Электрический забор — это барьер, в котором используется электрошок , чтобы удержать людей и/или других животных [примечание 1] от пересечения границы. Напряжение шока может иметь последствия от дискомфорта до смерти . Большинство электрических заборов используются для сельскохозяйственных ограждений и других форм контроля над животными, не относящимися к человеку, хотя они также используются для защиты зон с высоким уровнем безопасности, таких как военные объекты или тюрьмы, где может использоваться потенциально смертельное напряжение. Также были разработаны виртуальные электрические заборы для скота с использованием технологии GPS.
Электрические заборы предназначены для замыкания электрической цепи при прикосновении животного. Компонент, называемый блоком питания, преобразует мощность в короткий импульс высокого напряжения . Одна клемма блока питания излучает электрический импульс по подключенному оголенному проводу примерно раз в секунду. Другая клемма соединена с металлическим стержнем, вживленным в землю, который называется заземляющим или заземляющим стержнем . Животное, касающееся провода и земли во время импульса, замыкает электрическую цепь и проводит импульс, вызывая поражение электрическим током . Эффекты шока зависят от напряжения, энергии импульса, степени контакта между получателем и ограждением и землей, а также от маршрута тока через тело; он может варьироваться от едва заметного до неприятного, болезненного или даже смертельного.
Первые зарядные устройства для заборов переменного тока (AC) использовали трансформатор и переключатель с механическим приводом для генерации электрических импульсов. Импульсы были широкими, а напряжение непредсказуемым, с пиками холостого хода, превышающими 10 000 вольт, и быстрым падением напряжения по мере увеличения утечки через ограждение. Механизм переключения был склонен к поломке. Более поздние системы заменили переключатель полупроводниковой схемой с увеличением срока службы, но без изменений в ширине импульса или контроле напряжения.
Зарядные устройства для заборов «горелки для сорняков» какое-то время были популярны и имели выходной импульс большей длительности, который уничтожал сорняки, касающиеся забора. Они были причиной многих пожаров травы при использовании в сухую погоду. Хотя они все еще доступны, их популярность снизилась.
Большинство современных заборов излучают импульсы высокого напряжения через заданный интервал времени и не принимают во внимание, касается ли животное проводящих проводов, за исключением зарядного устройства для электрических заборов на основе умножителя напряжения, которое сохраняет потенциал высокого напряжения и сбрасывает свои заряды в виде как только проводящая нагрузка (заземленное животное) коснется проводов.
В зависимости от площади, подлежащей ограждению, и удаленности ее расположения, блоки питания для ограждения могут быть подключены к постоянной электрической цепи или работать от свинцово-кислотных или сухих батарей, или от батареи меньшего размера, заряжаемой от солнечной панели. Энергопотребление забора в хорошем состоянии невелико, поэтому свинцово-кислотная батарея, питающая несколько сотен метров забора, может работать на одном заряде несколько недель. Для более коротких периодов времени можно использовать сухие аккумуляторы. Некоторые блоки питания могут питаться от более чем одного источника.
Гладкая стальная проволока — это материал, который чаще всего используется для электрических заборов: от тонкой тонкой проволоки, используемой в виде одиночной линии, до более толстой высокопрочной (HT) проволоки. Реже заборы из плетеной проволоки или колючей проволоки могут быть электрифицированы, хотя такая практика создает более опасный забор, особенно если животное попадает в материал ограждения (электрифицированная колючая проволока является незаконной в некоторых районах). Синтетические лямки и материалы для ограждений, похожие на веревки, сплетенные из тонкой проводящей проволоки (обычно из нержавеющей стали ), стали доступны в конце 1990-х годов и особенно полезны для зон, требующих дополнительной видимости, или в качестве временных ограждений.
