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油库是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带,是国家石油储备和供应的基地,它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意义。随着科学技术的不断发展和自动化水平的逐步提高,周界安全防范报警系统越来越多的被应用于生产生活的各个领域。油库作为一个重点防范单位,为了合理的经营管理、保障生产安全运行、有效地防范非法入侵、提高事故紧急处理能力从而最终确保油库的安全,有必要建立一套科学、先进、可靠、性能稳定的周界安防防范报警系统(张力电子围栏系统)。
常用的周界安全防范报警系统可分为物理性防范和技术性防范。物理性防范就是用不同物质构成具有一定高度的防范区域,从而控制或禁止外人非法进入。古老的方式有石砖墙木制栏杆、铁丝网等,技术防范是指用先进的高科电子技术生产出各种具备探测功能的产品,对入侵者进行探测,当有人非法入侵时,张力电子围栏系统会在瞬间发出报警信号,通过报警联动设备告知防范人员,从而达到有效的防范效果。
油库安装张力电子围栏的优势:
电子围栏具有威慑功能:高压电网和警示标志给入侵者以极大的心里威慑作用,阻止其实施犯罪行为;
电子围栏的主动防护性强:张力探测器能有效感知入侵行为并警报;
电子围栏能防范严密无死角:前端围栏的安装不受周界长短、大小、地形的影响,轻松安装,没有死角。同时,也可以落地安装,全面防护,消除盲点;
电子围栏的误报率低能全天候工作:智能的报警延迟功能可以大大的降低误报。小动物、树枝以及恶劣天气下,依然可以正常工作,误报率低,大大减少无谓的巡逻人员出警次数;
电子围栏能与安防、IT系统联网:通过RS485线可以轻松的实现与其他安防产品的联动,也可以快捷的联网,大大提高安防系统的安全性和智能性;
电子围栏可以远程操作:可以通过键盘、软件以及局域网来控制主机,方便快捷。
综上所述,学校环境中设计采用张力电子围栏系统作为周界防范设备,结合现场的实际情况,我公司设计了此技术方案。
《张力式电子围栏通用技术要求》GA/T 1032-2013
《安全防范工程技术规范》GB 50348-2004
《防盗报警控制器通用技术条件》GB 12663-2001
《入侵探测器 第1部分:通用要求》GB 10408.1-2000
《安全防范系统验收规则》GA 308-2001
《安全防范工程程序与要求》GA/T 75-94
《入侵报警系统技术要求》GA/T 368-2001
《报警系统电源装置、测试方法和性能规范》GB/T 15408-1994
《安全防盗报警设备安全要求和试验方法》GB/T 16796-1997
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB6510-92
《工业企业通讯接地设计规范》GBJ79-85
《智能建筑弱电工程设计施工图集》GJBT-471
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
《弱电工程通用技术标书》DG/TJ08-603-2002
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《安全防范系统验收规则》GA 308-2001
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000
《建筑电气安装工程质量检验评定标准》GYT253-88
《安全标志及其使用导则》GB 2894-2008
《电业安全工作规程》DL408-91
《防盗报警控制器通用技术条件》GB 12663-2001
