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GB 25287-2023《周界防范高壓電網裝置》標準解讀

2023-02-26 13:06公安部第一研究所張凡忠張嘯
中國安全防范技術與應用 2023年4期
關鍵詞:金屬線周界觸網

■ 文/公安部第一研究所 張凡忠 張嘯

關鍵字:周界防范 高壓電網

1 引言

GB 25287—2023《周界防范高壓電網裝置》于2023年9 月8 日發布,2025 年4 月1 日實施,歷次版本為GB 25287—2010。該標準規定了周界防范高壓電網裝置(以下簡稱電網)的性能參數、功能要求、安裝規定、試驗方法及檢驗、規則、驗收、運行與維護,適用于電網的設計、生產、安裝、檢驗、驗收及運維的全生命周期。本文從該標準的編制背景出發,對標準的重點內容進行解讀,對標準的功能、性能要求以作者的視角進行闡釋。

2 編制背景

國家標準GB 25287—2010《周界防范高壓電網裝置》于2011 年9 月實施,該標準的實施對規范產品質量、加強行業管理起到了非常重要的作用,但在標準應用過程中也發現一些問題。

2.1 部分概念不清晰

在實際應用中與脈沖式電子圍欄相混淆,在原國標中沒有對電網的概念進行定義,也沒有對其組成結構進行說明。另外,一些參數要求不明確,如警戒電壓未明確有效值還是峰峰值、打擊電量未明確線對地還是線線間等。

2.2 與實際需求匹配不夠

打擊電量是衡量電網打擊能力的核心指標。原標準中對打擊電量的要求是30mC—60mC,對于高戒備場所提出了電壓的提高要求,而對于打擊電量沒有提高。而在實際應用中,高戒備場所為提高打擊效果,往往提高打擊電量,甚至超出原標準要求,致使在部分場合標準難以落地。

2.3 功能、性能要求不細致

電網是高安全場所的重要防線,其功能和性能要求均應明確檢驗方法有待完善。如對于短網后持續工作的要求、雨霧天氣下周界防范高壓電網裝置泄漏電流過大的問題、報警類型與顯示等要求不夠具體。

2.4 安裝細節要求欠合理

警示燈安裝位置難以維修、低壓控制箱漏電保護裝置降低了運行可靠性等問題。

2.5 聯網要求不足

缺少對聯網信息的傳輸、采集要求,電網狀態無法及時遠程獲取。

基于以上問題,為進一步規范產品質量和提高應用成效,促進技術進步,2019 年11 月1 日,國家標準化管理委員會批準對國家標準《周界防范高壓電網裝置》進行修訂,計劃號為20193433—Q—312 號。

圖1 國家標準化管理委員會下達批準修訂的通知

編制組在廣泛征求意見的基礎上,通過大量的試驗驗證、數據分析及專家論證,最終完成標準的修訂工作,并于2023 年9 月8 日經國家標準化管理委員會批準發布,2025 年4 月1 日實施。

圖2 國家標準化管理委員會批準標準發布

3 主要變化

3.1 細分電網的工作狀態

通過對電網的實際應用情況進行分析,將電網的工作狀態細分為警戒、觸網、短網、斷網等狀態,對電網在每個狀態下進行功能、性能要求。

3.2 明確概念

基于電網工作狀態的細分,對各狀態進行了定義,尤其定義了周界防范高壓電網裝置,明確是以控制打擊電量方式進行打擊的交流裝置,以與脈沖式電子圍欄(直流裝置)進行區分,同時對影響打擊電量的關鍵要素進行定義,包括打擊電流、打擊持續時間、打擊間隔時間等。