Сам электрифицированный забор должен быть изолирован от земли и от любых материалов, которые будут проводить электричество и воспламенять или закорачивать забор. Поэтому ограждение должно избегать растительности и не может быть прикреплено непосредственно к деревянным или металлическим столбам. Обычно в землю вбивают деревянные или металлические столбы и прикрепляют к ним пластиковые или фарфоровые изоляторы, либо используют пластиковые столбы. Затем к стойкам прикрепляется проводящий материал.
Электрифицированные частоколы обычно изготавливаются из окрашенной мягкой стали , оцинкованной стали, нержавеющей стали или алюминия . Обычно заборы имеют высоту 2,4 метра (7 футов 10 дюймов) и обычно посылают через частокол электрические импульсы высокого напряжения с частотой 1 Гц (один импульс в секунду).
Электрические заборы частокола используются в большинстве стран, особенно там, где мало растительности, способной закоротить забор, или где затраты на персонал службы безопасности высоки по сравнению с автоматизированным оборудованием безопасности. Электрический импульс является сильным сдерживающим фактором для преступников, в то время как частокол механически прочнее обычного электрического забора из стального троса и способен выдерживать воздействие диких животных, небольших падающих деревьев и лесных пожаров.
Из-за высокого уровня преступности в Южной Африке жилые дома обычно имеют защиту по периметру. Город Йоханнесбург пропагандирует использование частокола на непрозрачных, обычно кирпичных, стенах, поскольку преступникам не так легко спрятаться за забором. В руководстве города Йоханнесбурга по безопасности описываются передовые методы и правила ухода за частоколом, например, отказ от выращивания растительности перед частоколом, поскольку это позволяет преступникам совершать невидимые нарушения. [1]
В системе виртуального электрического забора у каждого животного есть ошейник с устройством GPS, который настроен на подачу сначала звукового предупреждения, а затем удара током, когда животное приближается к программируемой границе. Заборы для домашних животных для контроля над домашними собаками используются с 1973 года, а первая система для контроля домашнего скота была разработана компанией Peck's Invisible Fence Co, ныне Invisible Fence Inc. , в 1987 году. Первое применение включало коз и Euphorbia esula . [2] Королевское общество защиты птиц в Англии использовало виртуальное ограждение для контроля выпаса скота в диких и уязвимых ландшафтах без необходимости устанавливать дорогостоящие и визуально навязчивые ограждения. [3] Компании, разработавшие эту технологию, включают норвежскую Nofence , [4] австралийскую Agersens [5] (торговая марка eShepherd) [6] и американскую Vence. [7]
Впервые опубликованная в 1832 году глава 7 книги « Домашние манеры американцев» Фанни Троллоп описывает расположение проводов, соединенных с электрической машиной, используемой для защиты экспозиции под названием «Ад Дорфея» в Западном музее естественной истории в Цинциннати , [8 ] она сама придумала. [9] Опубликованная в 1870 году глава 22 книги Жюля Верна « 20 000 лье под водой » описывает «Молнии капитана Немо» – использование электрификации конструкции в качестве защитного оружия. В опубликованном в 1889 году романе Марка Твена «Янки из Коннектикута при дворе короля Артура» электрический забор используется в оборонительных целях.
Дэвид Х. Уилсон получил патент США № 343 939 в 1886 году, сочетающий защиту, сигнал тревоги и телефонную связь. В 1888 году в Техасе он построил экспериментальный электрический забор длиной 30 миль, приводимый в действие водяным колесом, который оказался успешным в раздельном разделении скота, но был сочтен непрактичным как коммерческое предприятие. [10]
В 1905 году русская армия установила электрические заграждения во время русско-японской войны в Порт-Артуре. В 1915 году, во время Первой мировой войны, немецкая армия установила «Проволоку смерти » — электрифицированные заборы вдоль границы между Бельгией и Нидерландами [11] для предотвращения несанкционированного перемещения людей через границу. Заборы простирались на 300 километров и состояли из нескольких жил медной проволоки, подкрепленных колючей проволокой и находящихся под напряжением в несколько тысяч вольт. По оценкам, из-за забора погибло около 3000 человек, а также погиб скот.