张力式电子围栏周界报警系统(以下简称张力式电子围栏)是防止非法逾越的障碍物和感应、传输(报警)拉压、剪断障碍物信息的机电装置集合体,是安全、可靠和经济而且数字智能化的周界防入侵报警系统。
张力式电子围栏由报警主机和围栏前端两部分组成。主机探测入侵者,并能发出报警信号;电子围栏附件包括:张力探测器、承力杆、合金线、绝缘子、警示牌、固定件等。由于其采用全新的探测方式和特殊的信号处理方法,确保环境的变化不会引起张力报警阈值(张力报警门限值)的变化,彻底改变了以往周界报警探测器环境适应性差、易误报的缺点。张力式电子围栏可以在风霜、雨雪、浓雾、沙尘、高温、低温等恶劣的环境下始终忠于职守,全天候稳定可靠地工作。
张力式电子围栏既可适用于普通住宅小区、别墅住宅区的周界安全防范,也可适用于小区、别墅、学校、企业、工厂、电站、油库、军事基地、政府机关等场所。凡需要具有周界安全防范和周界防入侵报警的所有场所均可使用张力式电子围栏。尤其适用于既有周界安全防范需求,又希望周界安全防范设施与周围环境、景观、绿化和谐协调的场合。
张力电子围栏系统(以下简称围栏系统)主要由前端围栏、围栏主机、通讯系统(或布线系统)、控制等四个子系统组成,其系统框图如下:
围栏前端由支撑杆及其配件支撑合金线而组成,合金线为张力探测和脉冲高压的载体,它们形成了张力电子围栏系统的主体,在需防范区域的周围形成一道可见的物理防护层;
围栏主机是构成整个张力电子围栏系统的核心,其作用包括张力探测器的连接、高压脉冲的发生、对前端张力、电压、状态的监测、执行布/撤防、高低压切换等控制命令、以及反馈报警防区、警情类型等信号到控制端等。
通讯系统分为直接通讯系统或局域网远程通信系统,直接通讯系统中最主要是布线系统,采用传统布线模式,通过RS-485总线进行围栏系统间设备通信;局域网远程通信系统则依赖于安装现场的远程局域网连接,通过信号转换设备,远程传递RS-485总线信号,达到远程通信的目的;
控制系统可分为键盘控制和计算机软件控制(计算机软件控制又可分为直控方案和局域网远程管理方案)。
结合安防设施的技术特点,并从智能化系统整体管理考虑,设计在周界建成的围墙上设置张力电子围栏前端线网进行防护,中心设置报警接收主机等设备,构成周界防越报警系统。
张力电子围栏系统是一种“有形”的报警系统,实实在在地给人一种高压威慑感觉,使入侵者增加一种心理压力,从而把报警系统和警戒系统有机地结合起来,达到以防为主,防报结合的目的。在国外已被广泛使用在周界安防领域,可做到事前威慑,事发时阻挡并报警,还能延缓外界的入侵时间,具有较强的安全可靠性。
安装系统后,相当于在墙顶上形成一道“有形”的电子屏障,增加了围墙高度,使外人无法入侵,也使围墙内的人无法从墙面攀越逃离。
一旦有入侵者,合金线收到压力就会触发张力探测器发出拉紧信号给主机。并发出报警,合金线遭到破坏也会产生断线、断电等报警。
此外,高压模式,电子脉冲每分钟60次扫描前端围栏的每一根导线,每个脉冲峰值有4k~7k伏,使入侵者难以攀越。如遇断路、短路等故障,或有人为破坏时,系统都会发出对应防区和警情类型的报警信号。并可与任何报警系统联动使用,形成可靠有效的物联网机制。
本设计方案选用深圳市兰星科技有限公司研发生产的Lanstar智能型张力电子围栏系统。深圳市兰星科技有限公司是从事“周界安全防范系统”的研发、生产及销售的专业公司。拥有世界一流的电子围栏技术与产品,是国内领先的电子围栏供应商。
Lanstar致力于为客户提供先进的电子围栏产品、解决安装电子围栏方案与专业的电子围栏售后服务,如今已成功为全国30多个省、市和地区的数万家企业和政府提供了电子围栏周界安防服务。此外,兰星电子围栏远销国际50多个国家和地区。在国际和国内市场上获得了广泛的信任和好评。兰星电子围栏产品顺利通过ISO9001国际质量体系认证、中国公安部CMA认证以及欧洲CE认证。
