变电站“五防”解锁钥匙箱智能化

【摘要】本文首先简述了变电站“五防”解锁钥匙的管理现状和问题所在。然后设计出一种结构简单、易于操作、安全可靠的“五防”智能解锁钥匙箱，充分利用各变电站的现有通讯设备，实现由授权人（防误专职）远程开启五防解锁钥匙箱功能，以代替原有使用封条管理的办法。最终该装置通过在变电站现场试用情况证明：在确保安全可靠解锁操作、规范现场审批手续的同时，为电力防误操作的规范化、智能化远程管理提供了新的途径，可以推广使用。

【关键词】防误闭锁；解锁；钥匙箱；智能化

引言

随着变电站综合自动化技术的不断发展，城区110kV及以下变电站都实现了无人值班。同时，防误闭锁技术经不断发展和完善，已成为电力自动化技术领域里的一个重要分支，是保障电力系统安全生产、稳定运行的有效措施[1][2]。但是防误系统仍然无法避免一个令人尴尬的问题，那就是当闭锁装置出现故障或需要紧急解锁时，对于使用解锁钥匙的管理，一直没有很好的办法。

1、解锁钥匙的管理现状

防误闭锁装置作为保障电力安全运行的重要设备，其重要性已经在电力部门得到了普遍认可。但防误闭锁装置均配有万能解锁钥匙，从变电站运行的实际情况来看，违规使用解锁钥匙的情况时有发生。而在倒闸操作中随意使用万能解锁钥匙的直接后果是可能导致误操作，给安全造成许多隐患[3]。如今，在变电站防误系统的管理中，已将防误闭锁装置存在的缺陷、操作中闭锁打不开不查找原因、间断后重新操作时不履行唱票复诵制等作为危险点并加以防范控制[4]。但是解锁钥匙还是采用一些较为原始的管理方法：有采取信封封存，使用时拆封并进行手工记录；也有将解锁钥匙及解锁工具封存在专用箱内，用临时封条封存；也有将解锁钥匙锁在抽屉内保管的办法；甚至有不按规定进行封装，私藏解锁钥匙，不履行解锁申请手续随意使用等。

2、传统管理方法的问题所在

（1）规范性方面：解锁钥匙放置在专用钥匙箱内，箱门使用封条粘贴封存，且对于多种解锁钥匙未按类别放置。使用者无法主动取、还钥匙，需防误专职记录后发放或收回。（2）科学性方面：封条由工区统一制作和盖印。打开钥匙箱时必须破坏封条，并在PMS系统“解锁钥匙使用记录”台帐中记录使用原因及解封条情况等[5]，容易造成使用混乱。（3）实用性方面：解锁钥匙使用完毕后，交由值班负责人保管，并由防误专职将解锁钥匙封装保存。需专职人员管理，人工登记记录，容易出现取错、还错、记错等管理隐患。（4）性价比方面：纸质封条需定期统一制作、发放，并进行配送，使得综合使用成本较高。且不能很好地实现工区管理人员对解锁钥匙流通使用情况的管理。综上所述，解锁钥匙的传统管理方法效率较低，既不能保证其正确使用，又增加了工作量，也无法科学地统计是设备故障还是防误装置本身故障造成解锁操作，不便于设备管理与后续的分析总结。更严重的是，解锁钥匙是运维人员作业中有可能引发事故的危险点，如果不加以防范和控制，随意使用，当危险点具备一定条件时就会演变成事故；还让一部分人养成一种习惯性违章，给产生恶性误操作埋下隐患。

3、制定钥匙箱的智能化对策

针对解锁钥匙目前较为落后的人工管理现状，着手设计一种结构简单、易于操作、安全可靠的智能解锁钥匙箱，充分利用各变电站的现有通讯设备，实现由授权人（防误专职）远程开启五防解锁钥匙箱功能，以代替原有使用封条管理的办法。（1）规范性方面：简化操作步骤，不改变现有审批程序的同时，基本保留原有操作习惯，让使用者可以很快形成规范操作。（2）科学性方面：结合语音电话技术、密码技术和RFID射频识别技术，采用特有的来电号码分析过滤功能，加强系统加密方式的安全性。（3）实用性方面：装置拥有权限管理和自动记录功能，客观上可以准确控制钥匙的流通使用情况，避免因各种人为因素造成的管理隐患。（4）性价比方面：一次性投入，不必反复投资，装置可靠性、寿命等方面均能满足变电站“五防”操作的要求，使得综合使用成本较低。

