一种大容量检测用门禁系统

周媛 潘勇

摘 要：在大容量检测中涉及中高压关合与开断试验，较大的电压和电流会危害人身安全，安装门禁系统便于对检测过程与试验安全性进行监管和保证，也可以防止人员误进入试验区域。本文提出了一种大容量检测用门禁系统，主要从总体架构、工作原理、注意事项和实施方式方面进行了阐述，为相关试验人员提供参考，具有一定的指导意义和实用价值。

关键词：大容量检测，中高压关合与开断试验，门禁系统，安全性，总体架构

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.07.035

An Access Control System for Large Capacity Detection

ZHOU Yuan PAN Yong

（Shandong Institute of Inspection on Product Quality）

Abstract： Medium and high voltage closing and breaking tests are involved in large capacity detection. Higher voltage and current will endanger personal safety. Installation of access control system is convenient for monitoring and ensuring the detection process and test safety， and also can prevent personnel from entering the test area by mistake. This paper puts forward an access control system for large capacity detection， which is mainly described from the aspects of overall structure， working principle， precautions and implementation methods， which provides reference for relevant testers， and has certain guiding signifi cance and practical value.

Keywords： large capacity detection， medium and high voltage closing and breaking test， access control system， safety， overall architecture

隨着国内经济的迅猛发展，电力设备的安全运行是电力系统供电的重要保障，大容量检测试验的核心是对设备可靠性进行测试，这对确保设备性能稳定至关重要[1-4]。大容量检测试验室主要进行高压交流断路器、高压交流隔离开关和接地开关、3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备、高压/低压预装式变电站等高压交流开关设备和控制设备的检验检测，这些电力系统用于交流开关设备和控制设备，运行在电压3 kV及以上。在大容量检测中涉及中高压关合与开断试验，电压和电流较大，存在安全隐患，会危害人身安全，安装门禁系统便于监管也可以防止人员误进入试验区域；在大容量检测中试验样品存在不合格情况时，产生的爆炸冲击波对人和试验室存在破坏性。但是，普通的门锁不方便、钥匙多、易破坏、易复制、安全性低，不适用于大容量检测试验室。

本文提供了一种大容量检测用门禁系统，保证了在授权的门禁卡没有归位，以及实验室门没有关闭时，试验无法进行，有利于保障人身安全。

1 总体架构

本文提出的大容量检测用门禁系统包括发卡器、电源、第一处理器、交换机、第二处理器、第三处理器、显示器、若干个火灾传感器、若干个门禁控制器、若干个行程开关、若干个断路器控制器和若干个断路器，其总体架构见图1。

各部件功能主要有：

（1）发卡器用于在设置门禁卡权限时获取门禁卡信息，并发送至第一处理器。

（2）电源分别与发卡器和第一处理器连接，用于供电到发卡器和第一处理器。

（3）第一处理器功能有：1）用于基于门禁卡信息统计门禁卡数量，若钥匙孔的状态为有钥匙插入时钥匙孔数量，并与门禁卡数量一致，同时所有实验室门的状态为关闭，则生成合闸指令来控制所有断路器合闸；2）基于门禁卡权限将门禁卡信息发送至对应的门禁控制器进行存储；3）将生成的合闸指令发送至第二处理器，第二处理器接收到合闸指令后将合闸指令发送至各个断路器控制器，以控制相应的断路器合闸；4）用于接收火灾发生的实验室门后生成电源切除指令以及需要进行电源切除的实验室门，并发送至第二处理器；5）用于接收急停指令，在接收到急停指令后生成分闸指令，将分闸指令发送至第二处理器；6）用于在生成合闸指令后发送控制指令至警示柱灯和电铃，使警示柱灯变为红色，且电铃发出声音。

（4）行程开关设置于钥匙孔内，用于获取钥匙孔的状态，并发送至第一处理器，钥匙孔用于插入与门禁卡绑定的钥匙。

（5）交换机分别与第一处理器和若干个门禁控制器连接，用于数据传输。

（6）门禁控制器用于获取所有试验室门的状态，并发送至第一处理器；还用于接收读卡器读取的门禁卡信息，与存储的门禁卡信息进行比对，若存在，则通过控制门磁开关来实现试验室门的打开。

（7）第二处理器用于接收到电源切除指令以及需要进行电源切除的实验室门后，将电源切除指令发送相应的门禁控制器，切断相应实验室门的门禁控制器电源；还用于接收到分闸指令后，将分闸指令发送至各个断路器控制器以控制相应的断路器分闸。

（8）第三处理器连接着若干个火灾传感器，并存储着每个火灾传感器对应的实验室门；还用于在接收到火灾传感器发送来的火灾信号后，判断发送火灾信号的传感器对应的实验室门，并将火灾发生的实验室门发送至第一处理器。

