變電站“五防”解鎖鑰匙箱智能化

【摘要】本文首先簡述了變電站“五防”解鎖鑰匙的管理現(xiàn)狀和問題所在。然后設(shè)計出一種結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、安全可靠的“五防”智能解鎖鑰匙箱，充分利用各變電站的現(xiàn)有通訊設(shè)備，實現(xiàn)由授權(quán)人（防誤專職）遠程開啟五防解鎖鑰匙箱功能，以代替原有使用封條管理的辦法。最終該裝置通過在變電站現(xiàn)場試用情況證明：在確保安全可靠解鎖操作、規(guī)范現(xiàn)場審批手續(xù)的同時，為電力防誤操作的規(guī)范化、智能化遠程管理提供了新的途徑，可以推廣使用。

【關(guān)鍵詞】防誤閉鎖；解鎖；鑰匙箱；智能化

引言

隨著變電站綜合自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，城區(qū)110kV及以下變電站都實現(xiàn)了無人值班。同時，防誤閉鎖技術(shù)經(jīng)不斷發(fā)展和完善，已成為電力自動化技術(shù)領(lǐng)域里的一個重要分支，是保障電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、穩(wěn)定運行的有效措施[1][2]。但是防誤系統(tǒng)仍然無法避免一個令人尷尬的問題，那就是當閉鎖裝置出現(xiàn)故障或需要緊急解鎖時，對于使用解鎖鑰匙的管理，一直沒有很好的辦法。

1、解鎖鑰匙的管理現(xiàn)狀

防誤閉鎖裝置作為保障電力安全運行的重要設(shè)備，其重要性已經(jīng)在電力部門得到了普遍認可。但防誤閉鎖裝置均配有萬能解鎖鑰匙，從變電站運行的實際情況來看，違規(guī)使用解鎖鑰匙的情況時有發(fā)生。而在倒閘操作中隨意使用萬能解鎖鑰匙的直接后果是可能導致誤操作，給安全造成許多隱患[3]。如今，在變電站防誤系統(tǒng)的管理中，已將防誤閉鎖裝置存在的缺陷、操作中閉鎖打不開不查找原因、間斷后重新操作時不履行唱票復誦制等作為危險點并加以防范控制[4]。但是解鎖鑰匙還是采用一些較為原始的管理方法：有采取信封封存，使用時拆封并進行手工記錄；也有將解鎖鑰匙及解鎖工具封存在專用箱內(nèi)，用臨時封條封存；也有將解鎖鑰匙鎖在抽屜內(nèi)保管的辦法；甚至有不按規(guī)定進行封裝，私藏解鎖鑰匙，不履行解鎖申請手續(xù)隨意使用等。

2、傳統(tǒng)管理方法的問題所在

（1）規(guī)范性方面：解鎖鑰匙放置在專用鑰匙箱內(nèi)，箱門使用封條粘貼封存，且對于多種解鎖鑰匙未按類別放置。使用者無法主動取、還鑰匙，需防誤專職記錄后發(fā)放或收回。（2）科學性方面：封條由工區(qū)統(tǒng)一制作和蓋印。打開鑰匙箱時必須破壞封條，并在PMS系統(tǒng)“解鎖鑰匙使用記錄”臺帳中記錄使用原因及解封條情況等[5]，容易造成使用混亂。（3）實用性方面：解鎖鑰匙使用完畢后，交由值班負責人保管，并由防誤專職將解鎖鑰匙封裝保存。需專職人員管理，人工登記記錄，容易出現(xiàn)取錯、還錯、記錯等管理隱患。（4）性價比方面：紙質(zhì)封條需定期統(tǒng)一制作、發(fā)放，并進行配送，使得綜合使用成本較高。且不能很好地實現(xiàn)工區(qū)管理人員對解鎖鑰匙流通使用情況的管理。綜上所述，解鎖鑰匙的傳統(tǒng)管理方法效率較低，既不能保證其正確使用，又增加了工作量，也無法科學地統(tǒng)計是設(shè)備故障還是防誤裝置本身故障造成解鎖操作，不便于設(shè)備管理與后續(xù)的分析總結(jié)。更嚴重的是，解鎖鑰匙是運維人員作業(yè)中有可能引發(fā)事故的危險點，如果不加以防范和控制，隨意使用，當危險點具備一定條件時就會演變成事故；還讓一部分人養(yǎng)成一種習慣性違章，給產(chǎn)生惡性誤操作埋下隱患。

3、制定鑰匙箱的智能化對策

針對解鎖鑰匙目前較為落后的人工管理現(xiàn)狀，著手設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、安全可靠的智能解鎖鑰匙箱，充分利用各變電站的現(xiàn)有通訊設(shè)備，實現(xiàn)由授權(quán)人（防誤專職）遠程開啟五防解鎖鑰匙箱功能，以代替原有使用封條管理的辦法。（1）規(guī)范性方面：簡化操作步驟，不改變現(xiàn)有審批程序的同時，基本保留原有操作習慣，讓使用者可以很快形成規(guī)范操作。（2）科學性方面：結(jié)合語音電話技術(shù)、密碼技術(shù)和RFID射頻識別技術(shù)，采用特有的來電號碼分析過濾功能，加強系統(tǒng)加密方式的安全性。（3）實用性方面：裝置擁有權(quán)限管理和自動記錄功能，客觀上可以準確控制鑰匙的流通使用情況，避免因各種人為因素造成的管理隱患。（4）性價比方面：一次性投入，不必反復投資，裝置可靠性、壽命等方面均能滿足變電站“五防”操作的要求，使得綜合使用成本較低。

