配电室无线遥控混合磁力闭锁装置的研究与应用

刘宝荣++付小平++高铁军++陈明旭++张军达++高杰++苗万辉++林学

摘 要：配电室现有的门锁都需要使用普通的钥匙，巡视或检修时需要携带大量的钥匙，一旦丢失或锁的机械结构卡涩，将无法开门，影响巡视效率和事故处理时长。为此，本文研制了一种配电室无线遥控混合磁力闭锁装置，代替普通门锁，同时具备加密功能和防外破功能。

关键词：配电室 混合磁力 闭锁装置 无线遥控

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0007-02

配电室的锁主要分为挂锁和防盗门锁，开锁孔均是外置式的，存在外力破坏进入的可能，以及施工人员、物业、客户私配钥匙可能，非供电公司运维检修人员进入配电会给配电设备的安全运行带来隐患，同时造成非监护情况下的人身触电事故。

另外，配电班负责管理大量的普通钥匙，巡视人员需要频繁的借还钥匙，另外机械锁和普通钥匙经常因生锈和磨损等原因，导致锁打不开，影响设备巡视、故障抢修的效率。

1 现状分析

关于门禁系统，身份识别单元部分是门禁系统的重要组成部分，起到对通行人员的身份进行识别和确认的作用，实现身份识别的方式和种类很多，主要有卡证类身份识别方式、密码类识别方式、生物识别类身份识别方式以及复合类身份识别方式，但是这些先进的门禁系统并不适用于巡视人员经常流动、配电室强电磁干扰的现状，并且以上高级门禁价格昂贵，不适合在配电室大量推广。

急需研制一种，抗电磁干扰、无外置式传感器采集装置（读卡器、指纹采集器、输密码的键盘等容易被外力破坏）、停电时仍具有闭锁功能的无线遥控磁力闭锁装置。

2 设计方案

配电室无线遥控混合磁力闭锁装置主要由：混合磁力锁、无线遥控模块、电磁力解除模块、停电备用电源模块组成。该混合磁力闭锁装置可以代替普通的外挂锁和防盗门锁安装于配电室门内部，采用永久磁铁和电磁铁共同提供吸合力，使用无线遥控器进行遥控吸合，由配电室内交流电为它供电。

混合磁力锁主要有四种状态。

（1）关门状态。当门关闭之后，由行程开关自动触发电磁铁电源回路通电，和永久磁铁的磁力方向一致，共同把门闭合住，即只要人工关门就自动吸合。

（2）开门状态。遥控电磁铁通入电流反向，产生的磁力与永久磁铁磁力方向相反，磁力抵消，輕松开门，无线遥控模块是带加密的，即使丢失遥控器，调整配电室内接收模块的拨码后用新的遥控器进行学习即可。

（3）配电室停电状态。电磁线圈失电，仅靠永久磁铁的磁力吸合，依靠2名成人的力量，可以强力推开门，也可以在配电室外面接入12V电池作为备用电源（有过流过压保护），继续使用遥控器进行遥控开门（主电源回路不备蓄电池，因为蓄电池寿命短，选择在配电室停电时使用移动外置备用电池或人力推门）。

（4）故障状态。遥控电流反相的转换开关故障，导致电磁铁持续通入正向电流，无法遥控开门，在电流转换开关与电磁铁线圈之间串入电磁力解除模块，该模块可以通过另外一个遥控开关进行遥控分开电流转换开关与电磁铁线圈之间的导线。

装置主要分为门外和门内两部分，如图1、图2所示。门外部分主要指无线遥控模块，红色圆圈表示电源指示灯，灯灭表示整个配电室停电，此时需要位于配电室门内的电池供电。

门内部分又分为控制模块、开关门检测模块、磁力模块三部分。控制模块的作用是检测门的开关门状态，检测配电室是否停电，接收外置盒收到遥控分合命令并控制磁力模块。开关门检测模块主要由霍尔传感器组成，当磁钢靠近传感器时，传感器就向控制模块发出关门信号，控制模块向电磁线圈提供正向电流。

混合磁力模块由内置铁芯的电磁线圈和永久钕铁硼磁钢组成，其中当控制模块产生正向电流时，电磁线圈产生的磁场与磁钢产生的磁场方向相同，两者叠加，门进入闭合状态（关门）；当控制模块产生反向电流时，电磁线圈产生的磁场与磁钢产生的磁场方向相反，两者抵消，进入开门状态。

3 应用效果

经试验，配电室无线遥控混合磁力闭锁装置可以代替常规挂锁和防盗门锁，可以进行遥控分合，遥控器带加密功能，遥控器丢失后可以重设密码，配电室停电状态下可以采用外置电池或强力推门，故障状态下可以遥控取消电磁铁磁力，见图3。

4 效益分析

4.1 安全效益

配电室无线遥控混合磁力闭锁装置可以代替普通锁和防盗门锁，避免大量药匙的管理，在发生停电故障时，运维人员无需花费时间找药匙，在巡视配电室时无需携带大串药匙，每名运维人员携带一把遥控器，就可以打开所有配电室的门；避免其他人员像私配普通钥匙一样私配遥控器，安全性高，防止施工队、物业电工私自进入配电室进行接线窃电、无监护误操作等等安全隐患，提高供电可靠性。

4.2 经济效益

经核算，本装置比更换指纹识别、语音识别、射频卡等被动采集式门禁系统的成本低，可靠性高，抗雨雪、尘土、电磁等恶劣环境的适应性强，在无外置部分，不会受到外力破坏，后期免维护。

5 结语

本装置无论在配电室是否停电的状态下均可以正常使用，避免了运维人员携带大串钥匙开门的情况，提高了劳动效率，值得在配电室大量推广应用。

参考文献

[1] 饶大伟，张昆峰，何卫国.一种基于DSP的电机电磁锁制器控制与检测技术[J].兵工自动化，2016（9）：17-22.

[2] 蔡有军.北京地区电力开闭站、配电室智能门禁系统研究[A].2016智能电网发展研讨会论文集[C].中国电力科学研究院，2016：4.

[3] 冷莉.配电室智能监测系统设计与研究[D].华北电力大学，2016.endprint