電子圍欄系統(tǒng)在趙山渡渠系閘站中的應(yīng)用

白美娥　徐順放

(浙江珊溪經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限責(zé)任公司， 浙江 溫州　325000)

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電子圍欄系統(tǒng)在趙山渡渠系閘站中的應(yīng)用

白美娥徐順放

(浙江珊溪經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限責(zé)任公司， 浙江 溫州325000)

本文以脈沖式電子圍欄系統(tǒng)在趙山渡引水工程各閘站的應(yīng)用為例，詳細(xì)介紹了脈沖式電子圍欄系統(tǒng)的組成、控制和工作原理，分析了電子圍欄系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，以及對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了研究和探索。項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，安裝脈沖式電子圍欄系統(tǒng)可解決水利電力項(xiàng)目場(chǎng)地復(fù)雜、人員短缺、安防等級(jí)高等諸多問題， 對(duì)類似工程有一定的借鑒意義。

電子圍欄系統(tǒng)； 渠系閘站； 技術(shù)應(yīng)用

隨著社會(huì)的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，中國(guó)人均用水量逐年增多，水污染與水資源短缺問題更加突出，對(duì)供水系統(tǒng)的安防工作也提出了更高的要求。為了保障城市供水系統(tǒng)的安全，在趙山渡引水工程的各閘站選用了先進(jìn)的脈沖式電子圍欄系統(tǒng)。

1　工程概況

趙山渡引水工程位于瑞安市龍湖鎮(zhèn)晴岙村，是珊溪水利樞紐工程的重要組成部分，總庫容為3414萬m3,以供水、灌溉、防洪、發(fā)電于一體的綜合利用大(2)型水利工程項(xiàng)目。趙山渡引水工程于2001年5月31日渠系試通水成功，2002年4月完工。加大引水流量39m3/s,設(shè)計(jì)流量36m3/s，年供水量7.30億m3,擔(dān)負(fù)著向溫州市區(qū)、瑞安、平陽、蒼南、洞頭等地生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)用水等任務(wù)，直接受益人口約500多萬。趙山渡引水工程輸水渠系總長(zhǎng)62.85km,由總干渠、南干渠、北干渠、溫州分渠和瑞北分渠5部分組成，總干渠設(shè)有進(jìn)水口閘站、林宅閘站、馬路坑閘站、梅底閘站、井頭閘站、桐溪閘站；南干渠設(shè)有泛浦閘站、曹村閘站、西岙閘站；北干渠設(shè)灣前閘站、峴下閘站、蓋竹閘站、山根閘站；溫州分渠設(shè)有陳岙閘站。渠系沿途共有13座節(jié)制閘和1個(gè)分水閘，8座退水閘，18條隧洞，10座渡槽，9處倒虹吸，6條暗渠；分別由節(jié)制閘門、分水閘門、退水閘門來調(diào)節(jié)控制水量。整個(gè)渠系閘站除了林宅閘站、曹村閘站、馬路坑閘站、井頭閘站、峴下閘站外，其他閘站都已實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程集中控制，沿途閘站實(shí)現(xiàn)無人值班或少人值守。

2　各閘站安防現(xiàn)狀與存在問題

趙山渡引水渠系共13個(gè)閘站和1處分水閘，沿途分布在溫州、瑞安、平陽等各地，閘站面廣、點(diǎn)多、區(qū)域分散，獨(dú)立于偏僻的山野中，四周空曠，人煙稀少，周邊環(huán)境復(fù)雜，極易受不法分子入侵，嚴(yán)重威脅閘站設(shè)備及水源安全。各閘站圍墻形狀極不規(guī)則、周邊樹木雜草叢生，并存在垂直落差等問題，不適合安裝傳統(tǒng)的紅外對(duì)射周界報(bào)警系統(tǒng)。同時(shí)傳統(tǒng)的紅外線對(duì)射報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有較大的局限性，只具有報(bào)警功能，而沒有阻擋功能，入侵者容易跨越、攀爬，誤報(bào)率較高，并且容易受氣候影響，如：暴風(fēng)雨、濃霧天氣，紅外線系統(tǒng)探測(cè)距離縮短會(huì)造成報(bào)警功能失效。飛鳥、貓狗、樹枝等對(duì)紅外線造成干擾，也會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，防盜發(fā)射器遭到人為干擾或反報(bào)警行動(dòng)時(shí)同樣會(huì)失去防范能力。有些無線智能報(bào)警器采用人體熱釋電紅外線或微波傳感器，在高熱強(qiáng)光和熱氣流靠近及環(huán)境相對(duì)溫度與人體溫度接近時(shí)可能發(fā)生誤報(bào)、漏報(bào)；運(yùn)動(dòng)人體如果被玻璃或者板材遮擋時(shí)感應(yīng)不到，很容易被入侵。其設(shè)計(jì)理念落后，很難與人防工作有效結(jié)合起來。紅外線誤報(bào)率高，且維修費(fèi)用極高，對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全存在一定的隱患，再加上水電行業(yè)作為民生的重要保證行業(yè)，要時(shí)刻保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，水電站和引水閘站作為一個(gè)重要的場(chǎng)所，嚴(yán)禁閑雜人員進(jìn)入，所以不適合安裝紅外線對(duì)射報(bào)警系統(tǒng)。

