電子圍欄系統在趙山渡渠系閘站中的應用

白美娥　徐順放

(浙江珊溪經濟發展有限責任公司， 浙江 溫州　325000)

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電子圍欄系統在趙山渡渠系閘站中的應用

白美娥徐順放

(浙江珊溪經濟發展有限責任公司， 浙江 溫州325000)

本文以脈沖式電子圍欄系統在趙山渡引水工程各閘站的應用為例，詳細介紹了脈沖式電子圍欄系統的組成、控制和工作原理，分析了電子圍欄系統的優點，以及對系統的應用領域進行了研究和探索。項目的實際運行數據表明，安裝脈沖式電子圍欄系統可解決水利電力項目場地復雜、人員短缺、安防等級高等諸多問題， 對類似工程有一定的借鑒意義。

電子圍欄系統； 渠系閘站； 技術應用

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

1　工程概況

趙山渡引水工程位于瑞安市龍湖鎮晴岙村，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、發電于一體的綜合利用大(2)型水利工程項目。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,設計流量36m3/s，年供水量7.30億m3,擔負著向溫州市區、瑞安、平陽、蒼南、洞頭等地生活用水、工業用水、農業灌溉、生態用水等任務，直接受益人口約500多萬。趙山渡引水工程輸水渠系總長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，總干渠設有進水口閘站、林宅閘站、馬路坑閘站、梅底閘站、井頭閘站、桐溪閘站；南干渠設有泛浦閘站、曹村閘站、西岙閘站；北干渠設灣前閘站、峴下閘站、蓋竹閘站、山根閘站；溫州分渠設有陳岙閘站。渠系沿途共有13座節制閘和1個分水閘，8座退水閘，18條隧洞，10座渡槽，9處倒虹吸，6條暗渠；分別由節制閘門、分水閘門、退水閘門來調節控制水量。整個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，其他閘站都已實現計算機遠程集中控制，沿途閘站實現無人值班或少人值守。

2　各閘站安防現狀與存在問題

趙山渡引水渠系共13個閘站和1處分水閘，沿途分布在溫州、瑞安、平陽等各地，閘站面廣、點多、區域分散，獨立于偏僻的山野中，四周空曠，人煙稀少，周邊環境復雜，極易受不法分子入侵，嚴重威脅閘站設備及水源安全。各閘站圍墻形狀極不規則、周邊樹木雜草叢生，并存在垂直落差等問題，不適合安裝傳統的紅外對射周界報警系統。同時傳統的紅外線對射報警監測系統有較大的局限性，只具有報警功能，而沒有阻擋功能，入侵者容易跨越、攀爬，誤報率較高，并且容易受氣候影響，如：暴風雨、濃霧天氣，紅外線系統探測距離縮短會造成報警功能失效。飛鳥、貓狗、樹枝等對紅外線造成干擾，也會產生報警，防盜發射器遭到人為干擾或反報警行動時同樣會失去防范能力。有些無線智能報警器采用人體熱釋電紅外線或微波傳感器，在高熱強光和熱氣流靠近及環境相對溫度與人體溫度接近時可能發生誤報、漏報；運動人體如果被玻璃或者板材遮擋時感應不到，很容易被入侵。其設計理念落后，很難與人防工作有效結合起來。紅外線誤報率高，且維修費用極高，對人們的生命和財產安全存在一定的隱患，再加上水電行業作為民生的重要保證行業，要時刻保證系統的正常運行，水電站和引水閘站作為一個重要的場所，嚴禁閑雜人員進入，所以不適合安裝紅外線對射報警系統。

根據趙山渡引水工程情況，各閘站分布在比較偏僻的地方，遠離人群，入侵者很容易藏匿，偷盜者很容易攀爬入侵，非常容易引發安全生產事故，給整個社會生產和群眾生活帶來惡劣影響。

3　電子圍欄系統的工作原理

電子圍欄系統由脈沖式電子圍欄主機、電子圍欄、報警主機三個部分組成。脈沖電子圍欄主機產生高壓脈沖信號，發送到電子圍欄的高電壓回路上，大約1.5s發射1次，高電壓電網的高電壓脈沖信號再回饋到控制器，控制器檢測發送和接收的高電壓脈沖信號，再根據檢測到的情況在控制器上顯示和報警開關信號輸出。