4、智能鑰匙箱設(shè)計與實施

4.1鑰匙箱結(jié)構(gòu)組成的設(shè)計

如圖1所示，鑰匙箱由電控箱體（1）和鑰匙箱體（2）兩部分組成。其中：（3）是刷卡區(qū)，（4）是箱門，（5）是指示燈，（6）是鑰匙掛鉤。

4.2工作流程概況說明

采用語音電話授權(quán)管理結(jié)合IC卡（上崗證）管理的方式實現(xiàn)“五防”鑰匙的規(guī)范化管理。首先，工區(qū)防誤專職（授權(quán)人）通過撥打電話，根據(jù)語音提示授權(quán)解鎖；其次現(xiàn)場運維人員使用上崗證進行身份驗證，驗證無誤后打開鑰匙箱，取出解鎖鑰匙。智能鑰匙箱會記錄授權(quán)時間、開鎖時間等信息，通過網(wǎng)絡(luò)上傳到管理機。

4.3關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與執(zhí)行

關(guān)鍵技術(shù)①：如圖3所示，結(jié)合語音電話技術(shù)和密碼技術(shù)，采用特有的來電號碼分析過濾功能，加強系統(tǒng)的安全性，從而解決加密方式安全性差的問題。即對來電號碼進行分析過濾，非授權(quán)號碼撥打，不摘機；授權(quán)號碼，摘機，播放提示語音，等待遠程按鍵。并加入“檢測振鈴次數(shù)”和“滿足摘機次數(shù)？”來判斷是否關(guān)于解鎖操作授權(quán)事宜，再行決定啟動裝置與否。

關(guān)鍵技術(shù)②：如圖4所示，解鎖鑰匙的申請使用流程嚴格按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，即使用前先向防誤專職申請，電話授權(quán)后裝置讀取使用者上崗證（RFID識別技術(shù)）信息，由微處理器進行比對處理。批準后打開箱門，同時記錄借出鑰匙的時間，并形成文件存放在裝置內(nèi)，供隨時查閱或上傳到管理機保存打印。并加入“等待鑰匙歸還”、“有鑰匙歸還？”、“鑰匙已全歸位？”和“聲光報警提示”的小循環(huán)子程序，使得使用者在鑰匙未全部歸還到位的情況下無法關(guān)閉箱門，并發(fā)出聲光信號進行報警提示。

4.4確定系統(tǒng)控制原理

鑰匙箱系統(tǒng)的控制原理：系統(tǒng)包含有一個CPU控制板，讀卡模塊、鑰匙識別定位單元、門狀態(tài)檢測單元與CPU控制板的信號輸入部分連接，電話模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊與CPU控制板的信號輸入輸出部分連接，CPU控制板的控制指令輸出與指示燈單元、電磁鎖連接。同時為每一把解鎖鑰匙都配備鑰匙扣，鑰匙扣內(nèi)置電子鉛封的RFID編碼片，并預先定義好鑰匙種類信息及使用范圍，使得每一把鑰匙都有自己的“身份證”。從而在解鎖鑰匙被取出或歸還時，系統(tǒng)均能自動生成記錄，有利于科學統(tǒng)計解鎖原因。

此外，其電源模塊能自動檢測識別當前供電模式并進行交/直流切換；同時提供可充電電池作為后備電源，要求保證一定的持續(xù)工作時間。在裝置發(fā)生通信中斷或電源故障等緊急情況時，箱門面板（有機玻璃制）可用專用應急小錘直接擊碎，方便快速取用鑰匙。事后及時聯(lián)系廠方人員進行維修處理，并生成“應急取用”記錄一次，以防非正常使用。

5、結(jié)束語

該“五防”智能解鎖鑰匙箱在110kV府西變電站試用以來，運維人員通過接受深入、細致的培訓，逐步掌握了該裝置的使用流程、維護方法以及注意事項，使其能充分發(fā)揮作用。此裝置一次性投入，不必反復投資，其可靠性、壽命等方面均能滿足變電站“五防”操作的要求，使得綜合使用成本較低；并且最終證明：在確保安全可靠解鎖操作、規(guī)范現(xiàn)場審批手續(xù)的同時，已經(jīng)逐步使得解鎖鑰匙的管理走向規(guī)范化和智能化，大大簡化了人工管理這些設(shè)備的手續(xù)，提高了規(guī)范管理水平以及工作效率，可以推廣使用。

參考文獻

[1]趙登攀，鄭建春，肖美玲，曾宇.智能解鎖鑰匙管理技術(shù)[J].自動化應用，2010，11：42-44.

[2]周密，蔡義明，黃浩.“五防”解鎖鑰匙管理機的研制及應用[J].東北電力技術(shù)，2007，28（6）：24-26.

[3]DL/T687-2010，微機型防止電氣誤操作系統(tǒng)通用技術(shù)條件[S].國家能源局，2011-01-09發(fā)布.

[4]國家電網(wǎng)公司.防止電氣誤操作安全管理規(guī)定[Z].國家電網(wǎng)安監(jiān)（2006）904號.

[5]常州供電公司.110kV府西變電站現(xiàn)場運行規(guī)程（2015.0）[Z].常州供電公司，2015.

作者簡介

王迪（1988—），男，江蘇常州人，助理工程師，從事變電運維工作.