根據(jù)趙山渡引水工程情況，各閘站分布在比較偏僻的地方，遠(yuǎn)離人群，入侵者很容易藏匿，偷盜者很容易攀爬入侵，非常容易引發(fā)安全生產(chǎn)事故，給整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)和群眾生活帶來惡劣影響。

3　電子圍欄系統(tǒng)的工作原理

電子圍欄系統(tǒng)由脈沖式電子圍欄主機(jī)、電子圍欄、報(bào)警主機(jī)三個(gè)部分組成。脈沖電子圍欄主機(jī)產(chǎn)生高壓脈沖信號(hào)，發(fā)送到電子圍欄的高電壓回路上，大約1.5s發(fā)射1次，高電壓電網(wǎng)的高電壓脈沖信號(hào)再回饋到控制器，控制器檢測(cè)發(fā)送和接收的高電壓脈沖信號(hào)，再根據(jù)檢測(cè)到的情況在控制器上顯示和報(bào)警開關(guān)信號(hào)輸出。

脈沖電子圍欄前端由金屬導(dǎo)體、承力桿絕緣子、掛線桿、避雷器、U形槽、承重支架等十幾種配件組成，報(bào)警主機(jī)是實(shí)現(xiàn)報(bào)警管理、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等功能的裝置。脈沖式電子圍欄系統(tǒng)和傳統(tǒng)的高壓電網(wǎng)不一樣，它可以識(shí)別有意入侵者和無意入侵者，并能智能識(shí)別出入侵位置給予有效阻攔，脈沖電壓作用時(shí)間極短，對(duì)身體沒有損害。

電子圍欄沿著原有圍墻安裝，一般安裝在室外，在前端探測(cè)圍欄處于觸網(wǎng)、短路、斷路狀態(tài)時(shí)能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。脈沖主機(jī)通過信號(hào)傳輸設(shè)備將報(bào)警信號(hào)傳至后端控制中心(見圖1)。

圖1　電子圍欄系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果

前端設(shè)備主要是電子圍欄(見圖2)，電子圍欄系統(tǒng)是一種“有形”的報(bào)警系統(tǒng)，每根線都帶電，給人一種威懾感覺，使入侵者增加心理壓力，把報(bào)警和警戒系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，可做到事前威懾，事發(fā)時(shí)阻擋并報(bào)警，還能延緩?fù)饨绲娜肭謺r(shí)間,具有較強(qiáng)的安全可靠性。

圖2　前端圍欄

安裝電子圍欄系統(tǒng)后，相當(dāng)于在各閘站圍墻頂上形成一道“有形”的屏障，使外人無法從墻面攀越入侵或逃離。電子脈沖每分鐘60次掃描電子墻的每一根導(dǎo)線，每個(gè)脈沖峰值有700～5000V，入侵者難以攀越。電子圍欄系統(tǒng)如遇斷路、短路、觸網(wǎng)都會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。還可以與外界報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用，更加提高防范等級(jí)。

脈沖電子系統(tǒng)有高、低壓兩種運(yùn)行模式，可以根據(jù)不同的需求自由切換模式，高壓模式可以產(chǎn)生峰值為5000～10000V的高壓脈沖，低壓脈沖模式可以產(chǎn)生峰值為700～1500V左右的脈沖電壓。白天或有人員在圍欄附近作業(yè)時(shí)切換到低壓模式，這使前端圍欄的脈沖打擊力度更小，如果夜間或安全警惕較高時(shí)，可以恢復(fù)到脈沖峰值為5000～10000V的高壓脈沖模式。

