□方紅光 李 軍 曹 永 秦 檉

靜電場作為一種重要的技術(shù)防御手段，如何保證設(shè)備的穩(wěn)定、有效運行，是日常管理中的重點。靜電場是一種高效的周界入侵探測設(shè)備，通過感應(yīng)場的變化，既能識別人員入侵，也能區(qū)分噪擾報警。但設(shè)備也有局限性，比如安裝、調(diào)試較復(fù)雜；運行、維護工作量高；易受氣候影響等。通過靜電場在現(xiàn)場長期使用，總結(jié)出設(shè)備易受影響的因素，日常維護的常用方法及設(shè)備優(yōu)化的建議，摒除這些外部因素的影響，使靜電場能更適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境，保障設(shè)備持久、穩(wěn)定、有效地運行。

一、靜電場探測系統(tǒng)構(gòu)架及運行原理

靜電場主要由處理器、連網(wǎng)處理器、支撐柱、纜線、控制電纜、附件及電源等部件組成。

圖1 靜電場構(gòu)架圖

探測場由一組平行的4根傳感線組成，數(shù)字處理器能對每一根單獨的感應(yīng)線纜進行分析和處理。當電場收到破壞，會形成電流模型圖傳導(dǎo)到處理器，處理器對信號的振幅(入侵者的重量)，改變的頻率(入侵者的移動)和入侵的時間進行分析，當超出系統(tǒng)所規(guī)定的限制后，將觸發(fā)入侵報警。同時，系統(tǒng)能對所監(jiān)測的信號自動判斷和校準，消除鳥類和其它物體導(dǎo)致的報警，減少系統(tǒng)誤報。

二、影響靜電場運行的潛在因素以及設(shè)備維護

(一)影響靜電場穩(wěn)定運行的因素。在長期的運維管理過程中，發(fā)現(xiàn)影響靜電場穩(wěn)定運行的因素有很多，主要包括以下幾個方面：一是天氣變化的影響：風(fēng)、雨、雪等甚至更極端惡劣天氣；二是安裝條件的影響：端接頭老化，腐蝕，接地不良，感應(yīng)線內(nèi)部存在斷路；三是周邊附近環(huán)境的影響：強電磁干擾工作的區(qū)域、感應(yīng)電場距離過近；四是人為失誤操作的問題：參數(shù)配置的錯誤，缺乏嚴謹?shù)恼{(diào)試態(tài)度；五是安裝現(xiàn)場環(huán)境的影響：雜草，排水不良，地面金屬物體穿過、線纜接地不良。

(二)靜電場的維護。從原理得知靜電場的運行方式及各種外部影響因素。那么，在日常的工作中，需要明確外部因素的干擾造成設(shè)備運行不穩(wěn)定的原因及處理方式。通過設(shè)備在現(xiàn)場的使用情況，針對各部件制定維護方案，保障系統(tǒng)可靠運行。

(三)靜電場維護常用的方法。在靜電場日常維護中，主要使用以下三種方法，以保障設(shè)備持續(xù)有效地運行。

1.直接觀察法。主要包括定期進行靜電場感應(yīng)線的外觀檢查，包括裸露的同軸電纜，同軸電纜與感應(yīng)線之間的接線端子，隔離變換器接地端子等，這是最直接也是最容易發(fā)現(xiàn)隱患的方法。設(shè)備部件長時間暴露在室外環(huán)境之下，表皮損傷，斷裂，連接場線和隔離變換器之間同軸電纜兩線之間連接處的連接接頭外表面干裂，老化甚至脫落，懸浮在空中，立柱下的接地接頭外皮遭雨水的侵蝕而造成了生銹和腐蝕，造成了接地的不良。在有風(fēng)的天氣下，場線和同軸電纜連接處的晃動和搖擺，直接導(dǎo)致感應(yīng)線和固定場線的金屬立柱接觸，導(dǎo)致靜電場場線之間的感應(yīng)信號不停的在變化，變化的感應(yīng)信號經(jīng)過隔離變換器的傳輸，到達處理器，經(jīng)過算法計算之后可能判斷為一次非法入侵。因此，微處理器將報警信號傳輸至技防中心報警平臺，造成誤報，大量的誤報會造成技防中心值班人員的視覺，聽覺疲勞，從而使得當班人員的工作效率大大降低，對內(nèi)部設(shè)施的安全造成了威脅。所以，定期地采用直接觀察法進行隱患的排出是相當必要的，處理的過程是更換損壞的感應(yīng)場線，對感應(yīng)場線與同軸電纜之間松動的接頭進行重新端接、綁扎與固定，對已生銹腐蝕的接地接頭進行及時更換，排除從直接觀察法獲取到的各類不穩(wěn)定隱患。