3.3 強調控制與管理

標準中強調了信息采集與指令控制的要求,對控制/顯示/存儲單元可控制一個和/或多個高壓控制單元的結構進行明確,提出了電網口與上級管理平臺聯網的要求。

3.4 指標分類

標準中將電網根據打擊電量分為基本型與增強型,應根據行業管理要求和實際需求選擇相應類型的電網?;拘偷拇驌綦娏恳笤?0mC—60mC,增強型打擊電量要求在60mC—120mC。通過采用打擊電量來區分類型,充分體現了打擊電量是衡量電網打擊效果的核心指標,與原標準的電壓分級不同,保持高電壓是在電網警戒狀態下的要求,其高壓輸出要求體現的是擊穿效果,而打擊電量是電網觸網狀態下的打擊效果要求,這正體現了電網的觸網打擊特性和警戒狀態下的擊穿特性,以擊穿為前提保證有效的打擊效果才是電網的性能保證。

3.5 細化功能

功能是電網工作狀態和能力的重要體現,標準中對電網在不同工作狀態下的功能均進行了規定,如觸網打擊、短網恢復、報警聯動及聯網等。

3.6 優化安裝

標準中明確了不少于5 根金屬線的安裝要求,并且與墻相鄰的帶電金屬線與墻體的距離不大于200mm,這是為了規避地線作為最內側線而導致帶電金屬線與墻體距離太寬,容易穿越的問題。支架采用內倒式安裝(防護區域側為內側)的要求,明確了防護區域側為內側,以避免電網在外墻安裝問題;支架下端與地面或平臺的距離不小于4m 的高度要求,在于強調支架下端不能有平臺類建構筑物。由于電網是周界防護類裝置,在墻體的一周均有安裝,如果電網下端有平臺類存在,越過一定高度易對電網進行破壞、翻越等。

3.7 完善方法

標準根據要求修改了測試方法,為滿足雨霧天氣條件下設備的使用要求,解決電網漏電導致電壓下降而失去打擊能力問題,增加100kΩ 電阻的測試條件要求。同時標準中規定了對警戒狀態、觸網狀態和短網狀態分別采用標準負載的方法進行測試。

表1 標準測試負載

3.8 全生命周期管理

標準的范圍明確了適用于電網的設計、生產、安裝、測試及檢驗、驗收、運行與維護等,從而對電網的全生命周期進行了相應的要求,增加了系統檢驗、運行檢驗和驗收、運行與維護等內容。

4 標準內容解讀

4.1 功能要求

功能要求是從電網應用的角度提出的總體性要求,包括區段管理、觸網打擊、短網恢復、信息顯示記錄、聯網及主備電源切換。

4.1.1 區段管理

區段管理與報警管理進行統一要求,區段管理的目的是為了能夠在獲取相應報警信息的情況下及時定位位置,所以要求能夠進行分區段定位管理。同時電網的日常工作狀態下應為警戒狀態(保持高壓輸出),當發生觸網、短網、斷網以及通訊故障等異常情況時應能發出報警信號,規定了報警響應時間不大于2s 的要求,報警發生后的聯動控制是為了解決報警現場的復核問題(視音頻復核)和燈光開啟問題等。

4.1.2 觸網打擊

電網的核心應為打擊,所以觸網打擊功能是電網的關鍵功能,電網在警戒狀態下一旦發生觸網事件,將在產生觸網報警的基礎上進行觸網打擊,但由于觸網事件的發生往往會伴隨破壞性活動的實施,尤其是短網操作,所以標準中對發生短路的兩種情形也分別做了要求:相鄰的帶電金屬線短路,金屬線與地線間仍能觸網打擊;帶電金屬線與地線短路,其他帶電金屬線與地線間仍能觸網打擊。兩種情形下的要求是為了保證短網下的電網打擊能力,具有非常重要的意義。

4.1.3 短網恢復

短網15 分鐘內應能進行恢復工作的要求,是為了保證當電網存在短路后,在發生短網報警的基礎上應能保持相應的觸網打擊能力,同時15 分鐘內進行報警事件的處置,且保證電網15 分鐘的短路不會導致設備的燒損,短路消除后電網能夠恢復正常工作。