2 技术方案

2.1 工作原理

如图1所示本文提出的大容量检测用门禁系统的工作原理为：电源（AC220V）分别与发卡器和第一处理器连接，用于供电到发卡器和第一处理器。第一处理器分别与发卡器、显示器、行程开关和交换机连接。交换机还连接有第二处理器、第三处理器和若干个门禁控制器，用于数据传输。第三处理器连接有若干个火灾传感器。第二处理器连接有若干个断路器控制器。每个断路器控制器连接一个断路器。

2.2 注意事项

在实际检测过程中需注意以下几点：

（1）在大容量检测试验室所在的整个实验区域内，根据需要设置若干个火灾传感器。电源、发卡器、第一处理器、交换机、显示器和若干个行程开关可以组装为门禁卡管理柜。一个门禁卡可以打开多个实验室门，每个实验室门也可以被多个门禁卡打开；还设置有应急门禁卡，所有实验室门都可以被应急门禁卡打开。每个门禁卡绑定一个钥匙。

（2）门禁卡在不使用时将绑定的钥匙插入门禁卡管理柜的钥匙孔内，在使用门禁卡时用户将钥匙拔出连带门禁卡一起取出。

（3）每个门禁控制器设置于一个大容量检测试验室门的门禁锁上。门禁控制器连接有门磁开关，用于通过控制门磁开关来实现大容量检测试验室门的开关。

（4）行程开关是一个传感器，行程开关设置于钥匙孔内，用于获取钥匙孔的状态，即该钥匙孔内是否有钥匙插入。钥匙孔用于插入与门禁卡绑定的钥匙。

2.3 实施方式

在实际检测中各部件工作过程为：

（1）第一处理器实施方案：1）第一处理器配置有门禁管理系统，包括门禁卡授权模块。管理员将门禁卡放置于发卡器上，同时通过账号密码登录门禁管理系统对门禁卡进行授权。2）第一处理器获取门禁卡权限以及发卡器读取的门禁卡信息（ID号），基于门禁卡权限将门禁卡信息通过交换机发送至对应的门禁控制器进行存储，同时第一处理器将门禁卡信息和门禁卡权限进行存储，基于门禁卡信息统计门禁卡数量。3）第一处理器配置有门禁管理系统、电子地图模块（用于获取用户导入的如DWG、BMP等多种格式的实验区域地图），还包括渲染模块，用于将获取的所有实验室门的状态渲染到试验区域地图上，并通过显示器进行显示。4）第一处理器通过内部局域网采用TCP/IP讯协议连接到服务器上，并通过统一数据库进行统计及管理，实现数据信息共享。5）第一处理器可通过交换机与视频监控装置联网联动，用于在接收视频监控装置发送的入侵报警信号后，发出报警信号，监视并联动相关区域的门禁控制器。6）可通过交换机连接警示柱灯和电铃，警示柱设置在实验室入口处，电铃灯设置在实验区域内，在生成合闸指令后发送控制指令至警示柱灯和电铃，使警示柱灯变为红色，电铃发出声音，所有人员都必须离开现场带电区域，否则警示柱灯为绿色。只有警示柱灯为绿色时，即表示该区域试验电路为安全状态时方可进入。如果在柱灯为红色时有人员进入，则将通过门联锁将该区域试验电路自动带到安装状态。

（2）门禁卡实施方案：1）门禁卡授权模块能对所有持卡人进行分级管理，根据持卡人的身份确定其对各门的通行权。能很方便地实现多级权限设置功能。2）通过门禁卡授权模块可设置每张卡（即每个人）的进出权限、时间范围、节假日限制等，如高级管理者的门禁卡可随时进出任何一扇门，部门管理者可进出本部门所有门，而一般职员只能在上班时间内进出本部门的门，超出上班时间将无法进出。3）可以结合密码输入来确认持卡者的合法性，然后决定是否开门，各种权限可由用户自由设置。4）在大容量检测试验进行之前，工作人员携带在门禁卡管理柜取出的钥匙和门禁卡进行刷卡，打开大容量检测试验室门，进入大容量检测试验室进行设备调试。5）设备调试完毕后，工作人员将钥匙和门禁卡一起归还至门禁卡管理柜，将钥匙插入钥匙孔，行程开关用于检测钥匙孔的状态，并发送至第一处理器。