2.間接測量法。在排除了直接觀察法無法發(fā)現(xiàn)內(nèi)部隱患之后，在已知的多種因素中，圍繞會引起感應(yīng)場在人員入侵時不產(chǎn)生報警或者產(chǎn)生大量的誤報警因素，我們借助儀表儀器可以進行測量。例如，在某次的有效性測試過程中，處理器控制板初始時處于正常狀態(tài)，隔離變換器內(nèi)部接線良好，但測試和維保人員發(fā)現(xiàn)，無論如何測試都無法使靜電場產(chǎn)生入侵報警信號，設(shè)備表面上無法發(fā)現(xiàn)任何故障隱患。此時，我們選擇使用屏蔽電纜，單個防區(qū)進行測試，發(fā)現(xiàn)一個防區(qū)可以正常測試入侵報警信號，而另一個防區(qū)卻無法實現(xiàn)報警。單個防區(qū)屏蔽后，處理器主板給出一個報警錯誤代碼“233”，經(jīng)過初步判斷，故障原因可能是場線故障。于是借助兆歐表去測量每根場線，經(jīng)過兆歐表的測量的讀數(shù)值，發(fā)現(xiàn)第三根場線的讀數(shù)值已經(jīng)無法取值，由此才確定是場線系統(tǒng)的第三根場線存在故障。故障排除后，重新進行有效性測試：模擬入侵測試30次，現(xiàn)場讀取處理器的信息之后，報警均上傳。因此，間接測量法的使用，借助儀器儀表，也是日常維護中需要定期做的工作，在故障的排查中它發(fā)揮著重要的作用。

3.調(diào)試法。在確定了使用第一種和第二張方法均未發(fā)現(xiàn)故障的情況之下，可以采用此方法。這種方法需要花費一定的耐心和時間。如何將設(shè)備調(diào)試出一個最佳的平衡點需要時間和運行的數(shù)據(jù)來驗證。在日常維護的過程中，環(huán)境因素對感應(yīng)信號的影響比較大，調(diào)試靜電場的參數(shù)，在“e-field”版本中，設(shè)備主要受以下幾個因素的影響：報警門限，探測增益，勵磁電壓，防區(qū)報警上限，防區(qū)報警下限，時間常數(shù)，躍遷值，傾斜門限等。根據(jù)現(xiàn)場地形的實際情況，需要對其作出適當調(diào)整，報警門限值在確定后一般不再做修改；探測增益可以擴大感應(yīng)信號，從而增強感應(yīng)信號的強度和探測靈敏度，但是報警也會隨之上升。如果電場距離地面較近，探測場覆蓋范圍正好能將車輛經(jīng)過的區(qū)域覆蓋，車輛經(jīng)過時候會產(chǎn)生噪擾報警，因此需要根據(jù)實際情況來調(diào)整大?。粍畲烹妷河脕頂U大靜電場覆蓋的范圍，在增大勵磁電壓的同時，也意味著在近距離觸碰場線時，有可能產(chǎn)生電擊的風(fēng)險；因此，這個參數(shù)需要根據(jù)實際情況去進行調(diào)整，以上三個是影響靜電場靈敏度的主要因素，確定了合適的數(shù)值之后可以根據(jù)需要去調(diào)整防區(qū)報警的上、下限值，直到平衡點的出現(xiàn)。時間常數(shù)和躍遷值兩者相結(jié)合可以更好地去適應(yīng)環(huán)境的變化。因此，針對不同的氣候條件，去做相應(yīng)的調(diào)整，至于傾斜門限，默認不修改，除非是靜電場安裝的環(huán)境地面一直處于積水狀態(tài)。

同時，在更換場線和安裝的過程中，需要注意場線的長度和拉緊度，場線在終端和起點預(yù)留的長度不宜過長，容易產(chǎn)生回路電場，觸發(fā)大量噪擾報警；同時也不能過短，容易導(dǎo)致靜電場產(chǎn)生漏報。在實際應(yīng)用過程中，經(jīng)過長時間積累和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)預(yù)留20cm～30cm之間的長度為最佳距離。在實際操作中，感應(yīng)場線不允許與立柱固定在一起，需要預(yù)留一定間隙，以防止感應(yīng)線因為與金屬立柱接觸，而導(dǎo)致間接接地，觸發(fā)噪擾報警。對于場線的拉緊度，在場線的起點和終點都應(yīng)該添加上緊線器，拉緊度應(yīng)該要符合靜電場安裝的要求，采用拉力測試儀進行測試，拉力測試儀的結(jié)果應(yīng)該在22.5kg左右最符合靜電場的要求。

靜電場穩(wěn)定、有效地運行，對保障周界入侵報警系統(tǒng)具有重要的作用，而保障它的前提，就是日常有效的維護，只有把定期的維護做好了，才能保障設(shè)備性能。這樣才能保障靜電場有效、可靠，以此來保障核設(shè)施的安全。

三、靜電場的優(yōu)化

除了定期的進行維護，通過一些合理的優(yōu)化手段，也能對靜電場的穩(wěn)定運行起到畫龍點睛的作用。在設(shè)備日常的運行、維護中，經(jīng)過分析、摸索，總結(jié)了以下幾點優(yōu)化建議。

(一)對電纜管溝進行封堵，以避免金屬物體對感應(yīng)場線的干擾。在靜電場的運行環(huán)境中，底部場線之下不能有大量的金屬物體穿過，如金屬電纜管，電纜溝蓋板等。靜電場的感應(yīng)信號對金屬物體比較敏感，大量的金屬制品會干擾到靜電場的感應(yīng)信號。因此，可以使用水泥蓋板或水泥封堵對電纜管溝進行封堵，以避免金屬物體對感應(yīng)場線的干擾。

(二)定期調(diào)整環(huán)境噪擾參數(shù)、靈敏度值。對于地形復(fù)雜，易受天氣影響的區(qū)域，可以定期調(diào)整環(huán)境噪擾參數(shù)、靈敏度值，并多次測試，找出一個最佳的平衡點，這樣既滿足了運行的需要，同時又兼顧了誤報警和噪擾報警的影響。

(三)靜電場每根立柱宜單獨接地。串聯(lián)接地會隨時間而松動，在風(fēng)的影響下，接地線的晃動對靜電場的感應(yīng)信號產(chǎn)生干擾，產(chǎn)生不必要的噪擾報警。單獨接地時，每根立柱的接地電阻應(yīng)不超過10歐姆。

(四)定期清理，保持地面環(huán)境平整。靜電場安裝的地面環(huán)境應(yīng)保持平整，定期的清理防區(qū)內(nèi)雜物、伸縮縫的草，灌木、圍欄上的塑料帶等。

(五)感應(yīng)線纜暴露處用防紫外線扎帶固定，防止隨意晃動，寬緊度適中。這樣可避免頻繁更換扎帶；對于線纜的裸露處，采用專用熱縮套管進行保護，可起到防止雨天水滴積水累積導(dǎo)致的腐蝕問題。熱縮管保護處應(yīng)處于高位，避免下方形成水滴環(huán)；同時，不必再使用防水膠布再次纏繞(因防水膠布與熱縮管的不規(guī)則緊貼，可能會在不注意的情況二次形成積水窩)。

(六)感應(yīng)線不可接觸接線柱，否則在下雨天容易直接接地。靜電場感應(yīng)線應(yīng)與所有的支撐柱、絕緣柱和彈簧等硬件無直接連接，同時也要杜絕在雨、雪、大風(fēng)等天氣情況下，因雨水、風(fēng)吹動等導(dǎo)致的感應(yīng)線碰到硬件的情況，這相當于變相接地，進而導(dǎo)致誤報增多。

(七)現(xiàn)場定期檢測絕緣情況。靜電場大概每3個月檢測一次絕緣情況。絕緣分別檢測處理器端子(靜電場線導(dǎo)線)與靜電場線線纜表皮之間；處理器端子(靜電場線導(dǎo)線)與靜電場線的屏蔽層之間；每次測試值約在2,000兆歐。

(八)靜電場有效性測試。在設(shè)備檢修完成后需要進行一次有效性測試，通過測試，來檢查設(shè)備是否正常報警。有效性測試時，測試人員對所有維護、優(yōu)化過的探測段進行模擬入侵，結(jié)果應(yīng)符合《核設(shè)施周界入侵報警系統(tǒng)》的相關(guān)規(guī)定和現(xiàn)場運行管理要求。如測試不合格，進行現(xiàn)場檢查遺漏，直至滿足相關(guān)要求為止。

四、結(jié)語

通過對靜電場進行定期維護、對設(shè)備進行優(yōu)化、根據(jù)運行狀態(tài)因地制宜制定解決方案，以及對系統(tǒng)有效性測試的改進，從設(shè)備運維管理和不斷優(yōu)化后的效果來看，靜電場運行的穩(wěn)定性和可靠性明顯提高。這些運維管理經(jīng)驗和優(yōu)化建議，對設(shè)備運行提供了良好的借鑒經(jīng)驗和使用案例。