Электрический забор — это барьер, который использует электрический шок для удержания людей и 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 животных, не связанных с человеком, 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 ограждения предназначены для замыкания электрической цепи при прикосновении животного. Компонент, называемый силовым генератором, преобразует энергию в кратковременный импульс высокого напряжения . Один вывод силового генератора выпускает электрический импульс вдоль подключенного оголенного провода примерно раз в секунду. Другой вывод подключен к металлическому стержню, вживленному в землю, называемому заземляющим или заземляющим стержнем . Животное, касающееся как провода, так и земли во время импульса, замыкает электрическую цепь и проводит импульс, вызывая электрический удар . Эффект удара зависит от напряжения, энергии импульса, степени контакта между получателем и ограждением и землей, а также пути прохождения тока через тело; он может варьироваться от едва заметного до неприятного, болезненного или даже смертельного.
Большинство современных ограждений излучают импульсы высокого напряжения с фиксированным интервалом времени или используют умножитель напряжения для хранения высокого напряжения, которое непрерывно подается на ограждение, за исключением случаев подзарядки после удара.
В зависимости от площади ограждения и удаленности его расположения, генераторы забора могут быть подключены к постоянной электрической цепи или работать от свинцово-кислотных или сухих батарей или от меньшей батареи, заряжаемой солнечной панелью. Потребление энергии забором в хорошем состоянии невелико, поэтому свинцово-кислотная батарея, питающая несколько сотен метров забора, может работать несколько недель на одной зарядке. Для более коротких периодов могут использоваться сухие батареи. Некоторые генераторы могут питаться от более чем одного источника.
Ранние зарядные устройства переменного тока (AC) для забора использовали трансформатор и механический переключатель для генерации электрических импульсов. Импульсы были широкими, а напряжение непредсказуемым, с пиками без нагрузки, превышающими 10 000 вольт, и быстрым падением напряжения по мере увеличения утечки забора. Механизм переключателя был склонен к отказам. Более поздние системы заменили переключатель твердотельной схемой с улучшением долговечности, но без изменения ширины импульса или управления напряжением.
Зарядные устройства для заборов типа «сжигатель сорняков» были популярны некоторое время и имели более продолжительный выходной импульс, который уничтожал сорняки, соприкасающиеся с забором. Они были причиной многих пожаров травы, когда использовались в сухую погоду. Хотя они все еще доступны, их популярность снизилась.
Гладкая стальная проволока является наиболее часто используемым материалом для электрических ограждений, начиная от тонкой проволоки, используемой в качестве одной линии, до более толстой, высокопрочной (HT) проволоки. Реже плетеная проволока или ограждения из колючей проволоки могут быть электрифицированы, хотя такая практика создает более опасное ограждение, особенно если животное попадется на материал ограждения (электрифицированная колючая проволока незаконна в некоторых районах). Синтетические плетеные и веревочные материалы для ограждений, сплетенные с тонкой проводящей проволокой (обычно из нержавеющей стали ), стали доступны в конце 1990-х годов и особенно полезны для областей, требующих дополнительной видимости или временного ограждения.
Сам электрифицированный забор должен быть изолирован от земли и любых материалов, которые будут проводить электричество и воспламенять или замыкать забор. Поэтому ограждение не должно содержать растительности и не может быть прикреплено непосредственно к деревянным или металлическим столбам. Обычно деревянные или металлические столбы вбиваются в землю и к ним прикрепляются пластиковые или фарфоровые изоляторы, или используются пластиковые столбы. Затем к столбам прикрепляется проводящий материал.
Электрифицированные частоколы обычно изготавливаются из окрашенной мягкой стали , оцинкованной стали, нержавеющей стали или алюминия . Обычно эти заборы имеют высоту 2,4 метра (7 футов 10 дюймов) и посылают высоковольтные электрические импульсы через частокол с частотой 1 Гц (один импульс в секунду).
