高壓計量柜帶電閉鎖安全管理系統(tǒng)

梁永昌，王 泉，劉韻藝，具 浩，方紹懷，蔣敬鶴

(廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞供電局,廣東 東莞 523000）

目前，計量柜的防誤閉鎖措施較差，管理比較規(guī)范的地區(qū)會有增加一些掛鎖進行防誤，可是這些掛鎖多為普通機械鎖，在性能、安全和管理上并不能滿足實際需求[1]。本文提出高壓計量柜帶電閉鎖安全管理系統(tǒng)，通過帶電顯示器與智能鎖進行邏輯綁定，先驗電后開鎖，起到防止人員擅自開啟計量柜柜門進行作業(yè)的作用。

1 現(xiàn)狀

隨著社會的發(fā)展，電力與生產(chǎn)及生活已經(jīng)密不可分，計量柜作為至關(guān)重要的一環(huán)，對該類設(shè)備的使用和管理就顯得尤為重要[2-4]，出于設(shè)備安全運行和資產(chǎn)保護的考慮，運行管理部門往往會對計量柜使用不同的鎖具進行上鎖管理，以達到防誤操作和防盜的目的。然而傳統(tǒng)鎖具存在各種缺陷，同時運維人員在工作時也需要攜帶不同的鑰匙開展工作，增加了工作班組和工作人員鑰匙的使用和管理負擔，難以滿足目前電網(wǎng)發(fā)展及安全要求。同時，使用效果并不理想，誤操作事故和設(shè)備失竊的事件時有發(fā)生[5]。因此亟需新的解決方案。

2 高壓計量柜帶電閉鎖安全管理系統(tǒng)

本文提出高壓計量柜帶電閉鎖安全管理系統(tǒng)，其主要技術(shù)原理如下：第一，具備安全防誤操作管控功能。將電子、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、信息安全、云、電力控制等技術(shù)融合到一起，管理人員可通過移動終端實時查看鎖具位置、使用情況等相關(guān)信息，實現(xiàn)24 h在線監(jiān)控管理，提高防誤操作水平。第二，有效杜絕帶電操作隱患。通過高壓帶電顯示器，有效杜絕帶電操作隱患。第三，智能鑰匙管控設(shè)備安全使用。一套鑰匙管控所有設(shè)備的管理，工作人員無須攜帶鎖類眾多的鑰匙到現(xiàn)場，減輕工作人員負擔，提升運維工作效率；采取動態(tài)加密授權(quán)模式，非授權(quán)無法開啟，防止走錯間隔，杜絕無開啟及誤操作。第四，具備移動端操作功能。創(chuàng)新加入移動終端，可實現(xiàn)遠程授權(quán)許可、實時記錄開鎖記錄并上傳，有效提高工作效率；實現(xiàn)分組管理，對主業(yè)和非主業(yè)人員實現(xiàn)有效管理，提高人員及設(shè)備運行管理水平，鎖具硬件如圖1所示。

圖1 鎖具硬件示意圖

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由智能鎖、手持終端、主站3部分組成。智能鎖：智能鎖系統(tǒng)的執(zhí)行部分，安裝在計量柜門上，實現(xiàn)閉鎖保護功能，由硬件部分、軟件部分及機械機構(gòu)部分組成。手持終端：與智能鎖通過藍牙通信，與主站軟件通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，開關(guān)鎖操作發(fā)起，完成主站軟件與智能鎖之間的數(shù)據(jù)交互同時進行身份認證，實現(xiàn)授權(quán)操作與實時記錄登記。主站軟件：對操作人、智能鎖等進行信息化管理；實時記錄操作及智能鎖狀態(tài)等。

發(fā)鎖流程：為實現(xiàn)智能鎖只有在授權(quán)情況下才能進行操作，須對智能鎖進行注冊操作，即發(fā)鎖，將智能鎖與主站軟件進行對應(yīng)。首先將智能鎖安裝到計量柜柜門，線路接好；手持終端通過賬號密碼與主站軟件連接，之后與智能鎖藍牙連接，通信正常后點擊注冊，填寫注冊信息，提交給主站軟件；最后主站軟件確認后返回結(jié)果信息至手持終端，如圖2所示。

圖2 發(fā)鎖原理圖

開關(guān)鎖流程：主站軟件結(jié)合工作票系統(tǒng)，授權(quán)操作人及授權(quán)時間等。手持終端使用授權(quán)的賬號和密碼與主站軟件獲得連接。手持終端與智能鎖中的藍牙進行配對并開始數(shù)據(jù)交互，由手持終端發(fā)出開關(guān)鎖指令，智能鎖解密解析指令并進行判斷，解析正確則驅(qū)動機構(gòu)動作，返回成功，如果解析異常則返回失敗。手持終端將智能鎖返回的狀態(tài)傳給主站，主站完成記錄，如圖3所示。

圖3 開關(guān)鎖原理圖

主要創(chuàng)新性分析：第一，防誤邏輯功能可靠性設(shè)計。將智能鎖與帶電顯示器綁定安裝注冊，使兩者具有唯一的關(guān)聯(lián)性。操作智能鎖時自動強制執(zhí)行驗電操作，比傳統(tǒng)“五防”開票流程更加便捷、可靠、智能。在驗電過程中融入帶電顯示器非故障判據(jù)，即只有當帶電顯示器正常工作且線路停電時才通過驗電程序，開放解鎖權(quán)限，大大提高了線路停電狀態(tài)判斷的可靠性，有效防止因帶電顯示器自身故障引起的誤解鎖情況。第二，故障的應(yīng)急處理。帶電顯示器有3個物理驗電孔，故障時方便操作人員有效地對線路進行驗電。同時在軟件上設(shè)計了跳步操作的申請功能，一旦出現(xiàn)故障，操作人員可通過App軟件向管理員申請遠程跳步操作，待取得管理員的確認審批后，跳過驗電步驟直接解鎖接地開關(guān)并在系統(tǒng)中記錄操作流程。帶電顯示器設(shè)計成插拔式結(jié)構(gòu)，可以在不停電的情況下更換故障的帶電顯示器。第三，后臺軟件系統(tǒng)的配套搭建。后臺管理軟件可固化操作流程，簡化操作步驟，實現(xiàn)一鍵授權(quán)，顯示地理信息。在軟件上標記所有注冊智能鎖的位置信息，并顯示開關(guān)狀態(tài)、設(shè)備關(guān)聯(lián)信息等，以智能鎖為數(shù)據(jù)節(jié)點建立東莞配網(wǎng)設(shè)備的大數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計移動App軟件，軟件具備日常操作功能，包括權(quán)限申請、審批，以及記錄查看、人員管理等，提高工作的便捷性及工作效率。第四，數(shù)據(jù)傳輸加密機制的安全性和防破解性。通過移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)現(xiàn)場智能鎖與主站數(shù)據(jù)的實時交互，所有的交互數(shù)據(jù)均采用高安全級別的AES加密算法處理，同時在主站下傳數(shù)據(jù)中加入時間節(jié)點報文，雙重加密，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

3 結(jié)論

本成果將傳統(tǒng)的安保掛鎖和防誤操作程序鎖進行融合，并增加權(quán)限管理、人員管理、設(shè)備管理、記錄管理等功能，實現(xiàn)對智能鎖、智能鑰匙以及操作人員的注冊登記和管理、工單的動態(tài)密碼授權(quán)、實名認證等功能；利用智能手持終端進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)全天候覆蓋和在線移動監(jiān)控，實現(xiàn)計量柜智能化管理，減輕了管理部門及工作人員對鑰匙管理的負擔，有效提升安全生產(chǎn)管理水平。