深圳兰星自主研发的LX-2018CFT张力电子围栏不但符合《GA/T 1032-2013 张力式电子围栏通用技术要求》的要求,电子围栏自身独特的防水外观设计、专业的下出线方式、先进的差电压输出技术和独特的LCD液晶显示功能也使得产品备受客户欢迎。在设计方案中,选用Lanstar LX-2018CFT张力电子围栏主机及其周界配件来完成变电站周界防范安保工作。
1.直型201异形终端杆0.8米 材质:201不锈钢; 特点:加硬铝材,表面氧化喷砂处理,防腐、轻质、 美观、强度高 | |
2.直型201异形中间杆0.8米 材质:201不锈钢; 用途:承受前端合金线重量、保持合金线间隔; 特点:加硬铝材,表面氧化喷砂处理,防腐、轻质、美观、强度高,附防雨帽 | |
3.终端杆绝缘套件 |
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4.中间杆绝缘子 强筋设计防爆裂,绝缘等级≥15KV; |
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5.高压避雷器 | |
6.张力弹簧 用途:承受轴向拉力的螺旋弹簧; |
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7.智能张力探测器 |
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8.不锈钢绳 | |
9.警示牌 |
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10.铸铝万向底座 | |
11.主机防护箱 |
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1、主要参数
供电电源:AC85V-260V 50Hz
温度:-25℃~+55℃
湿度:≤95%
输出参数:正、负高压输出峰值:4KV~7KV
输出峰值电流:≤10A
脉冲持续时间:≤0.1S
脉冲间隔时间:1S
单个脉冲输出最大电量:2.5mC
单个脉冲输出最大能量:1J
整个系统功耗: ≤8W
2、产品特性
主机具有开机自检故障功能(自检内容有高压不正常、防拆、张力探测器通信失败);
具有张力报警功能外,同时能输出正、负4KV~7KV的高压脉冲;
每个防区最多可连接16个张力探测器;
松驰、断线、拉紧、断电、通讯失败报警、防拆、报警功能;
主机工作于张力模式或者高压模式可以通过软、硬件进行切换;
采用485总线控制模式,PC软件通过张力键盘网口连接局域网络通信;
或者通过张力键盘串口通信远程集中控制管理模式;
开关量、警号输出功能;
具有高压、张力、时间、防区、报警延迟、张力灵敏度、张力探测器连接数量等设置功能;
LCD显示布防模式,报警状态及其它信息显示;
报警记录、布撤防记录查询功能,能记录24条报警记录;
备用电池供电系统:备用电池续航时间>8H。
3、围栏主机面板介绍
市电、电池切换显示:“插头”出现“×”代表市电断开
工作模式:“张力”为张力模式,“高压”为张力高压模式;
张力静态值:正常工作时张力线的拉力;
张力探测器实际值:张力线上的实时拉力;
张力探测器工作状态显示:
DA-撤防; TS-拉紧; LS-松驰; NM-正常; BR-断线; FL-通信失败;
1、键盘功能
右图为LX-2018CFT张力电子围栏系统的专用控制键盘,型号为LX-M18C-Z,其主要功能如下:
1、张力探测模块
张力探测模块参数:
产品型号:LX-030C1
防区长度:≤40M
使用环境:-25°C~55°C
主供电源:DC12V
报警阈值:1~40N(可调)
张力分辨率:1N
常态拉力:100N~250N
最大承受拉力:1000N
报警延时:300ms-2400ms(可调)
功率:0.08W
尺寸:179.3mm*66.8mm*50.1mm
