变电站常用便携式电器设备的管理技术探析

李顺宇

变电站常用便携式电器设备的管理技术探析

李顺宇

（广东电网有限责任公司湛江供电局，广东 湛江 524000）

变电站常用便携式电器设备在电力生产中的作用不可小觑，但此类设备往往疏于管理，或者管理技术手段落后，存在诸多弊端。以安全工器具管理为例，设计一整套智能安全工器具管理系统，它包括带指纹锁的门禁考勤机，记录开锁人员；每个安全工器具均放在柜内，柜内每个设备贴有一个RFID标签，每个设备取/存还会触动微动开关，实现设备按规定位置存放；安全用具室门口安装一自带天线的RFID读卡器，将扫描到的标签发送给上位机，即电容触控一体机，一体机形成出入库记录，此记录保存在网络服务器上；接地线、验电笔的取用/归还过程中，会启动告警提示或闭锁电路，实现对接地线、验电笔的安全管控。此套系统运行良好，其他便携式电器设备也可以采用此技术管理，提高生产效率及安全运行水平。

安全工器具；RFID；接地线；嵌入式系统

变电站有众多常用的便携式电器设备，它们在保障电力安全生产方面的作用不容忽视，常用的便携式电器设备按安全风险管理体系来划分，主要有安全工器具、用电设备、测试设备、备品备件、应急装备等。在实际生产过程中，对这些设备往往缺乏管理或技术手段落后，导致固定资产流失、工作效率低下，严重制约着电力事业的发展。

1 变电站常用便携式设备的现存问题

出入库记录单一、繁杂，工作效率低下，纸张浪费严重，无法实时查看记录。安全工器具在领用/归还前，应填写《电力安全工器具领用与返还记录》，每次借出/归还人工记录在纸质表格，实际过程中会经常缺少记录、填写不规范、严重浪费纸张污染环境以及记录不能实施查看等问题。纸质版安全工器具领用与返还记录表如图1所示。

图1 纸质版安全工器具领用与返还记录表

设备未定置于上锁的柜内。设备未按安全风险管理体系的要求全部定置于上锁的柜内，导致设备资产流失，其中不乏一些贵重的物品，如电脑、平板电脑、红外成像仪等。

设备未定置放置时，没有对应提醒、告警。在人员归还物品时，由于时间仓促或责任心不强，往往未按要求放置，但这些行为没有相应的语音提醒或告警，导致在查评时成为问题。

缺少设备试验日期、使用日期到期提醒功能。在测试设备、安全用具的试验日期、使用日期到期时，没有相关的提醒，导致使用超期设备，埋下安全隐患。

接地线、验电笔的管控力度不够。验电接地作为保证人员安全工作的重要技术措施，其管控上面存在诸多弊端。如在接地线前需要验电，并在过程中穿绝缘手套，但有时会出现运行人员到现场后才发现未带验电笔或手套的情况，来回往返，延长了停送电时间。更有甚者为图方便，直接不经验电就接地，严重冲击着电力安全生产的红线和底线。

2 问题原因分析

针对以上问题，笔者认为主要有以下原因：①安全风险管理体系的要求精细，但实现方式并未明确要求，变电站常用便携式设备的管理技术手段落后，导致出入库记录人工记录多且繁杂，一些人员在做相关工作时有抵触情绪或责任心缺失；②有些设备未存放在上锁的柜内、便携式设备未存放在专门的房室内或房室的锁未得到有效管理；③设备定置只是靠标签，没有语音智能提醒，没有告警、闭锁功能；④设备试验日期、使用日期到期通过每月人工检查发现，在人员未及时检查时，会发生过期现象；⑤接地线、验电笔的取用/归还未得到有效管理，取用地线时，未与关绝缘手套、对应电压等级的验电笔相关联，无相应的告警、闭锁措施，取用验电笔时，也没有需要使用绝缘手套的语音提醒功能。

3 解决对策

将设备放置在上锁的柜内，柜内在每个设备的放置地点贴标签，锁可以是指纹锁、二维码锁或智能考勤锁。二维码锁使用方便，只要人员随身携带手机，扫二维码，就可以通过远程或蓝牙等方式开锁。但单纯靠此类方式开锁，实现的功能太简单，二维码远程开锁可能后台要收费，后台给开发新的软件费用太高，导致厂家往往不愿意修改软件。蓝牙开锁较二维码锁功能相仿，其后台无需收费，但同样面临着后台不愿意修改软件的问题。单纯的指纹锁可靠性高，但记录往往不能在线实时查看。

设备放置时，可采用微动开关、红外感应电路或RFID标签加天线技术。红外对射由于抗干扰能力比较差，一般不采用。RFID标签加天线，每一个设备的放置格需一个天线，用8通道或12通道的接收天线，每个天线再连接读卡器，则需要比较多的读卡器及天线，制作成本比较大。微动开关电路在每个设备的放置处设计一微动开关，微动开关属点通开关，每取/还一个设备，触发微动开关动作，微动开关将这一开关量发送给嵌入式系统。嵌入式系统属一种嵌入到专用对象中的计算机系统[2]，其核心部件为单片机，在设备未按规定放置时，会启动报警或闭锁电路。同时单片机输出至电容触控一体机显示相关内容，另外单片机可通过无线、串口、蓝牙等通讯方式将信息反馈给后台管理系统或手机APP，在“智能安全工器具管理系统”中未使用此功能，此功能由一体机实现。

