實物保護供電系統運行的維護與管理

□方紅光

一、引言

隨著中國核電事業的快速發展以及安全防范技術應用的日益成熟，我國核電廠實物保護系統建設水平不斷提高，越來越多的實物保護系統設備相繼投入運行。接下來將面臨實物保護供電系統越來越大的運行、維護壓力，這就要求實物保護從業人員不斷地探索和總結實物保護系統運行和維護方面的經驗，加大各電站間的交流，才能使整個核電行業的實物保護防護能力持續維持在較高的水平。

實物保護供電系統的穩定性與可靠性是保持實物保護系統完整、可靠與有效運行的重要因素。因此，研究和總結實物保護供電系統的設計、運行和維護方面的實踐經驗，并推廣該方面的良好實踐，對提升核電行業實物保護系統的整體運行水平具有重要的意義。

二、實物保護供電系統概述

實物保護系統喪失全部電源將會使核電廠失去技防手段，即使僅終端設備失電，也將會影響部分周界監控、出入控制或電廠安全生產，給核材料和核設施安全造成重要影響。因此，實物保護供電系統要能夠為實物保護系統提供24小時不間斷的穩定電源，保障核電廠具有良好的安全防護和出入控制能力。

在設計時，核設施實物保護系統的供電電源通常設置為獨立的兩路電源：其中第一路為主電源，第二路電源可采用來自供電或電力系統的低壓電源，或者采用備用電池組。在備用電源的選擇中，可以選擇帶充放電功能蓄電池組，也可以選擇不間斷電源與柴油發電機組的組合。備用電源的選擇應保證實物保護系統連續運行8小時及以上。在主電源失效時，應立即實施電源的自動或手動切換。電源切換時應達到：不引發誤報警，不影響實物保護系統的正常運行和信息儲存。

三、實物保護供電系統運行維護

(一)電源維護管理制度。實物保護系統主電源的狀態在控制中心設有報警盤，現場終端設備電源的狀態報警信息可在工作站上查詢。執勤的警衛人員發現電源報警時，會立即通報給24小時待命的實物保護值班工程師，由其安排對故障進行處理。

每周電廠實物保護人員對系統進行巡檢，重點檢查系統狀態、終端設備功能和系統報警情況，判斷是否存在設備電源異常或故障，并對發現的異?；蚬收线M行記錄、跟蹤處理。每半年對出入控制設備終端電源安排一次定期試驗，試驗內容主要包括：失壓報警和電池可用性試驗。在定期試驗完成后，由系統工程師對定期試驗的結果進行分析，判斷現場設備電源模塊是否運行正常，是否需要預防性維修、糾正性維修或進行必要系統改進，并有效跟蹤相關行動的落實。電廠實物保護工程師會將發現電源異常和故障的情況及處理情況編入到系統日報中，及時發給實物保護人員。通過這種形式提高技術人員、管理人員的關注，增強電源異常和故障的跟蹤處理力度，實現閉環管理。每年根據實物保護系統運行管理程序，對實物保護系統電源運行維護的相關數據進行分析，總結評估其可靠性。

(二)備用電池管理。實物保護系統一般使用主電源加備用電池的模式。備用電池通常采用容量大、成本低的鉛酸蓄電池，蓄電池在正常運行后，需要定期進行充、放電試驗來檢驗電池容量、性能等參數，以滿足負載用電設備的運行需要。鉛酸蓄電池定期進行充放電試驗，可以工作10年左右。而現在，許多蓄電池在生產和使用過程中，還是采用一些簡單的充放電設備進行充放電試驗，不僅易造成充電量不足，也會使電池發揮不到最大的電力效應。為避免因電池不滿足放電要求，而導致出入口自由通行或無法通行，影響電廠安全和生產活動。會采取如下風險控制措施：一是查詢倉庫中蓄電池備件數量，根據歷年定期試驗情況，準備相應數量的備件，確保定期試驗中出現不滿足放電要求的電池可以及時進行更換；二是試驗前通知保衛控制中心警衛人員；三是參與試驗人數不少于3人，包括實物保護工程師、控制中心警衛人員、現場協助人員等；四是保障有效的通訊手段；五是避開人員通行高峰期；六是對多通道，分多批次進行，留有通道正常通行；七是對單通道，現場設協助人員，以備出現異常時及時控制；八是在試驗期間，系統出現異常情況，為了避免風險必須立即停止試驗，經系統工程師組織分析評估后，才能決定是否采取相應措施、中斷或繼續試驗。

四、實物保護供電系統防雷防潮管理

(一)防雷管理。實物保護的避雷系統在電廠初期建造時就已完善，如避雷針、接地網等，實物保護供電系統受雷電擊中的可能性很小。但是，由于設備分布廣、供電線路長，其受感應電涌襲擊的風險很大。

核電廠應專門成立防雷協調小組，建立例會和報告制度，負責防雷缺陷的跟蹤和相關項目的跟進及推動。在防雷協調小組中，實物保護系統與其它弱電系統區別開來，作為獨立專業開展工作，包括邀請專業防雷公司檢測實物保護系統的室外電源箱體接地可靠性和評估現有防雷器的選型，完善出入口控制系統、供電系統、周界入侵探測系統、視頻監控系統、保安通訊系統的防雷措施，使實物保護系統設備免受不必要的雷電侵害，才能保障實物保護系統的長期穩定運行；分析雷電對實物保護系統入侵方式，然后因地制宜、分門別類地對實物保護系統采取防雷措施，才能保障實物保護系統在核電廠發揮縱深防御、均衡保護的作用。

(二)防潮管理。實物保護系統自身的特點決定了現場不可避免地會設置不少的設備電源箱，對室外電源箱體和設備的防護等級安裝時都會要求滿足IP65，但是隨著密封材料老化或出現損傷，其防護等級會逐漸降低。在雨季，密封不嚴的箱體和設備容易滲水引起電源跳閘。此外，晝夜溫差大時密封較好的箱體內部結露也會引發電源跳閘。

為及時發現上述隱患，通常采取兩種管理方式：第一，日常的定期巡視，主要檢查電源箱和設備外觀的完整性，發現是否有破損或封閉不嚴的情況；第二，雨季前的防潮專項檢查，主要檢查箱體的密封性、老化程度、有無結露、有無發霉、加熱器是否投運等。

另外，供電系統本身也可采取一定措施，減少下游設備因潮濕對整個系統的影響。如室外設備供電開關應加獨立的漏電保護器，且越向下漏電保護器的靈敏度越大，將單個設備受潮故障的影響控制在其供電開關這一層級，不至于越級跳閘影響其它設備供電。

五、結語

實物保護供電系統的穩定性、可靠性是整個實物保護系統有效運行的前提條件和重要保障。通過對實物保護供電系統的運行維護實踐和防雷防潮管理，可更好地降低設備運行過程中意外失電的風險，提高實物保護系統的完整性和有效性。

在供電系統日常運行維護過程中，需要完善日常維護管理制度，及時發現和跟蹤處理電源系統的異常和隱患；增強電源設備型號適用性分析，不斷優化和改進實物保護終端設備電源；根據實物保護系統電源分布特點，做好防雷防潮管理工作，持續提升電源系統的穩定性。