外壳防护等级:IP66
2、总线联动器
右图为总线联动板,其在围栏系统的实际应用中通常放置在报警主机、视频矩阵(或带联动输入的硬盘录像机)、以及电子地图等设备附近,通过RS-485总线与所有围栏主机实时保持通讯,并将对应防区围栏主机的报警信号转换为开关量信号,并通过此开关量信号联动报警主机、视频矩阵或带联动输入的硬盘录像机)、以及电子地图等设备作出同步报警动作。
产品特性:
a)1~8路常开/常闭开关输出;
b)将RS485总线上的报警信号转换为开关信号;
c)有LED电源指示、485信号指示。
产品技术参数:
a)C协议;
b)供电电源:DC12V;
c)使用环境:温度:-40~+50℃ 湿度:≤95%。
LX-2018CFT张力电子围栏系统在实际应用中,按应用方案的用途分类,可划分为控制方案和联动方案。
两大方案在围栏系统的实际应用中结合运用,使围栏系统具备更完善的安全防范能力。
为满足于不同现场环境下对系统运行管理的需求,需针对性的利用系统设备组成多种控制模式,结合现场的应用,即成为围栏系统控制方案
控制方案可分为键盘控制方案以及计算机软件控制方案,而计算机软件控制方案又分为计算机直控方案或计算机网络远程控制方案,详细树形图如下:
电子围栏控制子系统
无控制端智能运行方案 (适用于无需在控制室集中管理或控制围栏系统的项目中,依靠围栏主机独立运行及探测到异常仅在前端进行报警等);
键盘控制方案 (适用≤64个防区围栏系统集中管理和控制,属于比较常用的控制方案);
计算机软件控制方案
计算机软件直接控制方案 (适用于≤32个防区围栏系统集中管理和控制,相对于键盘控制方案,计算机软件直控方案控制更直观,软件可内嵌标注有防区平面布置的电子地图,使出警更快捷);
计算机网络远程控制方案 (适用于>32个防区,或布防区域多又较分散,控制端和被控端距离较远,且需要多级控制的项目中,但现场各布防区域以及控制端必须有已建成且稳定可靠的远程局域网网络环境,保证此前提下,防区点数量和通讯距离无限制);
1、无控制端智能运行方案
该方案适用于无需在控制室集中管理或控制围栏系统的项目中,依靠围栏主机独立运行及探测到异常仅在前端进行报警即可,方案系统图如下:
上图中,围栏主机智能监测围栏前端的状态,当出现异常,如拉紧或断线时,则通过围栏主机的警号接口输出DC12V电压信号,促使警号或声光报警器发出报警。
需对防区进行布、撤防设置时,需要通过围栏主机底部右侧或左侧的电源开关来实现,且仅在安装了警号或声光报警器等设备的附近才能得到异常警示,无法通知到远处的控制室值班人员,所以该方案仅适用于无需人为管理,仅做高压防范的项目中。
2、键盘控制方案
该方案适用≤64个防区围栏系统集中管理和控制,属于比较常用的控制方案,方案系统图如下:
上图中,安装于××单位总控室的控制键盘与各防区围栏主机通过RS-485总线进行通讯,实时搜集各防区围栏主机反馈的运行状态信息,当某防区发生异常,控制键盘即得到通知并以蜂鸣音及中文显示告知值班人员运行异常的防区号及报警类型。
控制键盘可以对系统内所有防区主机进行集中控制,可对各防区分别进行布撤防、高低压转换等,另外还具有密码登录、防区修改、报警复位等功能(操作流程详见键盘操作说明)。
3、计算机软件直接控制方案
该方案适用于≤32个防区围栏系统集中管理和控制,相对于键盘控制方案,计算机软件直控方案控制更直观,软件可内嵌标注有防区平面布置的电子地图,使出警更快捷,方案系统图如下:
上图中,安装于××单位总控室的计算机通过网线连接键盘,然后经RS-485总线与各防区围栏主机进行通讯,实时搜集各防区围栏主机反馈的运行状态信息,当某防区发生异常,计算机软件界面除了显示防区号及报警类型以外,还内置防区平面布置电子地图,将出现异常的防区高亮显示出来,直观的显示报警地点,便于值班人员准确处理警情。计算机软件直控,可对各防区分别进行布撤防、高低压转换等,另外还具有密码登录、防区修改、报警复位、自定义报警音等功能(操作流程详见软件操作说明)。
