“我國(guó)電網(wǎng)在自然或人為引起的電磁脈沖輻射(EMP)下是很脆弱的，可能導(dǎo)致幾個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)期的電力系統(tǒng)癱瘓和災(zāi)難性的后果。”談起電磁脈沖，大多數(shù)人可能比較陌生，更不清楚其對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的危害性。在7月10日召開的第四屆中國(guó)電力發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新院士論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士、電力系統(tǒng)專家王錫凡給大家詳細(xì)講解了電磁脈沖與電力系統(tǒng)安全的關(guān)系。

EMP襲擊對(duì)電力系統(tǒng)威脅巨大

“電力系統(tǒng)遭受EMP襲擊將造成大面積、長(zhǎng)時(shí)間的停電，會(huì)引起社會(huì)混亂。”談起EMP對(duì)電力系統(tǒng)的危害，王錫凡以美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)美國(guó)電網(wǎng)防護(hù)EMP襲擊的研究報(bào)告為大家進(jìn)行了講解。

他首先為大家列舉地磁爆引起魁北克大停電的案例。1989年3月13日發(fā)生的太陽(yáng)磁暴，對(duì)北美和英國(guó)電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的破壞?？笨穗娋W(wǎng)全部癱瘓，600萬居民斷電，英國(guó)南部電網(wǎng)兩臺(tái)400/275千伏自耦變損壞。新澤西Salem核電站500千伏/1200兆伏安變壓器被漏磁引起的高溫徹底損壞。

據(jù)王錫凡介紹，電磁脈沖輻射的主要來源包括太陽(yáng)黑子引起的磁暴、高空核爆、人為的電磁干擾。數(shù)據(jù)顯示，全球受EMP影響造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1～3萬億美元，恢復(fù)需要4～10年，而防護(hù)費(fèi)分?jǐn)偟矫總€(gè)用戶僅為20美分/年。所以，基于對(duì)魁北克大停電的分析和研究，2011年1月16日，美國(guó)一位議員提出《電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)法案》。該法案明確針對(duì)三種電磁脈沖進(jìn)行防護(hù)：高空核爆、電磁武器、自然產(chǎn)生的電磁脈沖。“所以，我國(guó)也應(yīng)積極防范EMP襲擊，這是一個(gè)國(guó)防問題。”王錫凡說。

王錫凡以核電磁脈沖的構(gòu)成及特性介紹了電磁脈沖輻射對(duì)電力系統(tǒng)的巨大破壞力。“早期高頻電磁脈沖(E1)對(duì)SCADA系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感器、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)造成破壞，可造成配電網(wǎng)絕緣子閃絡(luò)。中期的中頻脈沖(E2)與雷電的電磁脈沖類似，相當(dāng)于成千上萬個(gè)雷電。在E1為之掃清保護(hù)后，可直接損壞電力系統(tǒng)主設(shè)備。晚期電磁脈沖(E3)類似地磁暴，主要對(duì)輸電線路和低頻設(shè)備造成破壞。”由此可見，電磁脈沖輻射對(duì)電力系統(tǒng)的巨大危害不言而喻，不論是發(fā)電廠、輸電系統(tǒng)還是配電網(wǎng)，都難以幸免。

通過分析電磁脈沖輻射對(duì)電力系統(tǒng)的威脅，王錫凡說，“電磁脈沖造成的大停電難以恢復(fù)，大量一次、二次設(shè)備同時(shí)被干擾損壞，電磁脈沖輻射會(huì)首先破壞通信系統(tǒng)和控制設(shè)備，使處理事故和恢復(fù)供電更加困難，其它基礎(chǔ)設(shè)施如交通、通信、供水、金融等系統(tǒng)癱瘓，都給電力系統(tǒng)恢復(fù)帶來困難，包括燃料供應(yīng)等。”

EMP威脅的應(yīng)對(duì)策略

王錫凡說，電力系統(tǒng)必須對(duì)電磁脈沖輻射的襲擊進(jìn)行防護(hù)，把破壞后果降低到合理的程度，并提出從分析和計(jì)算、試驗(yàn)與仿真、組織與協(xié)調(diào)、電力系統(tǒng)分析和電力系統(tǒng)規(guī)劃等方面開展研究。

王錫凡認(rèn)為，防護(hù)電磁脈沖主要做好三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即：對(duì)電力系統(tǒng)的防護(hù)、減輕襲擊的破壞后果、電磁脈沖彈襲擊后的修復(fù)。“要保護(hù)電力系統(tǒng)在受到電磁脈沖輻射襲擊后仍能維持正常運(yùn)行是不可能的。因此，防護(hù)原則應(yīng)該是在災(zāi)后能迅速恢復(fù)對(duì)重要用戶供電，通過特殊接地等措施保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)等，以及供氣系統(tǒng)貴重設(shè)備免受E2、E3損壞。”王錫凡說。

居安思危，有備無患。對(duì)電力系統(tǒng)而言，電源布局和輸電接線方式要適當(dāng)考慮自然災(zāi)害，包括地磁爆、極端天氣及電磁脈沖輻射等造成的破壞后果和恢復(fù)情況，控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)等應(yīng)有合理的抗電磁干擾水平。同時(shí)加強(qiáng)變壓器、斷路器等關(guān)鍵設(shè)備抵御GIC的能力，建立有效的備用機(jī)制。“我們電力系統(tǒng)的設(shè)備、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，運(yùn)行、調(diào)度人員應(yīng)對(duì)防范EMP有足夠的認(rèn)識(shí)和心理準(zhǔn)備，并應(yīng)加強(qiáng)這一領(lǐng)域的研究，開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的措施，防護(hù)EMP對(duì)我國(guó)電網(wǎng)的襲擊。”王錫凡最后強(qiáng)調(diào)。