实物保护供电系统运行的维护与管理

□方红光

一、引言

随着中国核电事业的快速发展以及安全防范技术应用的日益成熟，我国核电厂实物保护系统建设水平不断提高，越来越多的实物保护系统设备相继投入运行。接下来将面临实物保护供电系统越来越大的运行、维护压力，这就要求实物保护从业人员不断地探索和总结实物保护系统运行和维护方面的经验，加大各电站间的交流，才能使整个核电行业的实物保护防护能力持续维持在较高的水平。

实物保护供电系统的稳定性与可靠性是保持实物保护系统完整、可靠与有效运行的重要因素。因此，研究和总结实物保护供电系统的设计、运行和维护方面的实践经验，并推广该方面的良好实践，对提升核电行业实物保护系统的整体运行水平具有重要的意义。

二、实物保护供电系统概述

实物保护系统丧失全部电源将会使核电厂失去技防手段，即使仅终端设备失电，也将会影响部分周界监控、出入控制或电厂安全生产，给核材料和核设施安全造成重要影响。因此，实物保护供电系统要能够为实物保护系统提供24小时不间断的稳定电源，保障核电厂具有良好的安全防护和出入控制能力。

在设计时，核设施实物保护系统的供电电源通常设置为独立的两路电源：其中第一路为主电源，第二路电源可采用来自供电或电力系统的低压电源，或者采用备用电池组。在备用电源的选择中，可以选择带充放电功能蓄电池组，也可以选择不间断电源与柴油发电机组的组合。备用电源的选择应保证实物保护系统连续运行8小时及以上。在主电源失效时，应立即实施电源的自动或手动切换。电源切换时应达到：不引发误报警，不影响实物保护系统的正常运行和信息储存。

三、实物保护供电系统运行维护

(一)电源维护管理制度。实物保护系统主电源的状态在控制中心设有报警盘，现场终端设备电源的状态报警信息可在工作站上查询。执勤的警卫人员发现电源报警时，会立即通报给24小时待命的实物保护值班工程师，由其安排对故障进行处理。

每周电厂实物保护人员对系统进行巡检，重点检查系统状态、终端设备功能和系统报警情况，判断是否存在设备电源异常或故障，并对发现的异常或故障进行记录、跟踪处理。每半年对出入控制设备终端电源安排一次定期试验，试验内容主要包括：失压报警和电池可用性试验。在定期试验完成后，由系统工程师对定期试验的结果进行分析，判断现场设备电源模块是否运行正常，是否需要预防性维修、纠正性维修或进行必要系统改进，并有效跟踪相关行动的落实。电厂实物保护工程师会将发现电源异常和故障的情况及处理情况编入到系统日报中，及时发给实物保护人员。通过这种形式提高技术人员、管理人员的关注，增强电源异常和故障的跟踪处理力度，实现闭环管理。每年根据实物保护系统运行管理程序，对实物保护系统电源运行维护的相关数据进行分析，总结评估其可靠性。

(二)备用电池管理。实物保护系统一般使用主电源加备用电池的模式。备用电池通常采用容量大、成本低的铅酸蓄电池，蓄电池在正常运行后，需要定期进行充、放电试验来检验电池容量、性能等参数，以满足负载用电设备的运行需要。铅酸蓄电池定期进行充放电试验，可以工作10年左右。而现在，许多蓄电池在生产和使用过程中，还是采用一些简单的充放电设备进行充放电试验，不仅易造成充电量不足，也会使电池发挥不到最大的电力效应。为避免因电池不满足放电要求，而导致出入口自由通行或无法通行，影响电厂安全和生产活动。会采取如下风险控制措施：一是查询仓库中蓄电池备件数量，根据历年定期试验情况，准备相应数量的备件，确保定期试验中出现不满足放电要求的电池可以及时进行更换；二是试验前通知保卫控制中心警卫人员；三是参与试验人数不少于3人，包括实物保护工程师、控制中心警卫人员、现场协助人员等；四是保障有效的通讯手段；五是避开人员通行高峰期；六是对多通道，分多批次进行，留有通道正常通行；七是对单通道，现场设协助人员，以备出现异常时及时控制；八是在试验期间，系统出现异常情况，为了避免风险必须立即停止试验，经系统工程师组织分析评估后，才能决定是否采取相应措施、中断或继续试验。

四、实物保护供电系统防雷防潮管理

(一)防雷管理。实物保护的避雷系统在电厂初期建造时就已完善，如避雷针、接地网等，实物保护供电系统受雷电击中的可能性很小。但是，由于设备分布广、供电线路长，其受感应电涌袭击的风险很大。

核电厂应专门成立防雷协调小组，建立例会和报告制度，负责防雷缺陷的跟踪和相关项目的跟进及推动。在防雷协调小组中，实物保护系统与其它弱电系统区别开来，作为独立专业开展工作，包括邀请专业防雷公司检测实物保护系统的室外电源箱体接地可靠性和评估现有防雷器的选型，完善出入口控制系统、供电系统、周界入侵探测系统、视频监控系统、保安通讯系统的防雷措施，使实物保护系统设备免受不必要的雷电侵害，才能保障实物保护系统的长期稳定运行；分析雷电对实物保护系统入侵方式，然后因地制宜、分门别类地对实物保护系统采取防雷措施，才能保障实物保护系统在核电厂发挥纵深防御、均衡保护的作用。

(二)防潮管理。实物保护系统自身的特点决定了现场不可避免地会设置不少的设备电源箱，对室外电源箱体和设备的防护等级安装时都会要求满足IP65，但是随着密封材料老化或出现损伤，其防护等级会逐渐降低。在雨季，密封不严的箱体和设备容易渗水引起电源跳闸。此外，昼夜温差大时密封较好的箱体内部结露也会引发电源跳闸。

为及时发现上述隐患，通常采取两种管理方式：第一，日常的定期巡视，主要检查电源箱和设备外观的完整性，发现是否有破损或封闭不严的情况；第二，雨季前的防潮专项检查，主要检查箱体的密封性、老化程度、有无结露、有无发霉、加热器是否投运等。

另外，供电系统本身也可采取一定措施，减少下游设备因潮湿对整个系统的影响。如室外设备供电开关应加独立的漏电保护器，且越向下漏电保护器的灵敏度越大，将单个设备受潮故障的影响控制在其供电开关这一层级，不至于越级跳闸影响其它设备供电。

五、结语

实物保护供电系统的稳定性、可靠性是整个实物保护系统有效运行的前提条件和重要保障。通过对实物保护供电系统的运行维护实践和防雷防潮管理，可更好地降低设备运行过程中意外失电的风险，提高实物保护系统的完整性和有效性。

在供电系统日常运行维护过程中，需要完善日常维护管理制度，及时发现和跟踪处理电源系统的异常和隐患；增强电源设备型号适用性分析，不断优化和改进实物保护终端设备电源；根据实物保护系统电源分布特点，做好防雷防潮管理工作，持续提升电源系统的稳定性。