Электрические заборы использовались для контроля над домашним скотом в Соединенных Штатах в начале 1930-х годов, а технология электрического ограждения была разработана как в Соединенных Штатах, так и в Новой Зеландии . [ фрагмент предложения ]
Первое применение электрического забора для контроля скота было разработано в 1936–1937 годах новозеландским изобретателем Биллом Галлахером . Галлахер сделал это устройство на основе катушки автомобильного зажигания и использовал его, чтобы лошадь не царапалась о машину. [12] Позже Галлахер основал Gallagher Group для улучшения и продвижения дизайна. [13] В 1962 году другой новозеландский изобретатель, Дуг Филлипс, изобрел незакорачиваемый электрический забор, основанный на разряде конденсатора. [14] [15] Это значительно увеличило дальность действия электрического забора с нескольких сотен метров до 35 км (~ 20 миль) и снизило стоимость ограждения более чем на 80%. [16] Электрический забор без короткого замыкания был запатентован компанией Phillips и к 1964 году производился новозеландской фирмой Plastic Products под названием «Waikato Electric Fence». [16] С тех пор различные пластиковые изоляторы используются на фермах по всему миру.
К 1939 году проблемы общественной безопасности в Соединенных Штатах побудили Underwriters' Laboratories опубликовать бюллетень о поражении электрическим током от электрических ограждений, что привело к появлению стандарта ANSI / UL № 69 для контроллеров электрических ограждений. [17]
В 1969 году Роберт Б. Кокс, фермер из округа Адамс, штат Айова, изобрел улучшенный кронштейн для электрического забора, и 23 июня 1970 года ему был выдан патент США № 3 516 643. Этот кронштейн улучшил электрические заборы, удерживая проволоку достаточно высоко над землей и достаточно далеко от забора, чтобы можно было косить траву и сорняки, растущие под проволокой. Кронштейны прикреплены к стойкам с помощью так называемого «поворотного крепления» или «торсионного замка». Вес кронштейна, прикрепленного изолятора и электрического провода, прикрепленного к изолятору, привязывает кронштейн к столбу.
Электрические заборы за последние годы значительно улучшились. Улучшения включают в себя:
Постоянное электрическое ограждение используется во многих сельскохозяйственных районах, поскольку строительство электрических заборов может быть намного дешевле и быстрее, чем обычные заборы (здесь используется обычная проволока и гораздо более легкая конструкция, поскольку забор не требует физического удерживания животных). Риск травмирования домашнего скота (особенно лошадей ) ниже по сравнению с заборами из колючей проволоки или некоторых типов плетеной проволоки с большими отверстиями, в которых могут запутываться ноги.
Его недостатки включают в себя возможность выхода из строя всего ограждения из-за обрыва проводящего провода, короткого замыкания, если проводящий провод касается любого неэлектрифицированного компонента, который может составлять остальную часть ограждения, сбоя питания или принудительного отключения из-за к риску возникновения пожара из-за касания сухой растительности электрифицированного провода. Другими недостатками могут быть отсутствие видимости и возможность шокировать проходящего мимо животного, которое может случайно коснуться забора или задеть его.
Многие заборы полностью изготовлены из стандартной гладкой или высокопрочной проволоки, хотя в составе постоянных заборов также начинают использоваться высококачественные синтетические материалы для ограждений, особенно когда видимость забора является проблемой.
Обычное сельскохозяйственное ограждение любого типа можно усилить путем добавления одной линии электропередачи, закрепленной на изоляторах, прикрепленных к верхней или передней части ограждения. Подобную проволоку, установленную близко к земле, можно использовать, чтобы свиньи не могли копать под другим ограждением. Нестандартное обычное ограждение также можно временно сделать пригодным для использования до тех пор, пока не будет произведен надлежащий ремонт, путем добавления одной линии электропередачи, установленной на «отстоящем» изоляторе.