Частокольные электрические ограждения используются в большинстве стран, особенно там, где мало растительности, чтобы закоротить ограждение, или где расходы на персонал службы безопасности высоки по сравнению с автоматизированным оборудованием безопасности. Электрический импульс является сильным сдерживающим фактором для преступников, в то время как частокольное ограждение механически прочнее, чем типичное стальное кабельное электрическое ограждение, способное выдерживать удары диких животных, небольших падающих деревьев и лесных пожаров.
Из-за высокого уровня преступности в Южной Африке , жилые дома обычно имеют защиту периметра. Город Йоханнесбург поощряет использование частокола вместо непрозрачных, обычно кирпичных, стен, поскольку преступники не могут так легко спрятаться за забором. Руководство по безопасности города Йоханнесбург описывает лучшие практики и обслуживание частокола, например, не выращивать растительность перед частоколом, поскольку это позволяет преступникам проделать невидимый пролом. [1]
В системе виртуального электрического ограждения каждое животное имеет ошейник с GPS-устройством, который настроен на то, чтобы сначала подать звуковой сигнал, а затем удар током, когда животное приближается к программируемой границе. Ограждения для домашних животных для контроля домашних собак используются с 1973 года, а первая система для контроля скота была разработана компанией Peck's Invisible Fence Co, теперь Invisible Fence Inc. , в 1987 году. Раннее применение включало коз и Euphorbia esula . [2] Виртуальное ограждение использовалось Королевским обществом защиты птиц в Англии для контроля выпаса скота в диких и чувствительных ландшафтах без необходимости в дорогостоящем и визуально навязчивом ограждении. [3] Компании, которые разработали эту технологию, включают норвежскую Nofence , [4] австралийскую Agersens [5] (торговая марка eShepherd) [6] и американскую Vence. [7]
Во многих странах, таких как Швейцария или Австрия, виртуальные электрические ограждения в настоящее время не разрешены из-за опасений по поводу благополучия животных . В 2023 и 2024 годах финансируемые промышленностью исследования Ассоциации исследований Венна и Agroscope показали, что их воздействие на коз и коров сопоставимо с воздействием традиционных электрических ограждений. [8] [9]
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 Дорфейля» в Западном музее естественной истории в Цинциннати , [10] которую она сама изобрела. [11] Опубликованная в 1870 году, глава 22 книги Жюля Верна « Двадцать тысяч лье под водой » описывает «Молнии капитана Немо» — использование электрификации конструкции в качестве оборонительного оружия. Опубликованный в 1889 году роман Марка Твена «Янки из Коннектикута при дворе короля Артура » использует электрический забор в оборонительных целях.
Дэвид Х. Уилсон получил патент США 343,939 в 1886 году, объединив защиту, сигнальный звонок и телефонную связь. Он построил экспериментальный 30-мильный электрический забор, питаемый водяным колесом в Техасе в 1888 году, который оказался успешным в разделении скота, но был признан непрактичным в качестве делового предприятия. [12]
В 1905 году русская армия импровизировала электрические ограждения во время русско-японской войны в Порт-Артуре. В 1915 году, во время Первой мировой войны, немецкая армия установила « Проволоку смерти » — электрифицированные ограждения вдоль границы между Бельгией и Нидерландами [13], чтобы предотвратить несанкционированное перемещение людей через границу. Ограждения охватывали 300 километров и состояли из нескольких нитей медной проволоки, укрепленных колючей проволокой и находящихся под напряжением в несколько тысяч вольт. По оценкам, ограждение стало причиной 3000 человеческих жертв, а также уничтожения скота.
