电力作为二次能源,在我们的工作和生活中越来越重要,电力系统安全是个重大课题。
1电力系统受到攻击的后果
十九世纪六七十年代,第二次工业革命蓬勃兴起,电力取代蒸汽成为主要能源,推动人类社会从蒸汽时代进入了电气时代。电力技术的发展,推动电力广泛应用于照明、通讯、交通、电器等生产和生活的方方面面。
人类对电力的依赖越来越强。在现代战争中,曾出现一国为了获得战争的胜利,采用非常手段破坏另一国的电力系统。一旦国家的电力系统遭受攻击,城市会迅速陷入瘫痪,将带来毁灭性的打击。主要体现在以下方面:
1.红绿灯不亮了,地铁、火车、飞机停运,交通几近瘫痪;
2.通讯网络停止服务,人们无法彼此联络,通讯手段倒退年;
3.自来水、天然气无法供应,电梯停运,人们饮食起居受到很大影响,空调、暖气无法使用,酷暑或者寒冬难熬;
4.工业生产全停,银行、邮电、仓储、设计等第三产业也全都停止,相关工作人员无法工作;
5.医院里的仪器已无法使用,手术无法进行,濒危的病人无法抢救;
6.一些核电站会出现危险报警,附近的居民人身安全受到极大的威胁。
如果电力工作者能及时地修复受损的电力系统,人们的生活将恢复正常,否则停电后的糟糕情况只会愈演愈烈。
2攻击电力系统的案例
攻击电力系统的案例主要是在现代国家之间的战争中。如果电力系统受到攻击,可以轻松将一座城市变成“孤岛”,失去和外界的全部联系。由于失去电力和通讯条件,未知的恐慌会迅速在人群中蔓延,只需要短短几天时间,一座现代城市就会陷入巨大的恐慌中,甚至失控,这是其他常规武器都做不到的。
(一)核试验发现电磁武器
年,美国在约翰斯顿岛上空40公里处引爆了核弹,导致距离爆炸中心多公里的夏威夷岛上的电力系统瘫痪,进而导致城市警报系统失灵、短波通信中断等。正是在这次核试验中,美国无意间发现了电磁武器对电力系统的破坏力。
自此,美国发现了这种具有科幻色彩的武器——电磁武器。这类武器通过利用电磁波辐射,对电子设备造成损害,具有发射速度快、全天候能力强、穿透性好等独特的优点,正受到越来越多国家的重视。目前,微波炸弹或电磁炸弹也是*事强国正在研制的主要电磁武器。
(二)战争中应用电力系统攻击手段
普遍认为,现代战争是在核武器以及其它现代化高科技武器的威胁下的以高科学技术的现代作战工具或武器为主的现代化常规战争。自从电力系统攻击手段被发现后,便成为了现代战争中的一把利器。有两个典型的案例:
第一个是科索沃战争。美*靠着强大的空中支配能力,对整个南斯拉夫地区内的电网系统进行毁灭式的打击。在庞大的美*战机的攻击下,一度造成南斯拉夫全国70%地区停电,同时造成通讯系统不能使用。南斯拉夫等同于失去了眼睛一般,“摸着黑”打仗,堪称是在伸手不见五指的黑影中行走。这场战役在美*的猛烈攻击之下,仅持续了多天。
第二个是伊拉克战争。美*如法炮制,不按常规套路出牌。当时的伊拉克拥有上万辆先进的主战坦克和装甲,准备跟美*在陆地上一决雌雄。结果美*并没有一开始就展开陆地战,而是利用制空优势对伊拉克的电网、通信、道路、桥梁进行覆盖式的轰炸,使整个国家的城市近乎瘫痪。随后美*展开大规模陆地战斗,仅仅花费了一个月的时间就结束了第一次伊拉克战争。
3电力系统面临的威胁
现代社会,电力是社会和经济运行的总开关,电力系统自然而然成为战时被攻击的一个目标。可能面临以下三种威胁:
(一)石墨炸弹
