李云洪

高壓電子圍欄在安防領(lǐng)域的應(yīng)用

李云洪

2007年以來，周界高壓電子圍欄悄然在上海興起，打破了早先主動紅外對射探測器一統(tǒng)天下的局面。本文簡述了電子圍欄的原理以及上海市電子圍欄的應(yīng)用狀況，提出了電子圍欄系統(tǒng)存在的一些問題與優(yōu)化方案。

圖1 電子圍欄安裝示意圖

圖2 電子圍欄的電路原理圖

概述

眾所周知，周界防范報警系統(tǒng)是安防系統(tǒng)中的第一道防線，也是最重要的一道防線。當(dāng)犯罪分子穿越周界防范報警系統(tǒng)時，前端探測器發(fā)出報警信號并傳送給系統(tǒng)控制中心，系統(tǒng)控制中心處理后發(fā)出處理指令。包括啟動警號、警燈提示、電子地圖防區(qū)燈閃爍提示報警防區(qū)，再聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)報警圖像跳出以及啟動錄像等。

此前，周界防范中位于最前端的探測器主要還是紅外對射探測器。但紅外探測器有其致命的缺點，那就是受環(huán)境干擾導(dǎo)致誤報的概率很大，致使一些場所的紅外報警系統(tǒng)形同虛設(shè)。近年來某些廠商又開發(fā)了振動電纜、泄漏電纜、張力式圍欄等，但都由于技術(shù)性能不是十分成熟而致推廣緩慢。

正由于這些原因，高壓電子圍欄應(yīng)運而生。

上海市公安局技防辦于2007年8月下發(fā)在全市推廣使用電子圍欄周界報警系統(tǒng)的通知。2008年9月，國家標(biāo)委會頒布了《脈沖電子圍欄及其安裝和安全運行》國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了電子圍欄各個部件的安裝要求。

上海市公安局技防辦根據(jù)上海市的特點，于2008年8月印發(fā)《本市安防工程用高壓電子脈沖式探測器基本技術(shù)要求》，又于2009年6月在關(guān)于貫徹執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)《脈沖電子圍欄及其安裝和安全運行》的通知中，闡明國標(biāo)與《基本要求》相悖處，要求按《基本要求》執(zhí)行。由此可見，在上海，高壓電子圍欄的設(shè)計與施工主要依照的標(biāo)準(zhǔn)是上海市公安局技防辦頒布的《本市安防工程用高壓電子脈沖式探測器基本技術(shù)要求》。

2008年奧運前夕，上海格瑞特機電系統(tǒng)工程有限公司承擔(dān)了上海市所有燃氣調(diào)壓站的高壓電子圍欄工程的設(shè)計與施工，在項目的實施與建成后的兩年維護保養(yǎng)過程中，我們不斷地尋求更優(yōu)化的方案與整改措施，以期提高電子圍欄的安全性。

高壓電子圍欄工作原理

電子圍欄系統(tǒng)包括脈沖主機和前端圍欄兩個部分。脈沖主機產(chǎn)生高壓（一般＜5000V）電脈沖，傳遞到前端圍欄，給入侵者以強烈電擊，形成威懾，令其退卻。由于每個電脈沖的持續(xù)時間短（≤0.1s）、間隔時間長（≥1s）、輸出能量低（≤5J），因此不會直接導(dǎo)致人體傷害。

電子圍欄主要是給入侵者雙重威懾（心理和生理）、有形阻擋，并可報警，從而結(jié)合了報警和警戒雙重優(yōu)點。

高壓電子圍欄存在的問題

1、容易被破壞而使系統(tǒng)癱瘓，且中心控制室表面很正常：

圖2所示為電子圍欄的電路原理圖：5KV的高壓電流從高壓主機的Bt端子流出，經(jīng)電子圍欄上的B線流回Br。同樣，地線電流從高壓主機At端子流出，經(jīng)A線流回Ar端子。

上海市《本市安防工程用高壓電子脈沖式探測器基本技術(shù)要求》3.2.1.2 條規(guī)定，電子圍欄每100m金屬導(dǎo)線的電阻值應(yīng)不大于2.5Ω。也就是說，電阻值即使為零系統(tǒng)同樣正常工作。那么，在高壓電流流出的第一個終端桿處將流出和流入的電線短路，系統(tǒng)仍然同樣正常工作。如圖3所示。