为使多个不同安防系统间能够联合运行,构成一套完全满足于项目所需要的安全防范体系,LX-2018CFT张力电子围栏系统亦针对性的利用系统设备组成多种联动方案。
LX-2018CFT围栏系统主要依靠开关量(常开/常闭)、DC12V电源等信号输出实现联动,具有联动输出接口的设备请见下图:
1、报警主机联动方案
围栏系统与其他安防系统联动在实际应用中以开关量(常开/常闭)信号为主,下图以报警主机的联动为例
从上图a可以看出,各防区围栏主机的开关量信号直接接到分线制报警主机内,从而在报警时触发报警主机报警,而每台围栏主机的开关量信号必须分别通过线缆连接到报警主机对应端口,这造成布线施工工作量增大;。
上图b可以看出,通过总线联动板与LX-2018CFT张力电子围栏系统的RS-485总线连接,仅仅需要一个线对的电缆,即可将对应防区的开关量信号传送给报警主机,减少了布线施工工作量。
上图c适用于总线制报警主机,总线制报警主机是相对于分线制报警主机的一种改进型产品, 区别在于分线式报警主机需要多个线对的开关量报警信号输入来完成联动,而总线制报警主机则只需要一个线对的RS-485总线信号输入即可。
实际应用中,每台围栏主机开关量信号需连接地址模块(或叫报警模块、防区扩展模块等),该地址模块在系统中将具有唯一的地址码,并可将报警时的开关量信号转换成RS-485总线信号反馈给总线制报警主机,从而使报警主机识别对应防区的报警信息。
2、视频监控系统联动方案
视频监控设备是安全防范系统的基础,在所有安全防范产品的应用中,视频监控产品约占58%,所以视频监控系统的联动是相对重要的,以下是LX-2018CFT张力电子围栏系统与视频监控系统联动的方案系统图:
上图中,利用总线联动板对各个防区开关量报警信号的集中管理、对应输出的特性来联动视频系统中的硬盘录像机以及电子地图等。
3、其他系统联动方案
在安全防范行业中存在着极其广泛的其他系统,此处无法一一列举,但LX-2018CFT张力电子围栏系统可以通过开关量(常开/常闭)信号以及DC12V电压信号等报警联动信号,加以多种协议或方式转换设备的组成,理论上可以实现与任何预留有报警输入端口的设备或系统进行联动报警。
基于万向底座的角度调整特性,前端支撑杆以22.5°为一个角度调整基数,所以以地平面为参照对象时,前端支撑杆的标准安装角度可分为0°、22.5°、45°、67.5°、90°或以墙面为参照对象时可分为内倾式、外倾式、垂直式或水平式安装。
为增强终端杆对合金线张力的耐受性,需使用两个万向底座对终端杆加以固定,保持各底座固定角度与要求相符,采用M6*45mm螺丝套件固定。张力探测和张力弹簧的安装方式见下图。
按照要求或合同规定确定各支撑杆间距,根据安装角度确定底座安装位置,并在保持均匀间距的前提下做好打孔标记。
标准配置下,各支撑杆间距为终端杆40米/根,中间杆3-5米/根。当墙面内遇到拐角处,可用滑轮过线。
在砖结构或混凝土结构等围墙建筑上施工固定时,需采用Φ10mm×100mm国标膨胀螺栓对安装有万向底座的支撑杆加以固定(墙体水泥标号较高的情况下,可用Φ8mm×80mm),使用Φ10mm×100mm膨胀螺栓时,需使用Φ12mm×150mm冲击钻头,并保证打孔深度在120-150mm左右(预留残渣空间)。
以下是前端支撑杆根据现场环境和应用要求的不同,所采取安装方式示意图:
前端围栏应合理分区,如项目中没有特殊要求,为便于迅速判断防范报警的区域,根据周界平面几何图形基本可遵循如下规则:
为使围栏系统能够安全、正常且有效的运行,通常把围栏系统的防范等级分为Ι、Ⅱ、III三级,详细如下:
Ι —— 一般安全等级,采用4线系统,防区分段不超过40米。
Ⅱ —— 中等安全等级,采用8线系统,防区分段不超过40米。