石墨炸弹又名软炸弹,因其不以杀伤敌方兵员为目的而得名,又因其对电力系统的强大破坏力而被称为“断电炸弹”。美国在20世纪80年代中期成功研制石墨炸弹。这是一种以子母弹的形式,由导弹或炸弹作为携带工具,专门用于攻击对方发电厂及其供电系统的软杀伤武器。
石墨炸弹充分利用了碳纤维的高导电、导热特性和轻质高强特性,可在空气中漂浮,形成碳纤维云团,缓慢下降,极容易覆盖和缠结到电网和供电系统中,形成极高强度的无规则纤维网。
发电厂和供电系统受到石墨炸弹攻击,碳纤维丝会附着到变压器、供电线路上,当高压电流通过碳纤维时,电场强度明显增大,电流流动速率加速,并开始放电,形成电弧,致使电力设备熔化,使电路发生短路,若电流过强或过热会引起着火;电弧若生成极高的电能,甚至会造成爆炸。由此会给发电厂及其供电系统造成毁灭性的破坏,且悬挂在电网上的碳纤维清除十分困难,除非修建新的电网。
(二)电磁脉冲炸弹
美国一份权威杂志对未来的信息化战争做过一次可怕的预测:战争打响后,看不到蘑菇云,只是一声巨响和一道闪电,所有的计算机系统、信息化武器装备都将瞬间被“烧焦”。除柴油机以外,所有电气化引擎都无法发动,电网全部瘫痪,整个世界会瞬间倒退年,这种可怕的武器就是电磁脉冲炸弹。
电磁脉冲炸弹的巨大杀伤性,源自对电力设备的破坏。1kg的电磁脉冲炸弹,足以摧毁几十吨烈性炸药才能损毁的电力设备。电磁脉冲炸弹通过导弹或空投等方式,将其投掷到目标附近爆炸,利用炸药爆炸所产生的化学能作为能源,再由特殊的装置将化学能转化为电磁能量并通过天线辐射出去。
(三)网络黑客
除了看得见的炸弹武器,电力系统还面临看不见的网络黑客的威胁。年12月23日,乌克兰首都基辅部分地区和乌克兰西部的万名居民突然发现家中停电。这次停电不是因为电力短缺,而是遭到了黑客攻击。黑客利用欺骗手段,让电力公司员工下载了一款恶意软件。
当天,黑客攻击了乌克兰约60座变电站。黑客首先操作恶意软件,将电力公司的主控电脑与变电站断连,随后又在系统中植入病*,让电脑全部瘫痪。与此同时,黑客还对电力公司的电话通讯进行了干扰,导致受到停电影响的居民无法和电力公司进行联系。
从防御角度看,在现代战争中,除了主动防护、对破坏电力系统武器进行拦截外,还可以采用伪装、设置假目标、加装防护罩等措施降低受袭概率。对于碳纤维炸弹的软杀伤,则可建立遮盖物将导线与电力设备隔离,避免碳纤维的破坏。
世界上没有无坚不摧的矛,也没有能防万物之盾。人类只有避免战争,不断创新发展电力技术,才能让先进的电力系统给人类的生产和生活带来更多便利,造福人类。
作者单位:中国能建中电工程西北院。西北院成立于年10月,致力于能源规划、勘察设计、工程总承包、咨询监理、投建营一体化等业务,在能源规划研究、发电、电网、新能源、勘测、市*、环境等工程领域保持全面的行业技术领先优势。征稿启示《安德路65号》栏目旨在成为科研技术人员探讨交流新技术、分享个人观点的平台,成为公众走进科学、获取科普知识的乐园。纵横梳理,时出己见。欢迎电力能源领域的各位大佬来稿投喂,来稿邮箱:rwnj
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编辑:邢雯、唐栋梁
校审:宋旸
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