（3）门禁控制器实施方案：1）门禁控制器连接有读卡器，用于接收读卡器读取的门禁卡信息，与存储的门禁卡信息进行比对，若存在，则通过控制门磁开关来实现大容量检测试验室门打开。2）如果一个门禁卡从门禁卡管理柜取出，则将相关区域的试验电路通过联锁自动带到一个安全状态下，即主回路相关断路器分闸以保证无电源接至相关区域电路，且相關区域的接地开关合闸。3）如果有门禁卡没有回到控制室，则主回路将一直保持在安全状态下，并且不能启动试验。4）第一处理器配置有门禁管理系统，还包括安全检测模块，用于响应大容量检测试验启动指令，基于所有试验室门的状态、所有钥匙孔的状态和存储的门禁卡信息，判断所有实验室是否处于安全状态（若钥匙孔的状态为有钥匙插入的钥匙孔的数量，与存储的门禁卡的数量一致，且所有实验室门的状态为关闭，则处于安全状态）；若是处于安全状态则生成合闸指令以控制主回路上所有断路器合闸，通过交换机发送合闸指令至第二处理器，第二处理器配置有直接试验系统，接收到合闸指令后，将合闸指令发送至各个断路器控制器，以控制相应的断路器合闸。5）门禁控制器的电源采用就近取电原则（交流220V），线路为RVV-4×1.0mm，通讯总线采用六类UTP双绞线，通讯总线在吊顶内沿封闭式金属线槽敷设，或穿金属管视情在楼板内、墙内暗敷设，电源线单独穿金属管视情在楼板内、墙内暗敷设。6）门禁控制器还用于检测实验室门打开时长，以及非法闯入和门锁破坏情况，并发送至第一处理器，第一处理器根据实验室门打开时长，以及非法闯入和门锁破坏情况，判断是否发生非正常通行，若发生，则发出报警信号，并通过显示器进行显示，并进行实时记录。7）门禁控制器存储有人员资料库，还用于将实验室门的刷卡记录上传至第一处理器，第一处理器可以按人员及其所属部门对刷卡记录进行汇总、查询、分类及打印等，当人员和读卡器增加时，使用软件扩容包能够将第一处理器所支持读卡器和门禁卡数量扩容，有利于第一处理器的发展及增设新的功能，如扩容实现一卡通功能。8）门禁控制器运作不因计算机故障、线路故障或线路断线而影响管制功能，读卡资料不会流失，当线路恢复时自动传回第一处理器。

（4）第三处理器实施方案：1）第三处理器配置有火灾报警系统，并存储有每个火灾传感器对应的实验室门，用于在接收到火灾传感器发送来的火灾信号后，判断火灾发生区域，即发送火灾信号的传感器对应的实验室门，并将火灾发生区域通过交换机发送至第一处理器。2）发生火警时，保证自动释放相关区域通道的出入口控制，不应该设置延时功能，应该不需要钥匙或其他工具、也不需要专门知识或费多大力气就可从建筑物内部顺利开启疏散门。3）保证疏散门在出入口控制释放后，可在外侧随时开启，以便消防人员顺利进入实施灭火救援。

（5）第二处理器实施方案：1）第一处理器配置有门禁管理系统，还包括电源切除模块，当火灾发生时生成电源切除指令以及需要进行电源切除的实验室门，并发送至第二处理器。2）第二处理器接收到电源切除指令以及需要进行电源切除的实验室门后，将电源切除指令发送给相应的门禁控制器，切断相应实验室门的门禁控制器的电源，使门禁控制器处于撤防状态。3）第一处理器在接收到急停指令后生成分闸指令，将分闸指令发送至第二处理器，第二处理器接收到分闸指令后，将分闸指令发送至各个断路器控制器，以控制相应的断路器分闸。在紧急状况下可将整个试验室带至安全状态。

3 结 语

本文提出的大容量检测用门禁系统具有以下优点：

（1）可根据甲方要求设置释放和启用时间，以满足方便使用的要求。

（2）由于门禁系统的应用场景存在危害人身安全的隐患，本大容量检测用门禁系统可通过手持门禁卡授权相应门的权限，对进入试验区域的人员进行监管，有利于保障人身安全。

（3）如果试验区域有授权的门禁卡没有全部归位，试验无法进行，则应提醒检测人员不要冒然开始试验操作。

（4）如果试验区域内有门没有关闭，电压就无法送达，试验不能进行，利用门禁系统在一定程度上可对检测过程与试验安全性进行监管和保障。

（5）支持图形化的控制方式，显示监控点的位置、控制和操作状态，实现图形化方式显示和控制，动态显示监控点状态以及在平面圖上直接显示报警等功能。

参考文献

[1]杨仕鸿.电力变压器电气高压试验的技术要点分析[J].数字通信世界， 2019（4）： 121.

[2]谭艳蕾.电力系统中高压电气试验的探讨[ J ] .水利电力，2019（2）：179.

[3]冯进权.电气高压试验中的风险因素评估及处理[J].电气开关，2022（2）：6-8.

[4]李祎. 浅谈电力设备高压试验的方法及安全措施[J].环渤海经济瞭望， 2019（8）： 199.

作者简介

周媛，工学硕士，高级工程师，从事高低压电器、新能源领域检测与标准化研究工作。

（责任编辑：袁文静）