智能锁具在电力行业应用的研究

摘 要：本文针对目前配网工作中锁具及钥匙管理现状，结合电网运维管理的全新模式，阐述了智能锁具的必要性，简述了智能锁具管理系统的结构并进一步分析了智能管理锁具系统的功能，对系统实现的技术难点做了阐述和说明，对产生的实际效益进行分析，展望智能锁具管理系统的应用前景，为锁具的管理标准化、规范化以及现场管控提供某些参考。本文提供了一种解决电力系统内配电网环节锁具管理的方案，从而实现了一把钥匙打开所有锁具的功能，大大提高了配电网工作的信息化水平，从而促进电力安全生产的有力发展。

关键词：配电网；信息化；智能锁具管理系统

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）10-0171-03

Abstract：According to the present situation of lock and key management in distribution network and the new mode of power grid operation and maintenance management，this paper expounds the necessity of intelligent lock，briefly describes the structure of intelligent lock management system，further analyzes the functions of intelligent lock management system，and expounds and explains the technical difficulties of system implementation. The actual benefits generated are analyzed. The application prospect of intelligent lock management system is forecasted，which provides some references for the standardization and field control of lock management. This paper provides a solution to the distribution network link lock management in the power system，thus realizing the function of a key to open all locks，greatly improving the level of information distribution network work，thus promoting the development of power production safety.

Keywords：distribution network；informatization；intelligent lock management system

0 引 言

配电网作为电力系统内的一个重要环节，其设备数量大、种类多、分布范围广、工作人员外出工作时需要携带大量钥匙，到达现场后需要花大量时间查找钥匙，有时还会出现带错钥匙而无法按时完成工作的情况，影响了工作效率。因此对传统的锁具进行智能化改造，实现配电网锁具规范化、标准化是一项值得研究的重要课题。本文主要介绍了一种在配电网工作中试行的一种智能锁具管理系统。

1 锁具智能化的必要性

目前在配网中对环网柜、配电柜、开闭所、开关站、分接箱等设备采用“一个设备一把锁一把钥匙”的传统闭锁管理模式，这种管理模式存在以下几个问题。

（1）配网工作涉及的设备多，工作范围大，且工作环境常在户外，若因钥匙带错或锁具更换而导致无法开锁，工作只能终止，影响配网工作效率。

（2）钥匙数量巨大种类繁多，使得钥匙管理凌乱，使用者登记不全，对箱柜巡检无记录可查；箱柜钥匙管理难度大，很难做到专人专管。掌握钥匙的人太多，非正规渠道获得钥匙，使得锁具形同虚设[1]。

（3）信息化管理未得到广泛应用，箱柜管理凌乱，影响电力设备的安全运行。箱柜锁具质量参差不齐，易生锈卡涩，影响工作效率。锁具的防盗性不高，存在安全隐患。

（4）钥匙随意拿取开锁，开锁过程中没有记录，后期无法追溯操作过程，出问题后无法追查责任人，影响配网管理水平。

综上所述为了提高锁具管理水平，减少配网巡检人员的劳动强度，提高工作效率，避免出现安全隐患和偷盗事件给人民的生命安全和财产带来威胁，引入一种全新的管理模式和管理技术迫在眉睫。

2 配电网综合智能锁控系统结构

配电网综合智能锁控系统针对上述缺陷进行设计研发，采用一把智能电脑钥匙，在授权允许的情况下可以打开所有配网设备箱柜门、配电房锁具，操作人员外出工作时只需携带一把智能钥匙就可以打开所有环网柜、开闭所、箱变分支箱等设备上的锁具。方案由PC系统管理软件、通讯适配器、智能电脑钥匙、智能解锁钥匙、钥匙激活器、配网设备智能锁具等组成，如图1所示。

2.1 系统管理软件

系统管理软件是系统主控单元。授权管理系统中预先绘制了配电网线路图，其中包含所有设备的位置信息、人员信息等。运维人员可通过交互式图形界面实现客户管理、客户操作（包含限定范围开锁、一键授权开锁）、开锁记录管理等功能。