4　電子圍欄系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

智能型脈沖式電子圍欄是專門應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜環(huán)境、無人值守站等開發(fā)設(shè)計(jì)的一種更先進(jìn)、穩(wěn)定的新型周界報(bào)警系統(tǒng)。主要優(yōu)點(diǎn)有：

a.有形圍欄給入侵者帶來很多阻礙報(bào)警，圍欄上的每根線都帶有電擊，給入侵者以有力震懾，不敢靠近，望而卻步，無從下手。

b. LED顯示功能，實(shí)際電壓值和電子圍欄上的工作狀態(tài)在主機(jī)面板上顯示。

c.具有高、低壓自由切換功能，白天可以啟用低壓模式，晚上啟用高壓模式，也可根據(jù)天氣情況智能切換。

d.主機(jī)內(nèi)部可直接配備蓄電池，方便管理，當(dāng)外接220V市電停電后，電池續(xù)航能達(dá)到8h。

e.可遠(yuǎn)程設(shè)置并調(diào)控主機(jī)的工作狀態(tài)。

f.誤報(bào)率低，可靠性高，基本不受氣候、植物、小動(dòng)物等因素的影響，克服了傳統(tǒng)的技術(shù)缺陷。

g.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，安裝簡(jiǎn)單方便，適應(yīng)任何引水閘站的復(fù)雜地形及環(huán)境。

h.維護(hù)費(fèi)用低，基本不需要再投入維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)。

i.防范嚴(yán)密無漏洞、無死角、無盲區(qū)，消除安全盲點(diǎn)，還能與安防、IT系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，與監(jiān)控聯(lián)動(dòng)、報(bào)警時(shí)，攝像機(jī)轉(zhuǎn)向相應(yīng)位置錄像，也能融入IT系統(tǒng)。

5　電子圍欄系統(tǒng)的應(yīng)用

脈沖電子圍欄是目前世界上流行的周界防盜報(bào)警設(shè)備，圍欄帶有非致命的高壓脈沖電，具有報(bào)警、威懾、阻擋三大功能，降低了作案欲望，制造入侵阻礙，克服了交流電網(wǎng)致命和影響美觀的缺點(diǎn)。

a.形狀不太規(guī)則，周界非常長(zhǎng)，可在渠系各閘站圍墻的頂端架設(shè)脈沖電子圍欄探測(cè)器，很好地防范不法分子入侵。

b.防范區(qū)域要合理劃分，與前端相對(duì)應(yīng)，當(dāng)不法分子入侵時(shí)，能做到報(bào)警時(shí)準(zhǔn)確定位，并通過控制中心輸出報(bào)警信息。

c.脈沖式電子圍欄系統(tǒng)在線路信號(hào)傳輸上將不同部位的探測(cè)器分為多組，采用總線傳送至管理中心報(bào)警主機(jī)。電源由管理中心統(tǒng)一供給220V電源，供電再由現(xiàn)場(chǎng)變?yōu)樘綔y(cè)器工作電壓提供，既解決了設(shè)備供電問題，又能保證整體的電源同步，充分保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。

d.采用總線傳輸方式，減少了系統(tǒng)的管線敷設(shè)，避免中心和前端管線繁多、雜亂，減輕后期的管理維護(hù)。

e.前端探測(cè)器均通過總線式報(bào)警輸入模塊接入周界報(bào)警系統(tǒng)總線，在控制中心通過總線制報(bào)警接收設(shè)備、系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)及管理軟件對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行接收和處理，并外接聲光報(bào)警器，在報(bào)警 時(shí)實(shí)現(xiàn)聲光提示和電腦顯示。

f.前端圍欄直接安裝在閘站圍墻頂部上方，圍墻的高度應(yīng)在1.8m以上。電子圍欄的高度為0.8m左右。導(dǎo)線數(shù)按高度分為4線、6線、8線， 線距大約140～190mm，線張力在20～60kg之間， 線徑約φ1.8～2.5mm，導(dǎo)線應(yīng)采用高強(qiáng)度、低電阻、抗腐蝕的專用合金導(dǎo)線。中間過線桿間距大約3～6m左右。

6　結(jié)　語

趙山渡引水渠系各個(gè)閘站安裝上脈沖式電子圍欄系統(tǒng)，投入使用3年多來，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，功能全，性能優(yōu)，得到了實(shí)踐的檢驗(yàn)，總體運(yùn)行情況良好，沒有發(fā)生過安全問題，有效解決了人員短缺問題。安全有保障，在水利水電行業(yè)有推廣應(yīng)用意義，對(duì)其他類似行業(yè)也有一定的借鑒意義。

[1]浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院.趙山渡引水工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].1996.

[2]王定一.水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)視與控制[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

Application of electronic fence system in Zhaoshan canal system gate station

BAI Mei’e, XU Shunfang

(ZhejiangShanxiEconomicDevelopmentCo.,Ltd.,Wenzhou325000,China)

In the paper, the application of pulse type electronic fence system in all gate stations of Zhaoshandu water diversion project is adopted as an example. Composition, control and work principles of pulse type electronic fence system are introduced in detail. Advantages of electronic fence system are analyzed. System application field is studied and explored. Actual operation data of the project show that the installation of pulse type electronic fence system can solve many problems of water resources power projects, such as complex site, staff shortage, security grade, etc., and it has certain

ignificance for similar projects.

electronic fence system; canal system gate station; technology application

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.10.019

TV698

B

1005-4774(2016)10- 0064- 03