Электрические материалы также используются для строительства временных ограждений, особенно для поддержки практики управляемого интенсивного выпаса (также известного как ротационный или «полосный» выпас). В некоторых местах он также популярен для удержания лошадей и вьючных животных на ночь во время верховой езды , охоты или на соревнованиях, таких как езда на выносливость и соревновательная езда по пересеченной местности . Обычно одну или несколько прядей проволоки, синтетической ленты или шнура закрепляют на металлических или пластиковых столбах с кольями внизу, предназначенными для вбивания в землю ногой. Для временного забора из электрифицированной веревки или сетки на небольшой территории, затягиваемого вручную, расстояние между ними обычно составляет не более 12–15 футов (около четырех метров), чтобы материал ограждения не провисал и не касался земли. На больших участках, где используются инструменты для натягивания проволоки, можно установить столбики на больших расстояниях без риска провисания материала ограждения.
Временное электрическое ограждение позволяет за короткое время оградить большую территорию. Временному ограждению, которое предполагается оставить на месте на несколько недель или месяцев, можно обеспечить дополнительную поддержку с помощью стальных Т-образных стоек (которые быстро вбиваются с помощью ручных инструментов и относительно легко извлекаются из земли с помощью рычажного устройства). держите забор в вертикальном положении, особенно по углам. Владельцы скота, использующие вахтовый выпас по установленным схемам, которые из года в год одинаковы, могут навсегда установить несколько постоянных деревянных столбов для заборов в стратегически важных местах.
Переносные блоки питания для заборов предназначены для временных ограждений и питаются исключительно от батарей или от батареи, заряжаемой от небольшой солнечной панели. Быструю укладку и демонтаж многониточного временного электроограждения на большой площади можно осуществить с помощью комплекта катушек, установленного на тракторе или вездеходе .
Для овец , домашней птицы и других мелких животных можно установить пластиковую электрическую сетку на изолирующие колья – это также эффективно отпугивает некоторых хищников, таких как лисы .
На практике, как только большинство животных узнают о неприятных последствиях прикосновения к забору, они склонны избегать его в течение значительного периода времени, даже когда он неактивен. Однако некоторые животные учатся избегать шока, либо быстро пробегая под забором между импульсами, либо толкая других особей через забор. Животные с густой шерстью (например, овцы или горный крупный рогатый скот ) могут научиться самостоятельно пролезать через забор, используя свою шерсть в качестве электрической изоляции. Некоторые животные также учатся распознавать легкий щелкающий звук, издаваемый некоторыми электрическими заборами, и, таким образом, могут чувствовать, когда забор выключен.
Электрические заборы полезны для контроля передвижения диких животных. Примеры включают в себя удержание оленей от проникновения на частную собственность, удержание животных на взлетно-посадочных полосах аэропортов, удержание диких кабанов от набегов на посевы и предотвращение загрязнения гусями территорий, используемых людьми. Электрическое ограждение широко использовалось для уменьшения конфликтов между слонами или другими животными и людьми в Африке и Азии. [19] Однако электрические заборы все чаще используются в мелких животноводческих хозяйствах в качестве инструмента управления, позволяющего исключить животных, таких как потенциальные хищники, которые будут прокладывать туннели под этими заборами, чтобы проникнуть в животноводческие лагеря. Электрифицированные заборы также все чаще используются как на фермах по разведению домашнего скота, так и на фермах по выращиванию диких животных в Африке в качестве инструмента управления, позволяющего не допускать проникновения хищников в лагерь или выхода из него. Ряд видов животных, кроме хищников, могут рыть под этими заборами, чтобы пересечь этот барьер. [20] [21]
Ценность электрифицированных заборов компенсируется угрозой смертельного поражения электрическим током для ряда видов, включая уязвимые и находящиеся под угрозой исчезновения виды, такие как африканский наземный панголин ( Smutsia temminckii ), южноафриканский питон ( Python natalensis ) и ряд видов черепах. [22] [23] [24] [20] [21]
По оценкам, в Южной Африке ежегодно более 31 500 рептилий (преимущественно черепах) погибают на электрифицированных заборах. По оценкам, количество африканских наземных панголинов , погибших от поражения электрическим током, составляет 377–1028 человек в год. [20] [21] Воздействие электрифицированных заборов на другие виды, такие как вараны ( виды Varanus ), количественно не оценено.