应用RFID超高频射频技术，射频识别技术通过无线电磁波信号进行无接触的双向数据通信[2]，将每一个设备贴一个柔性抗金属RFID标签，在柜门口安装一个自带天线的RFID标签读卡器R2000，每次读取到的标签传送给上位机。R2000超高频RFID读写器可读卡距离在0～5 m，有多种通讯端口可选，采用915M读头，一次最多可读取50个标签，读取标签可采用“主动模式”“应答模式”，项目中采用主动模式。读卡器与上位机进行数据传输，上位机由一个电容触控一体机构成，它是整个系统的大脑，起交互、显示、控制等作用。

对接地线、绝缘杆、电容放电棒、验电笔、绝缘手套、绝缘挡板等这些安全工器具，由于在逻辑上它们有一定的关联性，比如接地线，需要先拿手套、对应电压等级的验电笔，使用验电笔时也同时需要绝缘手套，这样才能符合十个规定动作，通过智能安全工器具管理系统识别出要取用的工器具，并对其关联的工器具取用进行提醒，提高工作效率及安全水平。接地线、验电笔、绝缘手套的互锁功能如图2所示。

设备试验日期、使用日期可能到期问题。通过最初的台账清册录入，智能安全工器具管理系统自动跟踪识别下次试验日期及使用期限，在到期前半个月至一个月会将相关的信息发送给管理人员，提醒及时处理。

图2 接地线、验电笔、绝缘手套的互锁功能

4 变电站安全工器具管理技术

项目中设计一整套安全工器具管理系统，该套系统安装在安全工器具室门口，由RFID读卡器、触控一体机、考勤机门禁、音响喇叭、摄像头以及室内每个物品的超高频射频标签、微动开关电路及嵌入式系统组成。

使用指纹考勤机门禁系统，开锁记录实时发送给上位机，同时遇到特殊情况也可以远程开锁，从而使设备出问题时责任具体到个人。在报警方面，考勤机门禁在有暴力开锁的情况时会自动启动报警电路，同时将相关信息发给管理员。项目中指纹考勤机门禁采用得力13704套装，其功能强大，能较好地与上位机联系。

应用嵌入式系统，实现对实际取用归还设备与后台记录一致性核查。一致时后台对应记录，不一致时现场声光报警，后台也报错。

每次取用/归还物品时，读卡器自动扫描RFID标签，形成记录，记录报表的格式完全按照安全风险管理体系模板记录，在必要时可以直接导出此表格打印，平时检查人员在一体机或网页上查看电子版的记录表即可，如图3所示。

图3 一体机或网页上保存的安全工器具使用/归还记录表

一体机内设计有一套智能安全工器具管理系统软件，该软件系统自主研发，以便后期维护。目前该软件已获得国家软件著作权，变电站智能安全工器具管理系统的功能主要通过这套软件实现，其界面如图4所示。

图4 智能安全工器具管理系统软件界面

通过触控一体机上的智能安全工器具管理系统，对整个出入库进行管理及监控，一体机自带或外接的摄像头对每次取还工具进行拍照留底，并保存一段时间，可追踪到工器具具体的取用/归还人员以及未定置放置的人员。外接的摄像头会实时监控房室内的变化情况，在人员有变动时会自动录像，该录像保存在本地或网络服务器上，起到报警或特殊情况回查的作用。智能安全工器具管理系统软件也可通过设计典型操作票、工作票的安全措施库，即在智能安全工器具管理系统上选择对应的作业类型，就会弹出提示要选择的安全工具，在出库不满足典型的安全措施库时发出警报，从而进一步提升工作效率和安全运行水平。

此项目在湛江供电局220 kV赤坎巡维中心得到运用，运行人员反映良好，也确实给基层人员减负不少，提高了工作效率，减少了纸张浪费，达到了保护设备固定资产的目的。同时，该项目在麻章供电局湖光供电所的安全工器具、手工具、应急装备的管理上也有应用，供电所的人员也反馈良好，达到了项目预先设定的目标。

5 智能安全工器具管理技术应用推广

上述为安全工器具的管理技术，对于其他变电站常用便携式电器设备，包括用电设备、测试设备、备品备件，甚至是站内生活及办公用品、五防解锁管理等也可参考此类实现方法，统一放置，确保设备资产不流失，使用符合安全风险管理体系要求，同时实现智能管理。

6 总结

变电站常用便携式电器设备管理存在诸多弊端，管理技术滞后于相关规定，急需一种新的技术解决此类问题。本文以变电站安全工器具管理为例，通过一整套智能的安全工器具管理系统硬件及软件，实现对安全工器具的全过程管控，减少了固定资产遗失，避免重复性的记录工作，减少纸张浪费。此套系统功能强大，不仅适用于安全工器具的管理，对变电站其他便携式电器设备也可以使用这个技术。运行经验表明，此套系统可操作性强，成本较低，在提高工作效率及安全运行水平的方面效果显著。

［1］许斌.嵌入式系统的应用分析［J］.科技创新导报，2017（27）：130-131.

［2］陈璐.超高频射频识别阅读器的频谱研究与系统设计［D］.西安：西安电子科技大学，2014.

TM595

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.19.046

2095－6835（2019）19－0113－03

李顺宇（1984—），男，福建龙岩人，大学本科，工程师，研究方向为变电运行及检修、继电保护。

〔编辑：王霞〕