4、智能钥匙箱设计与实施

4.1钥匙箱结构组成的设计

如图1所示，钥匙箱由电控箱体（1）和钥匙箱体（2）两部分组成。其中：（3）是刷卡区，（4）是箱门，（5）是指示灯，（6）是钥匙挂钩。

4.2工作流程概况说明

采用语音电话授权管理结合IC卡（上岗证）管理的方式实现“五防”钥匙的规范化管理。首先，工区防误专职（授权人）通过拨打电话，根据语音提示授权解锁；其次现场运维人员使用上岗证进行身份验证，验证无误后打开钥匙箱，取出解锁钥匙。智能钥匙箱会记录授权时间、开锁时间等信息，通过网络上传到管理机。

4.3关键技术的研发与执行

关键技术①：如图3所示，结合语音电话技术和密码技术，采用特有的来电号码分析过滤功能，加强系统的安全性，从而解决加密方式安全性差的问题。即对来电号码进行分析过滤，非授权号码拨打，不摘机；授权号码，摘机，播放提示语音，等待远程按键。并加入“检测振铃次数”和“满足摘机次数？”来判断是否关于解锁操作授权事宜，再行决定启动装置与否。

关键技术②：如图4所示，解锁钥匙的申请使用流程严格按照相关规定执行，即使用前先向防误专职申请，电话授权后装置读取使用者上岗证（RFID识别技术）信息，由微处理器进行比对处理。批准后打开箱门，同时记录借出钥匙的时间，并形成文件存放在装置内，供随时查阅或上传到管理机保存打印。并加入“等待钥匙归还”、“有钥匙归还？”、“钥匙已全归位？”和“声光报警提示”的小循环子程序，使得使用者在钥匙未全部归还到位的情况下无法关闭箱门，并发出声光信号进行报警提示。

4.4确定系统控制原理

钥匙箱系统的控制原理：系统包含有一个CPU控制板，读卡模块、钥匙识别定位单元、门状态检测单元与CPU控制板的信号输入部分连接，电话模块、网络模块与CPU控制板的信号输入输出部分连接，CPU控制板的控制指令输出与指示灯单元、电磁锁连接。同时为每一把解锁钥匙都配备钥匙扣，钥匙扣内置电子铅封的RFID编码片，并预先定义好钥匙种类信息及使用范围，使得每一把钥匙都有自己的“身份证”。从而在解锁钥匙被取出或归还时，系统均能自动生成记录，有利于科学统计解锁原因。

此外，其电源模块能自动检测识别当前供电模式并进行交/直流切换；同时提供可充电电池作为后备电源，要求保证一定的持续工作时间。在装置发生通信中断或电源故障等紧急情况时，箱门面板（有机玻璃制）可用专用应急小锤直接击碎，方便快速取用钥匙。事后及时联系厂方人员进行维修处理，并生成“应急取用”记录一次，以防非正常使用。

5、结束语

该“五防”智能解锁钥匙箱在110kV府西变电站试用以来，运维人员通过接受深入、细致的培训，逐步掌握了该装置的使用流程、维护方法以及注意事项，使其能充分发挥作用。此装置一次性投入，不必反复投资，其可靠性、寿命等方面均能满足变电站“五防”操作的要求，使得综合使用成本较低；并且最终证明：在确保安全可靠解锁操作、规范现场审批手续的同时，已经逐步使得解锁钥匙的管理走向规范化和智能化，大大简化了人工管理这些设备的手续，提高了规范管理水平以及工作效率，可以推广使用。

参考文献

[1]赵登攀，郑建春，肖美玲，曾宇.智能解锁钥匙管理技术[J].自动化应用，2010，11：42-44.

[2]周密，蔡义明，黄浩.“五防”解鎖钥匙管理机的研制及应用[J].东北电力技术，2007，28（6）：24-26.

[3]DL/T687-2010，微机型防止电气误操作系统通用技术条件[S].国家能源局，2011-01-09发布.

[4]国家电网公司.防止电气误操作安全管理规定[Z].国家电网安监（2006）904号.

[5]常州供电公司.110kV府西变电站现场运行规程（2015.0）[Z].常州供电公司，2015.

作者简介

王迪（1988—），男，江苏常州人，助理工程师，从事变电运维工作.