4.1.4 信息顯示、記錄

信息顯示、記錄功能是為了能夠及時了解電網的工作狀態,由于電網在警戒狀態下的高壓輸出特性,工作狀態是“看不見、摸不著”的,所以對高壓輸出部分的電壓和電流情況(警戒狀態)及時掌握至關重要。同時各種報警事件信息的顯示和記錄是電網動態運行的重要內容,觸網報警記錄的長期保存要求也是著重強調了電網防范的核心是觸網。

4.1.5 聯網

聯網是通過建立管理平臺實現上下級間的互聯,通過信息的匯聚實現信息的動態管控和應用。電網作為監管場所周界防護的重要系統,信息化集成與聯網的要求是將前端信息、相關事件進行匯聚,同時能夠與其它信息化系統進行聯動交互,以滿足當前智慧監管的建設需要。

4.1.6 主備電源切換

電網作為一種交流裝置,其穩定可靠的低壓輸入才能保證有效的高壓輸出,才能發揮電網應有的功能、性能。為保證電網的持續性工作、可靠性運行,可靠的電源供給是保證系統正常運行的前提。為此,主備電源切換的要求不僅需要配備備用電源,而且還要保證主備電源自動切換且不影響工作,供電時間不少于4h,所以在配備備用電源時,要根據電網警戒狀態下的功率,合理計算所需的備用電源容量。

4.2 性能要求

電網性能主要是電網在警戒狀態下的輸出電壓以及觸網狀態下的打擊電量。而為了保證有效的打擊能力,又對觸網狀態下的打擊電流、打擊持續時間、打擊間隔時間進行了要求。

4.2.1 警戒輸出電壓

電網絕大部分時間是在警戒狀態下工作。警戒狀態下能夠保持高壓輸出是為了保證電網有效的擊穿能力,當攀爬或者翻越電網時,往往會采取一定的絕緣保護措施,沒有高壓的輸出就沒有相應的擊穿能力,無法對對象實現觸網打擊。同時,由于電網采用的是不少于5 根的金屬線(包括地線),而每根金屬線都是采用繞行方式安裝,相間隔帶電金屬線為同一根線,所以為保證相鄰金屬線之間保持高壓輸出,除要求帶電金屬線對地電壓在4000V—6000V外,相鄰帶電金屬線間電壓應為對地電壓的兩倍,這就需要相間隔的帶電金屬線采用反相安裝,以滿足輸出電壓的要求。當發生短網、斷網、觸網等事件時,不僅不能影響其它區段的警戒高壓輸出,本區段內其它金屬線與地線間的警戒高壓輸出仍需符合要求。

4.2.2 打擊電量、打擊電流、打擊持續時間、打擊間隔時間

打擊電量是電網在觸網狀態下體現打擊效果的核心指標。打擊電量是由打擊電流與打擊持續時間的積分所得,所以在保證打擊電量的情況下,打擊電流越大,打擊持續時間就會縮短,打擊效果越明顯;而打擊電流很小,把打擊持續時間延長,雖然保證了打擊電量,卻可能沒有打擊效果。為避免此類問題的產生,標準中不僅規定了打擊電量的要求,還規定了打擊電流、打擊持續時間的要求。而打擊間隔時間的要求是為了在觸網對象每次打擊后的反應時間,不僅是系統本身的切換時間要求,還要考慮觸網對象自身的反應時間問題。

5 結語

強制性國家標準GB 25287—2023《周界防范高壓電網裝置》從批準立項到發布歷經了3 年多時間,編制遵循了規范性、唯一性、科學性和可操作性原則。期間編制組對電擊強度、輸出電壓、電擊間隔時間等參數進行了驗證試驗,保證了標準中參數設置的合理性,對周界防范高壓電網裝置、輸出電壓、輸出電流等概念進行明確;對電網的對地輸出電壓有效值、觸網打擊的時間間隔和打擊電量、打擊電流允許最小值等技術指標進行調整;加強了短網、雨霧氣候情況下電網運行可靠性的要求。該標準的發布將對提升產品質量、促進技術進步、加強行業管理等方面起到重要作用。

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