圖3

圖4

此時，如犯罪分子再將A1點和B1點的跨接線拆掉，那么左側(cè)的電子圍欄將全部癱瘓，即使將左側(cè)的所有金屬絲短路或者剪掉，系統(tǒng)也不會報警，也不帶有任何電壓了。那么犯罪分子就可以輕松進入被保護區(qū)域。

2、將任意一段電子圍欄的合金線用絕緣線旁路，然后將這段合金線剪除，系統(tǒng)將正常工作。而電子圍欄將出現(xiàn)一個豁口，犯罪分子可以輕松進入。如圖4所示：

3、容易被翻越。

電子圍欄高壓主機發(fā)出的高壓是5KV，《本市安防工程用高壓電子脈沖式探測器基本技術(shù)要求》5.2.4 條規(guī)定：前端探測圍欄最上一根金屬導(dǎo)線與附屬物的間距應(yīng)不小于800mm。對于直立安裝的電子圍欄，800mm的高度正好是一個人的腿長。也就是說如果在高壓電子圍欄的合金線上覆蓋一層絕緣物，就可以輕松地翻越有電子圍欄的圍墻。對于斜裝的電子圍欄，阻擋效果會好一些，但仍不能避免翻越的可能性。

上海市《本市安防工程用高壓電子脈沖式探測器基本技術(shù)要求》5.2.3規(guī)定：附屬物（圍墻）的高度應(yīng)在2.0m-2.8m之間。加上斜裝的電子圍欄0.8米，最高處為3.5米。用3.5米的人字扶梯架在電子圍欄一側(cè)（一般都在外側(cè)），再以絕緣物覆蓋電子圍欄，翻越這個電子圍欄不是一個難事，尤其在多人作案的情況下。

高壓電子圍欄的優(yōu)化方案

鑒于上述第1的項致命缺點，可以采用如下方法予以解決：

1、高壓主控器設(shè)計為對回路電阻的阻值有偵測能力，就像我們的報警控制器可以探測紅外探測器上的線尾電阻一樣。當(dāng)回路電阻在一個設(shè)定區(qū)間的電阻值時，系統(tǒng)正常工作。當(dāng)回路電阻小于或大于設(shè)定區(qū)間值時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號。這樣，可有效避免犯罪分子通過短路的方法使系統(tǒng)癱瘓。

2、主控器高壓發(fā)生電路設(shè)計為對回路電阻的阻值有偵測能力，同時設(shè)計制造高電阻的合金電子圍欄金屬絲。優(yōu)化方案1不能解決第2種破壞方式。因為線路電阻很小，在系統(tǒng)中是忽略不計的，所以先用一根絕緣線旁路電子圍欄合金線、再剪除合金線不會使回路電阻變化。因此，系統(tǒng)必須具備這樣一個功能：就是當(dāng)犯罪分子在金屬絲上旁路任何導(dǎo)體時，系統(tǒng)回路應(yīng)該發(fā)生阻值變化而報警。在方法1中，我們可以制造一種更好的合金線，使其電阻足夠大，系統(tǒng)回路不用串聯(lián)外接電阻，主機直接檢測線路電阻（線路電阻達不到額定值時可以在線尾串接適當(dāng)?shù)碾娮瑁涂梢酝耆苊獾谝环N和第二種破壞方式。但是，這套系統(tǒng)對主機要求和對合金線阻值參數(shù)要求很高，而且由于氣溫對金屬電阻值影響，系統(tǒng)必須考慮各種誤報的解決方案。

3、電子圍欄的高度增高到1米以上。無論是直立安裝或斜裝，跨越的可能性大幅度減小。

結(jié)束語

電子圍欄在啟用之初，其重要功能之一是震懾作用。然而，道高一尺，魔高一丈。隨著時間的推移，這種震懾作用有逐漸褪去的可能。因此，需要不斷地改進和優(yōu)化電子圍欄系統(tǒng)與設(shè)備，才能永褒電子圍欄的市場生命力。

作者單位：上海格瑞特機電系統(tǒng)工程有限公司