脈沖電子圍欄前端由金屬導體、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，報警主機是實現報警管理、系統聯動等功能的裝置。脈沖式電子圍欄系統和傳統的高壓電網不一樣，它可以識別有意入侵者和無意入侵者，并能智能識別出入侵位置給予有效阻攔，脈沖電壓作用時間極短，對身體沒有損害。

電子圍欄沿著原有圍墻安裝，一般安裝在室外，在前端探測圍欄處于觸網、短路、斷路狀態時能產生報警信號。脈沖主機通過信號傳輸設備將報警信號傳至后端控制中心(見圖1)。

圖1　電子圍欄系統設計效果

前端設備主要是電子圍欄(見圖2)，電子圍欄系統是一種“有形”的報警系統，每根線都帶電，給人一種威懾感覺，使入侵者增加心理壓力，把報警和警戒系統有機地結合起來，可做到事前威懾，事發時阻擋并報警，還能延緩外界的入侵時間,具有較強的安全可靠性。

圖2　前端圍欄

安裝電子圍欄系統后，相當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線，每個脈沖峰值有700～5000V，入侵者難以攀越。電子圍欄系統如遇斷路、短路、觸網都會發出報警信號。還可以與外界報警系統聯網使用，更加提高防范等級。

脈沖電子系統有高、低壓兩種運行模式，可以根據不同的需求自由切換模式，高壓模式可以產生峰值為5000～10000V的高壓脈沖，低壓脈沖模式可以產生峰值為700～1500V左右的脈沖電壓。白天或有人員在圍欄附近作業時切換到低壓模式，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，可以恢復到脈沖峰值為5000～10000V的高壓脈沖模式。

4　電子圍欄系統的優點

智能型脈沖式電子圍欄是專門應對各種復雜環境、無人值守站等開發設計的一種更先進、穩定的新型周界報警系統。主要優點有：

a.有形圍欄給入侵者帶來很多阻礙報警，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，實際電壓值和電子圍欄上的工作狀態在主機面板上顯示。

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，也可根據天氣情況智能切換。

d.主機內部可直接配備蓄電池，方便管理，當外接220V市電停電后，電池續航能達到8h。

e.可遠程設置并調控主機的工作狀態。

f.誤報率低，可靠性高，基本不受氣候、植物、小動物等因素的影響，克服了傳統的技術缺陷。

g.系統結構簡潔，安裝簡單方便，適應任何引水閘站的復雜地形及環境。

h.維護費用低，基本不需要再投入維護，使用壽命長。

i.防范嚴密無漏洞、無死角、無盲區，消除安全盲點，還能與安防、IT系統聯網，與監控聯動、報警時，攝像機轉向相應位置錄像，也能融入IT系統。

5　電子圍欄系統的應用

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

a.形狀不太規則，周界非常長，可在渠系各閘站圍墻的頂端架設脈沖電子圍欄探測器，很好地防范不法分子入侵。

b.防范區域要合理劃分，與前端相對應，當不法分子入侵時，能做到報警時準確定位，并通過控制中心輸出報警信息。

c.脈沖式電子圍欄系統在線路信號傳輸上將不同部位的探測器分為多組，采用總線傳送至管理中心報警主機。電源由管理中心統一供給220V電源，供電再由現場變為探測器工作電壓提供，既解決了設備供電問題，又能保證整體的電源同步，充分保證系統穩定性。

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

e.前端探測器均通過總線式報警輸入模塊接入周界報警系統總線，在控制中心通過總線制報警接收設備、系統管理計算機及管理軟件對報警信號進行接收和處理，并外接聲光報警器，在報警 時實現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，圍墻的高度應在1.8m以上。電子圍欄的高度為0.8m左右。導線數按高度分為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，導線應采用高強度、低電阻、抗腐蝕的專用合金導線。中間過線桿間距大約3～6m左右。

6　結　語

趙山渡引水渠系各個閘站安裝上脈沖式電子圍欄系統，投入使用3年多來，系統運行可靠，功能全，性能優，得到了實踐的檢驗，總體運行情況良好，沒有發生過安全問題，有效解決了人員短缺問題。安全有保障，在水利水電行業有推廣應用意義，對其他類似行業也有一定的借鑒意義。

[1]浙江省水利水電勘測設計院.趙山渡引水工程初步設計報告[R].1996.

[2]王定一.水電廠計算機監視與控制[M].北京：中國電力出版社，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