Электрические ограждения использовались для контроля за скотом в Соединенных Штатах в начале 1930-х годов, [ необходима ссылка ] и технология электрических ограждений была разработана как в Соединенных Штатах, так и в Новой Зеландии . [ фрагмент предложения ]
Раннее применение электрического забора для контроля скота было разработано в 1936–1937 годах новозеландским изобретателем Биллом Галлахером . Создав устройство из набора катушек зажигания автомобиля , Галлахер использовал его, чтобы не дать своей лошади царапаться о его автомобиль. [14] Позже Галлахер основал Gallagher Group для усовершенствования и продвижения конструкции. [15] В 1962 году другой новозеландский изобретатель, Дуг Филлипс, изобрел некоротящийся электрический забор на основе разряда конденсатора. [16] [17] Это значительно увеличило диапазон использования электрического забора с нескольких сотен метров до 35 км (~20 миль) и снизило стоимость ограждения более чем на 80%. [18] Некоротящийся электрический забор был запатентован Филлипсом и к 1964 году был произведен новозеландской фирмой Plastic Products под названием «Waikato Electric Fence». [18] С тех пор на фермах по всему миру используются различные виды пластиковых изоляторов.
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. [19]
В 1969 году Роберт Б. Кокс, фермер из округа Адамс, штат Айова, изобрел усовершенствованный кронштейн для электрического ограждения и получил патент США № 3,516,643 23 июня 1970 года. Этот кронштейн улучшил электрические ограждения, удерживая провод достаточно высоко над землей и достаточно далеко от ограждения, чтобы можно было косить траву и сорняки, растущие под проводом. Кронштейны, прикрепленные к столбам с помощью того, что можно назвать «шарнирным креплением» или «торсионным замком». Вес кронштейна, прикрепленного изолятора и электрического провода, прикрепленного к изолятору, связывают кронштейн со столбом.
Электроизгороди значительно улучшились за последние годы. Улучшения включают:
Постоянное электрическое ограждение используется во многих сельскохозяйственных районах, поскольку строительство электрических ограждений может быть намного дешевле и быстрее, чем строительство обычных ограждений (в нем используется простая проволока и гораздо более легкая конструкция, поскольку ограждение не должно физически сдерживать животных). Риск травмирования скота ( особенно лошадей ) ниже, чем при использовании ограждений из колючей проволоки или определенных типов плетеной проволоки с большими отверстиями, в которых могут запутаться ноги.
К недостаткам можно отнести возможность отключения всего ограждения из-за обрыва проводящего провода, короткого замыкания, если проводящий провод коснется любого неэлектрифицированного компонента, который может составлять остальную часть ограждения, отключения электроэнергии или принудительного отключения из-за риска возникновения пожара из-за соприкосновения сухой растительности с электрифицированным проводом. К другим недостаткам можно отнести отсутствие видимости и возможность поражения электрическим током проходящего мимо животного, которое случайно коснется или заденет ограждение.
Многие ограждения полностью изготовлены из стандартной гладкой или высокопрочной проволоки, хотя высококачественные синтетические материалы для ограждений также начинают использоваться в качестве части постоянных ограждений, особенно когда видимость ограждения имеет значение.
Традиционное сельскохозяйственное ограждение любого типа можно усилить, добавив одну электрическую линию, установленную на изоляторах, прикрепленных к верхней или передней части ограждения. Подобный провод, установленный близко к земле, можно использовать для предотвращения рытья свиньями под другим ограждением. Нестандартное обычное ограждение также можно временно использовать до тех пор, пока не будет произведен надлежащий ремонт, добавив одну электрическую линию, установленную на «отставном» изоляторе.
Электрические материалы также используются для строительства временных ограждений, в частности, для поддержки практики управляемого интенсивного выпаса (также известного как ротационный или «полосный» выпас). Он также популярен в некоторых местах для ограничения лошадей и вьючных животных на ночь во время верховой езды , охоты или на соревнованиях, таких как езда на выносливость и соревновательная езда по тропе . Обычно одна или несколько нитей проволоки, синтетической ленты или шнура крепятся на металлических или пластиковых столбах с кольями внизу, предназначенными для вбивания в землю ногой. Для натянутого вручную временного ограждения из электрифицированной веревки или сетки на небольшой площади они обычно располагаются на расстоянии не более 12–15 футов (около четырех метров), чтобы предотвратить провисание материала ограждения и соприкосновение с землей. На больших территориях, где для натягивания проволоки используются инструменты, можно устанавливать ступенчатые столбы на большем расстоянии без риска провисания материала ограждения.