Панголины двуногие, ходят на задних лапах, при этом передние ноги и хвост оторваны от земли, оставляя брюшную поверхность незащищенной. [21] Это делает их особенно склонными к случайному смертельному поражению электрическим током на электрифицированных заборах. [21] В зависимости от конструкции электрифицированного ограждения и высоты нижних линий голова ящера или обнаженный живот вступают в контакт с электрифицированным проводом(ами). Первоначальный шок заставит ящера принять защиту и свернуться в шар, что часто приводит к тому, что он непреднамеренно обматывается вокруг наэлектризованного провода. [20] [21]
Животное, обернутое вокруг электрического провода, получает последовательные удары, в результате чего ящеры сворачиваются в еще более плотный клубок вокруг провода под напряжением. [21] Повторяющиеся электрические импульсы в конечном итоге убивают панголина. Те, кто не был убит сразу, обычно погибают от воздействия, обезвоживания или голода. [21] Панголины, найденные мертвыми на электрических заборах, часто имеют эпидермальные ожоги – иногда они прожигают чешую. Внутренние повреждения также могут быть значительными. Панголины, найденные живыми, когда они были обмотаны вокруг наэлектризованного провода, могут получить изнурительные неврологические повреждения, если они подверглись длительному воздействию электрического тока. В конечном итоге они поддаются даже после освобождения. [21]
Электрические заборы безопасности — это электрические заборы, построенные с использованием специального оборудования и предназначенные для охраны периметра, а не для содержания животных. Электрические заборы безопасности состоят из проводов, по которым передаются импульсы электрического тока, которые обеспечивают несмертельный шок и отпугивают потенциальных злоумышленников. Вмешательство в ограждение также приводит к срабатыванию сигнализации, которая регистрируется блоком питания охранного электрического ограждения, а также может вызвать сирену, стробоскоп или уведомления в диспетчерскую или непосредственно владельцу по электронной почте или телефону.
С практической точки зрения, электрические заборы безопасности представляют собой тип матрицы датчиков обнаружения вторжений по периметру , которая действует как физический барьер (или часть него), психологическое сдерживание потенциальных злоумышленников и как часть системы охранной сигнализации .
Электрические заборы несмертельного действия используются как частными, так и государственными организациями для предотвращения проникновения на территорию. К ним относятся грузовые перевозчики, автомобильные аукционы, компании по аренде оборудования, автодилеры, жилые комплексы, коммерческие заводы или склады, тюрьмы, военные базы и правительственные здания. Многие из этих электрических заборов действуют как контролируемые системы охранной сигнализации , а также вызывают неприятный шок. Электрифицированные частоколы используются для защиты изолированной собственности и объектов строгого режима, а также вокруг некоторых жилых домов.
Их также можно использовать внутри здания, например, в качестве решетки за окнами или мансардными окнами, чтобы люди не могли пролезть сквозь них. Их также использовали на яхтах и больших кораблях для отпугивания пиратов.
Электрические заборы иногда используются для предотвращения попыток самоубийства на высоких сооружениях, а также для уменьшения количества граффити и других мелких преступлений .
Из-за высокого уровня преступности в Южной Африке жилые дома обычно имеют защиту по периметру, например, электрические заборы. Часто используются электрифицированные частоколы.
Типы охранных электрических заборов включают в себя:
«Оглушающе-смертельный» электрический забор можно настроить таким образом, чтобы он наносил несмертельный электрошок при первом прикосновении и смертельный при втором прикосновении.
