高压电子围栏在安防领域的应用

李云洪

高压电子围栏在安防领域的应用

李云洪

2007年以来，周界高压电子围栏悄然在上海兴起，打破了早先主动红外对射探测器一统天下的局面。本文简述了电子围栏的原理以及上海市电子围栏的应用状况，提出了电子围栏系统存在的一些问题与优化方案。

图1 电子围栏安装示意图

图2 电子围栏的电路原理图

概述

众所周知，周界防范报警系统是安防系统中的第一道防线，也是最重要的一道防线。当犯罪分子穿越周界防范报警系统时，前端探测器发出报警信号并传送给系统控制中心，系统控制中心处理后发出处理指令。包括启动警号、警灯提示、电子地图防区灯闪烁提示报警防区，再联动监控系统，监控系统报警图像跳出以及启动录像等。

此前，周界防范中位于最前端的探测器主要还是红外对射探测器。但红外探测器有其致命的缺点，那就是受环境干扰导致误报的概率很大，致使一些场所的红外报警系统形同虚设。近年来某些厂商又开发了振动电缆、泄漏电缆、张力式围栏等，但都由于技术性能不是十分成熟而致推广缓慢。

正由于这些原因，高压电子围栏应运而生。

上海市公安局技防办于2007年8月下发在全市推广使用电子围栏周界报警系统的通知。2008年9月，国家标委会颁布了《脉冲电子围栏及其安装和安全运行》国家标准，规范了电子围栏各个部件的安装要求。

上海市公安局技防办根据上海市的特点，于2008年8月印发《本市安防工程用高压电子脉冲式探测器基本技术要求》，又于2009年6月在关于贯彻执行国家标准《脉冲电子围栏及其安装和安全运行》的通知中，阐明国标与《基本要求》相悖处，要求按《基本要求》执行。由此可见，在上海，高压电子围栏的设计与施工主要依照的标准是上海市公安局技防办颁布的《本市安防工程用高压电子脉冲式探测器基本技术要求》。

2008年奥运前夕，上海格瑞特机电系统工程有限公司承担了上海市所有燃气调压站的高压电子围栏工程的设计与施工，在项目的实施与建成后的两年维护保养过程中，我们不断地寻求更优化的方案与整改措施，以期提高电子围栏的安全性。

高压电子围栏工作原理

电子围栏系统包括脉冲主机和前端围栏两个部分。脉冲主机产生高压（一般＜5000V）电脉冲，传递到前端围栏，给入侵者以强烈电击，形成威慑，令其退却。由于每个电脉冲的持续时间短（≤0.1s）、间隔时间长（≥1s）、输出能量低（≤5J），因此不会直接导致人体伤害。

电子围栏主要是给入侵者双重威慑（心理和生理）、有形阻挡，并可报警，从而结合了报警和警戒双重优点。

高压电子围栏存在的问题

1、容易被破坏而使系统瘫痪，且中心控制室表面很正常：

图2所示为电子围栏的电路原理图：5KV的高压电流从高压主机的Bt端子流出，经电子围栏上的B线流回Br。同样，地线电流从高压主机At端子流出，经A线流回Ar端子。

上海市《本市安防工程用高压电子脉冲式探测器基本技术要求》3.2.1.2 条规定，电子围栏每100m金属导线的电阻值应不大于2.5Ω。也就是说，电阻值即使为零系统同样正常工作。那么，在高压电流流出的第一个终端杆处将流出和流入的电线短路，系统仍然同样正常工作。如图3所示。

图3

图4

此时，如犯罪分子再将A1点和B1点的跨接线拆掉，那么左侧的电子围栏将全部瘫痪，即使将左侧的所有金属丝短路或者剪掉，系统也不会报警，也不带有任何电压了。那么犯罪分子就可以轻松进入被保护区域。

2、将任意一段电子围栏的合金线用绝缘线旁路，然后将这段合金线剪除，系统将正常工作。而电子围栏将出现一个豁口，犯罪分子可以轻松进入。如图4所示：

3、容易被翻越。

电子围栏高压主机发出的高压是5KV，《本市安防工程用高压电子脉冲式探测器基本技术要求》5.2.4 条规定：前端探测围栏最上一根金属导线与附属物的间距应不小于800mm。对于直立安装的电子围栏，800mm的高度正好是一个人的腿长。也就是说如果在高压电子围栏的合金线上覆盖一层绝缘物，就可以轻松地翻越有电子围栏的围墙。对于斜装的电子围栏，阻挡效果会好一些，但仍不能避免翻越的可能性。

上海市《本市安防工程用高压电子脉冲式探测器基本技术要求》5.2.3规定：附属物（围墙）的高度应在2.0m-2.8m之间。加上斜装的电子围栏0.8米，最高处为3.5米。用3.5米的人字扶梯架在电子围栏一侧（一般都在外侧），再以绝缘物覆盖电子围栏，翻越这个电子围栏不是一个难事，尤其在多人作案的情况下。

高压电子围栏的优化方案

鉴于上述第1的项致命缺点，可以采用如下方法予以解决：

1、高压主控器设计为对回路电阻的阻值有侦测能力，就像我们的报警控制器可以探测红外探测器上的线尾电阻一样。当回路电阻在一个设定区间的电阻值时，系统正常工作。当回路电阻小于或大于设定区间值时，系统发出报警信号。这样，可有效避免犯罪分子通过短路的方法使系统瘫痪。

2、主控器高压发生电路设计为对回路电阻的阻值有侦测能力，同时设计制造高电阻的合金电子围栏金属丝。优化方案1不能解决第2种破坏方式。因为线路电阻很小，在系统中是忽略不计的，所以先用一根绝缘线旁路电子围栏合金线、再剪除合金线不会使回路电阻变化。因此，系统必须具备这样一个功能：就是当犯罪分子在金属丝上旁路任何导体时，系统回路应该发生阻值变化而报警。在方法1中，我们可以制造一种更好的合金线，使其电阻足够大，系统回路不用串联外接电阻，主机直接检测线路电阻（线路电阻达不到额定值时可以在线尾串接适当的电阻），就可以完全避免第一种和第二种破坏方式。但是，这套系统对主机要求和对合金线阻值参数要求很高，而且由于气温对金属电阻值影响，系统必须考虑各种误报的解决方案。

3、电子围栏的高度增高到1米以上。无论是直立安装或斜装，跨越的可能性大幅度减小。

结束语

电子围栏在启用之初，其重要功能之一是震慑作用。然而，道高一尺，魔高一丈。随着时间的推移，这种震慑作用有逐渐褪去的可能。因此，需要不断地改进和优化电子围栏系统与设备，才能永褒电子围栏的市场生命力。

作者单位：上海格瑞特机电系统工程有限公司