С помощью временного электрического ограждения можно отгородить большую территорию за короткий период времени. Временное ограждение, которое должно оставаться на месте в течение нескольких недель или месяцев, может получить дополнительную поддержку с помощью стальных Т-образных столбов (которые быстро вбиваются ручными инструментами и сравнительно легко выкапываются с помощью рычажного устройства), чтобы помочь удерживать ограждение в вертикальном положении, особенно на углах. Владельцы скота, использующие ротационный выпас по установленным схемам, которые одинаковы из года в год, могут постоянно вбивать несколько постоянных деревянных столбов ограждения в стратегических местах.
Переносные генераторы для ограждений предназначены для временного ограждения, работают исключительно от аккумуляторов или от аккумулятора, заряжаемого небольшой солнечной панелью. Быстрая установка и демонтаж многорядного временного электрического ограждения на большой площади может быть выполнена с помощью набора катушек, установленных на тракторе или вездеходе .
Для овец , домашней птицы и других мелких животных можно установить пластиковую электрическую сетку на изолирующих кольях — это также эффективно для защиты от некоторых хищников, таких как лисы .
На практике, как только большинство животных узнают о неприятных последствиях прикосновения к забору, они склонны избегать его еще долгое время, даже когда он неактивен. Однако некоторые животные учатся избегать удара током, либо быстро пробегая под забором между импульсами, либо проталкивая других особей через забор. Животные с густой шерстяной шерстью (например, овцы или крупный рогатый скот ) могут научиться проталкиваться через забор самостоятельно, используя свою шерсть в качестве электроизоляции. Некоторые животные также учатся распознавать легкий щелчок, издаваемый некоторыми электрическими заборами, и, таким образом, могут чувствовать, когда забор выключен.
Электрические ограждения полезны для контроля перемещений диких животных . Примерами служат предотвращение проникновения оленей на частную собственность, предотвращение нападений животных на взлетно-посадочные полосы аэропортов, предотвращение набегов диких кабанов на посевы и предотвращение загрязнения гусями территорий, используемых людьми. Электрические ограждения широко использовались для уменьшения конфликта между слонами или другими животными и людьми в Африке и Азии. [21] Однако электрические ограждения все чаще используются в мелком животноводстве в качестве инструмента управления, чтобы исключить животных, таких как потенциальные хищники, которые будут прокладывать туннели под этими ограждениями, чтобы попасть в лагеря для скота. Электрифицированные ограждения также все чаще используются как на фермах домашнего скота, так и на фермах по разведению диких животных (игры) в Африке в качестве инструмента управления, чтобы исключить проникновение или выход хищников из лагеря. Ряд видов животных, помимо хищников, могут подкапываться под этими ограждениями, чтобы пересечь этот барьер. [22] [23]
Ценность электрифицированных ограждений нивелируется 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. [24] [25] [26] [22] [23]
В Южной Африке, по оценкам, ежегодно на электрифицированных заборах погибает более 31 500 рептилий (преимущественно черепах). По оценкам, ежегодно от удара током погибает 377–1028 африканских наземных панголинов . [22] [23] Воздействие электрифицированных заборов на другие виды, такие как вараны ( Varanus spp), не было количественно оценено.
