求,这正体现了电网的触网打击特性和警戒状态下的击穿特性,以击穿为前提保证有效的打击效果才是电网的性能保证。

3.5 细化功能

功能是电网工作状态和能力的重要体现,标准中对电网在不同工作状态下的功能均进行了规定,如触网打击、短网恢复、报警联动及联网等。

3.6 优化安装

标准中明确了不少于5 根金属线的安装要求,并且与墙相邻的带电金属线与墙体的距离不大于200mm,这是为了规避地线作为最内侧线而导致带电金属线与墙体距离太宽,容易穿越的问题。支架采用内倒式安装(防护区域侧为内侧)的要求,明确了防护区域侧为内侧,以避免电网在外墙安装问题;支架下端与地面或平台的距离不小于4m 的高度要求,在于强调支架下端不能有平台类建构筑物。由于电网是周界防护类装置,在墙体的一周均有安装,如果电网下端有平台类存在,越过一定高度易对电网进行破坏、翻越等。

3.7 完善方法

标准根据要求修改了测试方法,为满足雨雾天气条件下设备的使用要求,解决电网漏电导致电压下降而失去打击能力问题,增加100kΩ 电阻的测试条件要求。同时标准中规定了对警戒状态、触网状态和短网状态分别采用标准负载的方法进行测试。

表1 标准测试负载

3.8 全生命周期管理

标准的范围明确了适用于电网的设计、生产、安装、测试及检验、验收、运行与维护等,从而对电网的全生命周期进行了相应的要求,增加了系统检验、运行检验和验收、运行与维护等内容。

4 标准内容解读

4.1 功能要求

功能要求是从电网应用的角度提出的总体性要求,包括区段管理、触网打击、短网恢复、信息显示记录、联网及主备电源切换。

4.1.1 区段管理

区段管理与报警管理进行统一要求,区段管理的目的是为了能够在获取相应报警信息的情况下及时定位位置,所以要求能够进行分区段定位管理。同时电网的日常工作状态下应为警戒状态(保持高压输出),当发生触网、短网、断网以及通讯故障等异常情况时应能发出报警信号,规定了报警响应时间不大于2s 的要求,报警发生后的联动控制是为了解决报警现场的复核问题(视音频复核)和灯光开启问题等。

4.1.2 触网打击

电网的核心应为打击,所以触网打击功能是电网的关键功能,电网在警戒状态下一旦发生触网事件,将在产生触网报警的基础上进行触网打击,但由于触网事件的发生往往会伴随破坏性活动的实施,尤其是短网操作,所以标准中对发生短路的两种情形也分别做了要求:相邻的带电金属线短路,金属线与地线间仍能触网打击;带电金属线与地线短路,其他带电金属线与地线间仍能触网打击。两种情形下的要求是为了保证短网下的电网打击能力,具有非常重要的意义。

4.1.3 短网恢复

短网15 分钟内应能进行恢复工作的要求,是为了保证当电网存在短路后,在发生短网报警的基础上应能保持相应的触网打击能力,同时15 分钟内进行报警事件的处置,且保证电网15 分钟的短路不会导致设备的烧损,短路消除后电网能够恢复正常工作。

4.1.4 信息显示、记录

信息显示、记录功能是为了能够及时了解电网的工作状态,由于电网在警戒状态下的高压输出特性,工作状态是“看不见、摸不着”的,所以对高压输出部分的电压和电流情况(警戒状态)及时掌握至关重要。同时各种报警事件信息的显示和记录是电网动态运行的重要内容,触网报警记录的长期保存要求也是着重强调了电网防范的核心是触网。

4.1.5 联网

联网是通过建立管理平台实现上下级间的互联,通过信息的汇聚实现信息的动态管控和应用。电网作为监管场所周界防护的重要系统,信息化集成与联网的要求是将前端信息、相关事件进行汇聚,同时能够与其它信息化系统进行联动交互,以满足当前智慧监管的建设需要。

4.1.6 主备电源切换

电网作为一种交流装置,其稳定可靠的低压输入才能保证有效的高压输出,才能发挥电网应有的功能、性能。为保证电网的持续性工作、可靠性运行,可靠的电源供给是保证系统正常运行的前提。为此,主备电源切换的要求不仅需要配备备用电源,而且还要保证主备电源自动切换且不影响工作,供电时间不少于4h,所以在配备备用电源时,要根据电网警戒状态下的功率,合理计算所需的备用电源容量。

4.2 性能要求

电网性能主要是电网在警戒状态下的输出电压以及触网状态下的打击电量。而为了保证有效的打击能力,又对触网状态下的打击电流、打击持续时间、打击间隔时间进行了要求。

4.2.1 警戒输出电压

电网绝大部分时间是在警戒状态下工作。警戒状态下能够保持高压输出是为了保证电网有效的击穿能力,当攀爬或者翻越电网时,往往会采取一定的绝缘保护措施,没有高压的输出就没有相应的击穿能力,无法对对象实现触网打击。同时,由于电网采用的是不少于5 根的金属线(包括地线),而每根金属线都是采用绕行方式安装,相间隔带电金属线为同一根线,所以为保证相邻金属线之间保持高压输出,除要求带电金属线对地电压在4000V—6000V外,相邻带电金属线间电压应为对地电压的两倍,这就需要相间隔的带电金属线采用反相安装,以满足输出电压的要求。当发生短网、断网、触网等事件时,不仅不能影响其它区段的警戒高压输出,本区段内其它金属线与地线间的警戒高压输出仍需符合要求。

4.2.2 打击电量、打击电流、打击持续时间、打击间隔时间

打击电量是电网在触网状态下体现打击效果的核心指标。打击电量是由打击电流与打击持续时间的积分所得,所以在保证打击电量的情况下,打击电流越大,打击持续时间就会缩短,打击效果越明显;而打击电流很小,把打击持续时间延长,虽然保证了打击电量,却可能没有打击效果。为避免此类问题的产生,标准中不仅规定了打击电量的要求,还规定了打击电流、打击持续时间的要求。而打击间隔时间的要求是为了在触网对象每次打击后的反应时间,不仅是系统本身的切换时间要求,还要考虑触网对象自身的反应时间问题。

5 结语

强制性国家标准GB 25287—2023《周界防范高压电网装置》从批准立项到发布历经了3 年多时间,编制遵循了规范性、唯一性、科学性和可操作性原则。期间编制组对电击强度、输出电压、电击间隔时间等参数进行了验证试验,保证了标准中参数设置的合理性,对周界防范高压电网装置、输出电压、输出电流等概念进行明确;对电网的对地输出电压有效值、触网打击的时间间隔和打击电量、打击电流允许最小值等技术指标进行调整;加强了短网、雨雾气候情况下电网运行可靠性的要求。该标准的发布将对提升产品质量、促进技术进步、加强行业管理等方面起到重要作用。

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