Оглушающие и смертельные заборы высотой 12 футов уже некоторое время используются во многих тюрьмах штатов США, например, в тюрьмах Аризоны. В 2005 году Федеральный департамент исправительных учреждений добавил их к двум тюрьмам в Коулмане, Флорида, и тюрьмам в Тусоне; Терре-Хот, Индиана; Хейзелтон, Западная Вирджиния; Пайн-Кнот, Кентукки; и Поллок, Луизиана. [25]
«Оглушающе-смертельное» ограждение также может состоять из двух ограждений; один комплект проводов образует обычное нелетальное ограждение импульсного постоянного тока, второй набор (чередующийся с первым) образует смертельное ограждение переменного тока напряжением 6,6 кВ, на которое подается питание, когда ограждение постоянного тока обнаруживает злоумышленника. В качестве альтернативы он может состоять из одиночного ограждения переменного или импульсного постоянного тока, способного работать в «безопасном», «опасном» или «летальном» режимах за счет изменения энергии импульса постоянного тока, напряжения ограждения переменного / постоянного тока или рабочего цикла включения-выключения ограждения. [26]
Электрические ограждения, рассчитанные на передачу потенциально смертельного тока, могут использоваться в противопехотных целях.
В 1915 году, во время Первой мировой войны , немецкие оккупанты Бельгии закрыли границу с нейтральными Нидерландами , используя 300-километровый электрический забор, протянувшийся от Ваальса до Шельды . Германия также возвела аналогичный забор, чтобы изолировать тринадцать эльзасских деревень от Швейцарии. [11]
Электрические заборы использовались для охраны концентрационных лагерей нацистской Германии во время Второй мировой войны , где потенциально смертельные напряжения и токи применялись непрерывно, а не импульсами. Некоторые заключенные использовали электрический забор из колючей проволоки, чтобы покончить жизнь самоубийством. [27]
Во время Алжирской войны французы построили электрифицированную линию Мориса .
Участки внутренней границы Германии были обнесены электрическим забором высотой 3 м (10 футов) для сдерживания потенциальных перебежчиков из Восточной Германии . [28] Точно так же во время холодной войны граница Чехословакии была обнесена высоким электрическим забором, чтобы предотвратить эмиграцию из Чехословакии.
Электрические заборы аналогичным образом используются в некоторых тюрьмах строгого режима и некоторых других объектах. Обычно по обе стороны от такой установки сооружается неэлектрический забор, или смертельный ток проводится из места, до которого можно дотянуться, по стене. [ нужна цитата ]
Северная Корея использует электрические заборы, чтобы изолировать части своей границы с Южной Кореей . [ нужна цитата ]
Заглубленные электрические заборы (также называемые «невидимыми заборами» или «электронными заборами») иногда используются для содержания собак или домашнего скота. Закопанный провод излучает слабый радиосигнал, который улавливается ошейником животного. Ошейник издает предупреждающий звук рядом с проводом, но если его игнорировать, он вызывает легкий электрический ток. Люди и другие животные не знают о закопанной линии. В аналогичной системе ошейник использует сигналы GPS для определения близости к заранее заданному «виртуальному забору» без физической установки.
Плохо спроектированные или плохо обслуживаемые электрические заборы могут создавать достаточные электромагнитные помехи , которые могут вызвать проблемы с приемом телефонной, радио- и телевизионной связи поблизости, и представляют собой особую проблему для пользователей коммутируемого доступа в Интернет в некоторых сельских районах. [29] [30]
«Чтобы придать схеме больший эффект», он делает ее видимой только через решетку из массивных железных прутьев, среди которых расположены провода, соединенные с электрической машиной в соседней камере; если какая-нибудь смелая рука или нога натолкнется на решетку, она получит сильный удар, который часто проходит через многих людей в толпе, и, поскольку причина неизвестна, эффект чрезвычайно комичен; ужас, изумление, любопытство — все это приведено в действие, и все это способствует тому, чтобы «Ад Дорфея» стал одним из самых забавных представлений, которые только можно себе представить.