Панголины двуногие, ходят на задних лапах, приподняв передние лапы и хвост над землей, оставляя брюшную поверхность незащищенной. [23] Это делает их особенно подверженными случайному смертельному удару током на электрифицированных ограждениях. [23] В зависимости от конструкции электрифицированного ограждения и высоты нижних линий голова или открытый живот панголина соприкасаются с электрифицированным проводом(ами). Первоначальный удар током заставит панголина принять свою защиту, сворачиваясь в шар, что часто приводит к тому, что он непреднамеренно обматывается вокруг электрифицированного провода. [22] [23]
Животное, обмотанное вокруг электрического провода, получает последовательные удары током, что в случае панголинов приводит к тому, что они сворачиваются в еще более плотный клубок вокруг провода под напряжением. [23] Повторяющиеся электрические импульсы в конечном итоге убивают панголина. Те, кого не убивают сразу, обычно погибают от воздействия, обезвоживания или голода. [23] У панголинов, найденных мертвыми на электрических ограждениях, часто бывают ожоги эпидермиса — иногда они прожигают чешую. Внутренние повреждения также могут быть значительными. Панголины, найденные живыми, обмотанными вокруг электрифицированного провода, могут получить изнурительные неврологические повреждения, если они подверглись длительному воздействию электрического тока. Они в конечном итоге погибают даже при освобождении. [23]
Электрические ограждения безопасности — это электрические ограждения, построенные с использованием специализированного оборудования и предназначенные для охраны периметра, а не для управления животными. Электрические ограждения безопасности состоят из проводов, по которым проходят импульсы электрического тока, чтобы обеспечить нелетальный удар для отпугивания потенциальных злоумышленников. Несанкционированное вмешательство в ограждение также приводит к срабатыванию сигнализации, которая регистрируется генератором электрического ограждения безопасности, а также может вызвать срабатывание сирены, стробоскопа или отправку уведомлений в диспетчерскую или непосредственно владельцу по электронной почте или телефону.
С практической точки зрения охранные электрические ограждения представляют собой тип массива датчиков обнаружения вторжений по периметру , которые действуют как физический барьер (или его часть), психологический сдерживающий фактор для потенциальных злоумышленников и как часть системы охранной сигнализации .
Нелетальные электрические ограждения используются как частными, так и государственными организациями для предотвращения вторжения. К ним относятся грузовые перевозчики, автомобильные аукционы, компании по аренде оборудования, автодилеры, жилищные сообщества, коммерческие фабрики или склады, тюрьмы, военные базы и правительственные здания. Многие из этих электрических ограждений действуют как контролируемые системы охранной сигнализации , а также вызывают неприятный удар током. Электрифицированные частоколы используются для защиты изолированной собственности и объектов с высоким уровнем безопасности, а также вокруг некоторых жилых домов.
Их также можно использовать внутри здания, например, в качестве сетки за окнами или световыми люками, чтобы не дать людям пролезть через них. Их также использовали на яхтах и больших кораблях для отпугивания пиратов.
Электрические ограждения иногда используются для предотвращения попыток самоубийства на высоких сооружениях, а также для снижения количества граффити и других мелких преступлений .
Из-за высокого уровня преступности в Южной Африке , жилые дома обычно имеют периметральную защиту, например, электрические заборы. Обычно используются электрифицированные частоколы.
Типы электрических ограждений безопасности включают в себя:
«Оглушающий» электрический забор можно настроить так, чтобы он наносил несмертельный удар током при однократном прикосновении и смертельный — при повторном.
12-футовые «оглушающие» ограждения уже некоторое время используются во многих государственных тюрьмах США, например, в Аризоне. Федеральный департамент исправительных учреждений добавил их в 2005 году в две тюрьмы в Коулмене, Флорида, и тюрьмы в Тусоне; Терре-Хот, Индиана; Хейзелтон, Западная Вирджиния ; Пайн-Нот, Кентукки; и Поллок, Луизиана. [27]
«Оглушающе-летальное» ограждение может также состоять из двух ограждений: один набор проводов образует обычное импульсное постоянное нелетальное ограждение, второй набор (перемежающийся с первым) образует 6,6 кВ переменного тока летальное ограждение, которое активируется, когда постоянное ограждение обнаруживает нарушителя. В качестве альтернативы оно может состоять из одного переменного или импульсного постоянного ограждения, способного работать в «безопасном», «небезопасном» или «летальном» режимах, изменяя энергию импульса постоянного тока, напряжение переменного/постоянного ограждения или рабочий цикл включения-выключения ограждения. [28]
Электрические ограждения, предназначенные для передачи потенциально смертельных токов, могут использоваться в противопехотных целях.