III—— 高等安全等级,采用12线系统,防区分段不超过40米。
根据LX-2018CFT张力围栏系统设计要求,每个防区应配置2个避雷器,由此围栏系统接地分为:
a)避雷接地;b)前端高压接地;c)主机弱电保护接地;d)RS485通讯线屏蔽接地。
根据接地性质,可将避雷接地与前端高压接地并用一个接地体,而主机弱电保护接地与RS485通讯线屏蔽接地则需另外并用一个接地体,两个接地体间相隔距离必须≥10米。
接地体尺寸标准:≥50×50×5×1500mm(有Φ10mm以上的接地螺栓或孔)标准镀锌接地角铁(材料规格符合《GA/T 1032-2013 张力式电子围栏通用技术要求》要求),垂直打入地下,接地体与避雷器支架、围栏主机防雨箱接地端可靠连接,接地电阻<10Ω,不够时可加入降阻剂(作用:降低周围土壤电阻率)。
1、布线结构
张力电子围栏系统通过RS-485总线进行数据通信,由多个节点构成网络,使用一条双绞线电缆将各个节点串接起来。
单个LX-2018CFT张力电子围栏系统可通过RS-485总线信号控制≤64个防区,网络拓扑结构采用总线型结构(即手拉手),不支持环形或星形网络。在构建控制网络时,应注意如下几点:
a)采用一条双绞线电缆作总线,将各个节点串接起来,从总线到每个主机的引出线长度应尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
下图所示为实际应用中常见的一些错误连接方式(a、b、c)和正确的连接方式(d、e、f)。a、b、c这三种连接方式尽管不正确,在短距离、低速率下仍可能正常工作,但是随着通信距离的延长或通信速率的提高,其不良影响会越来越严重,主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加,造成了信号质量下降;
b)应注意总线特性阻抗的连续性,在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性:总线的不同区段采用了不同电缆,或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装,再者是过长的分支线引出到总线。
总之,应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。
2、布线施工
从控制键盘(或控制用计算机)所在的控制室沿围墙一周铺设RVSP2×1.0mm²(屏蔽双绞线,RS485信号线)以及RVV3×1.0 mm²(平行护套线,电源线)各一条,采用套管线施工,导管敷设可分为明配线管及埋地敷设。
根据GB 50606—2010《智能建筑工程施工规范》中规定:
明配线管:
a)明配线管应横平竖直、排列整齐
b)应设管卡固定,在终端、弯头中点处的150mm~500mm范围内应设管卡;在距离盒、箱、柜等边缘的150mm~500mm范围内应设管卡;
c)线管转弯的弯曲半径不应小于所穿入线缆的最小允许弯曲半径,且不应小于该管外径的6倍;当暗管外径大于50mm时,不应小于10倍;
埋地敷设:
a)室外埋地敷设的线管,埋深不宜小于0.7m,壁厚应大于等于2mm;埋设于硬质路面下时,应加钢套管;
b)进出建筑物线管应做防水坡度,坡度不宜大于15‰;
线缆敷设:
a)线缆两端应有防水、耐摩擦的永久性标签,标签书写应清晰、准确;
b)管内线缆间不应拧绞,不得有接头;
每隔10米安装“电子围栏 禁止攀登” 警告牌,采用三点固定方式固定于合金线与支撑杆上(上面两孔固定于合金线,底部一孔必须靠近支撑杆加以固定),已威慑入侵者或提醒闲杂人等勿触摸或攀爬。
b)利用围栏主机后背的挂孔固定于主机防护箱背板处;
e)围栏主机底部各接线端子均按需求可靠连接;
h)以围栏前端支撑杆与墙顶平面垂直安装为例,现场围栏主机安装示意图如下: