高压计量柜带电闭锁安全管理系统研究

摘要：为防止人员擅自开启计量柜柜门进行作业，当前计量柜使用机械或者电子锁具等，安全性较差，而为了日常工作方便，一个区域较多采用统一的开锁钥匙或密码，但钥匙遗失或被复制、密码被盗用的情况偶有发生因。研究了一种高压计量柜带电闭锁安全管理系统，通过授权管理、数据加密、记录管理等，实现计量柜的安全管理。并且通过带电显示器与智能锁进行逻辑绑定，先验电后开锁，起到防止人员擅自开启计量柜柜门进行作业的作用。同时创新融入智能设备位置信息记录功能，操作员可通过导航功能，快速、精确到达工作地点，提高工作效率。

关键词：计量柜；带电闭锁；安全管理

目前，计量柜的防误闭锁措施较差，管理比较规范的地区会有增加一些挂锁进行防误，可是这些挂锁多为普通机械锁，在性能、安全和管理上并不能满足实际需求[1]。本文提出高压计量柜带电闭锁安全管理系统，通过带电显示器与智能锁进行逻辑绑定，先验电后开锁，起到防止人员擅自开启计量柜柜门进行作业的作用。

1现状

随着社会的发展，电力与生产及生活已经密不可分，计量柜作为至关重要的一环，对该类设备的使用和管理就显得尤为重要[2-4]，出于设备安全运行和资产保护的考虑，运行管理部门往往会对计量柜使用不同的锁具进行上锁管理，以达到防误操作和防盗的目的。然而传统锁具存在各种缺陷，同时运维人员在工作时也需要携带不同的钥匙开展工作，增加了工作班组和工作人员钥匙的使用和管理负担，难以满足目前电网发展及安全要求。同时，使用效果并不理想，误操作事故和设备失窃的事件时有发生[5]。因此亟需新的解决方案。

2高压计量柜带电闭锁安全管理系统

本文提出高压计量柜带电闭锁安全管理系统，其主要技术原理如下：第一，具备安全防误操作管控功能。将电子、物联网、大数据、信息安全、云、电力控制等技术融合到一起，管理人员可通过移动终端实时查看锁具位置、使用情况等相关信息，实现24h在线监控管理，提高防误操作水平。第二，有效杜绝带电操作隐患。通过高压带电显示器，有效杜绝带电操作隐患。第三，智能钥匙管控设备安全使用。一套钥匙管控所有设备的管理，工作人员无须携带锁类众多的钥匙到现场，减轻工作人员负担，提升运维工作效率；采取动态加密授权模式，非授权无法开启，防止走错间隔，杜绝无开启及误操作。第四，具备移动端操作功能。创新加入移动终端，可实现远程授权许可、实时记录开锁记录并上传，有效提高工作效率；实现分组管理，对主业和非主业人员实现有效管理，提高人员及设备运行管理水平，锁具硬件如图1所示。系统结构主要由智能锁、手持终端、主站3部分组成。智能锁：智能锁系统的执行部分，安装在计量柜门上，实现闭锁保护功能，由硬件部分、软件部分及机械机构部分组成。手持终端：与智能锁通过蓝牙通信，与主站软件通过数据网络进行数据传输，开关锁操作发起，完成主站软件与智能锁之间的数据交互同时进行身份认证，实现授权操作与实时记录登记。主站软件：对操作人、智能锁等进行信息化管理；实时记录操作及智能锁状态等。发锁流程：为实现智能锁只有在授权情况下才能进行操作，须对智能锁进行注册操作，即发锁，将智能锁与主站软件进行对应。首先将智能锁安装到计量柜柜门，线路接好；手持终端通过账号密码与主站软件连接，之后与智能锁蓝牙连接，通信正常后点击注册，填写注册信息，提交给主站软件；最后主站软件确认后返回结果信息至手持终端，如图2所示。开关锁流程：主站软件结合工作票系统，授权操作人及授权时间等。手持终端使用授权的账号和密码与主站软件获得连接。手持终端与智能锁中的蓝牙进行配对并开始数据交互，由手持终端发出开关锁指令，智能锁解密解析指令并进行判断，解析正确则驱动机构动作，返回成功，如果解析异常则返回失败。手持终端将智能锁返回的状态传给主站，主站完成记录，如图3所示。主要创新性分析：第一，防误逻辑功能可靠性设计。将智能锁与带电显示器绑定安装注册，使两者具有唯一的关联性。操作智能锁时自动强制执行验电操作，比传统“五防”开票流程更加便捷、可靠、智能。在验电过程中融入带电显示器非故障判据，即只有当带电显示器正常工作且线路停电时才通过验电程序，开放解锁权限，大大提高了线路停电状态判断的可靠性，有效防止因带电显示器自身故障引起的误解锁情况。第二，故障的应急处理。带电显示器有3个物理验电孔，故障时方便操作人员有效地对线路进行验电。同时在软件上设计了跳步操作的申请功能，一旦出现故障，操作人员可通过App软件向管理员申请远程跳步操作，待取得管理员的确认审批后，跳过验电步骤直接解锁接地开关并在系统中记录操作流程。带电显示器设计成插拔式结构，可以在不停电的情况下更换故障的带电显示器。第三，后台软件系统的配套搭建。后台管理软件可固化操作流程，简化操作步骤，实现一键授权，显示地理信息。在软件上标记所有注册智能锁的位置信息，并显示开关状态、设备关联信息等，以智能锁为数据节点建立东莞配网设备的大数据。在此基础上设计移动App软件，软件具备日常操作功能，包括权限申请、审批，以及记录查看、人员管理等，提高工作的便捷性及工作效率。第四，数据传输加密机制的安全性和防破解性。通过移动网络实现现场智能锁与主站数据的实时交互，所有的交互数据均采用高安全级别的AES加密算法处理，同时在主站下传数据中加入时间节点报文，双重加密，保障数据传输的安全性。

3结论

本成果将传统的安保挂锁和防误操作程序锁进行融合，并增加权限管理、人员管理、设备管理、记录管理等功能，实现对智能锁、智能钥匙以及操作人员的注册登记和管理、工单的动态密码授权、实名认证等功能；利用智能手持终端进行数据传输，实现全天候覆盖和在线移动监控，实现计量柜智能化管理，减轻了管理部门及工作人员对钥匙管理的负担，有效提升安全生产管理水平。

作者：梁永昌 王泉 刘韵艺 具浩 方绍怀 蒋敬鹤 单位：广东电网有限责任公司东莞供电局