В 1915 году, во время Первой мировой войны , немецкие оккупанты Бельгии перекрыли 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. [13]
Электрические ограждения 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 электрическое ограждение из колючей проволоки, чтобы совершить самоубийство. [29] Многие погибли в Маутхаузене, будучи брошенными на высоковольтный провод. Одним из них был Георг Беньямин, врач и антинационал-социалистический активист, брат ученого Вальтера Беньямина. Перевод Георга Беньямина в концентрационный лагерь Маутхаузен был равносилен смертному приговору. В приказе гестапо о транспортировке прямо говорилось, что возвращение коммуниста и еврея нежелательно. [30] В списке смертей лагеря причиной смерти указано «самоубийство из-за высокого напряжения». [31] Аналогичным образом, в сообщении от командования концлагеря Маутхаузен вдове говорится о «самоубийстве путем прикосновения к линии электропередачи», в то время как в свидетельстве о смерти упоминается только, что «доктор Израиль Георг Беньямин» умер 26 августа 1942 года в 1:30 ночи [32] Хильда Шпиль, с другой стороны, пишет в своей автобиографии, что Беньямин был убит. Могила Беньямина находится в Вильмерсдорфер Вальдфридхоф Штансдорф на поле B IW II-6. [33] Бывший нацистский заключенный дал показания Американскому военному трибуналу в Дахау, Германия, 13 августа 1947 года, что евреев заставляли прыгать в ограждения под напряжением, чтобы сгореть. Свидетель, который предпочел остаться неназванным из-за страха репрессий, показал, что видел, как Франц Коффлер, один из обвиняемых, избил пятерых евреев и приказал им прыгать в ограждения из проволоки. Двое евреев приняли свою судьбу и были немедленно казнены на электрическом стуле, сказал он, но остальные трое, отец и двое сыновей, сдержались. Отец умолял, чтобы его жизнь была принесена в жертву, а жизнь его сыновей пощадили, но Коффлер и несколько других охранников подняли троих и бросили их на смерть. [34] [35]
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 . [36] Аналогичным образом, граница с Чехословакией была обнесена высоким электрическим забором во время Холодной войны, чтобы предотвратить эмиграцию из Чехословакии.
Электрические ограждения используются аналогичным образом в некоторых тюрьмах строгого режима и некоторых других учреждениях. Обычно неэлектрическое ограждение сооружается по обе стороны от такого сооружения, или смертельный ток проводится вне зоны досягаемости по верху стены. [ необходима цитата ]
Северная Корея использует электрические ограждения для изоляции участков своей границы с Южной Кореей . [ необходима ссылка ]
Зарытые электрические ограждения (также называемые «невидимыми ограждениями» или «электронными ограждениями») иногда используются для сдерживания собак или скота. Зарытый провод излучает слабый радиосигнал, который обнаруживает ошейник, надетый на животное. Ошейник издает предупреждающий шум около провода, но если его проигнорировать, то он вызывает слабый удар током. Люди и другие животные не знают о зарытой линии. В аналогичной системе ошейник использует сигналы GPS для определения близости к заранее определенному «виртуальному ограждению» без физической установки.
Плохо спроектированные или плохо обслуживаемые электрические ограждения могут создавать электромагнитные помехи, достаточные для того, чтобы вызвать проблемы с приемом телефонной, радио- и телевизионной связи поблизости, а также стать особой проблемой для пользователей коммутируемого Интернета в некоторых сельских районах. [37] [38]
«Чтобы придать замыслу больше эффекта», он делает его видимым только через решетку из массивных железных прутьев, среди которых проложены провода, соединенные с электрической машиной в соседней камере; если какая-либо смелая рука или нога просовывает руку через прутья, она получает сильный удар током, который часто передается многим из толпы, а поскольку причина неизвестна, эффект оказывается чрезвычайно комичным; ужас, изумление, любопытство — все это приводится в действие и делает «Ад Дорфейля» одним из самых забавных представлений, которые только можно себе представить.