2.2 适配器/智能电脑钥匙/智能解锁钥匙

适配器与主机相连，可在短时间内实现向智能钥匙传送主机圈定或已授权的任务；智能电脑钥匙是一种专用解锁钥匙，可通过授权开启系统内需要开启的锁具，具备权限管理功能，可识别不同人员的操作权限，具备生成记录的功能；智能解锁钥匙也是一种解锁钥匙，无需授权，通过配置权限即可打开对应的锁具，具备开锁时限的功能，钥匙开锁权限时限到期后必须通过激活才可以正常开锁，具备生成记录的功能。

2.3 配网智能锁具

配网智能锁具包括挂锁、把手锁、门锁等，锁具采用优质不锈钢及锌铜合金材料制造，机械强度高，抗腐蚀能力强，采用全密封RFID编码，使每个锁具具有唯一的编码，保证锁具的高安全性。锁芯采用发明专利的磁控技术，304不锈钢一次压铸工艺，可防技术性开启，坚固耐用，可有效防止雨水、沙尘进入锁芯内部，防水、防尘等级最高可达IP68，适应配网设备的工作环境。

3 配电网综合智能锁控系统主要功能

3.1 客户权限设置

日常参与配电网工作人员按其工作性质可大致划分为系统管理员、一般人员、检修人员、巡视人员3类角色，系统管理员具有增加、删除、修改用户信息、用户角色权限等功能，一个用户可以同时拥有多个角色。

（1）系统管理员，整个系统的管理用户，拥有最高权限。可以对其他人员的权限进行设置和更改，系统权限包括用户管理、授权、锁具信息管理、系统查询、钥匙管理、地理位置管理等[2]。

（2）一般人员，指能被授权在指定时间内打开某区域的门锁，不能打开其他区域。

（3）检修人员，指能被授权在指定时间内打开某区域的门锁，无权打开其他区域。主要指因工作需要的本单位人员、设备厂家维护人员、检修人员等。

（4）运维巡视人员，指任何时间均可进入和打开配网区域的锁具，主要包括公司相关领导、职能部门具备进入巡视的人员、运维人员等。

由此可在授权管理系统中依据工作任务和工作范围划分出4个管理控制权限，并设置相应的用户。不同工作性质作业人员需要对某区域开展工作时，进行现场授权，并借出与本次工作范围相应的智能钥匙[3]。工作结束后，智能钥匙可将锁具开启信息汇报给管理系统存储，运维人员可凭此检查作业人员工作中是否有越权现象发生。由于客户权限的唯一性，可以实现对检修区域的指定、运维、检修等各类工作的逐一安全管控，已授权工作流程明确工作范围，通过智能钥匙强制闭锁越权操作。以“事前出入授权，事后追踪记录”的技术手段杜绝“权限不清”的安全隐患。

3.2 操作流程

系统可实现多种方式的授权，以适应不同作业条件下的开锁需求。

（1）一键授权。在客户权限设置完毕后，进入授权程序，可将该客户的权限传送到所选择的智能钥匙，该智能钥匙便可以开启客户拥有解锁权限的所有锁具。一键授权模式流程图如图3所示。

（2）选择设备授权。此授权方式适用于某特定工作范围的作业，可实现一张工作票对应一把智能钥匙，避免做错仓位、误入非工作间隔。系统进入选择设备状态后，可在受控锁具分布图中点击要授权的设备，也可在设备列表中勾选要授权的设备。系统会将已授权设备自动加入任务序列中。将选中的设备通过传送适配器发布到相应的智能钥匙，该智能钥匙即可开启所有被选中的设备。同时也可根据需要填写当前任务名称、使用人等信息，以方便管理查询、安全追踪等。如图4所示。

（3）远程授权模式。远程授权功能主要是为了方便在现场临时变更时使用。进入远程授权程序后，运维人员可选择需变更的设备，系统会自动随机生成一组解锁密码，解锁密码与智能钥匙一一对应，主控室运维人员可根据现场工作人员输入解锁密码后，即可将设备解锁，如图5所示。

4 系统实现的关键技术和难点

4.1 操作模式

作为一种新的产品应用模式，如何操作更符合用户的操作习惯，更能为用户减少工作量，提高工作效率是该系统亟需解决的问题。目前系统提供了三种授权方式：一键授权、现在设备授权、远程授权[4]。

4.2 智能钥匙

设计一种小型的智能钥匙，基于双无技术并配合新一代的闭锁锁具的电脑钥匙，其典型特征是无线制码和无线采码。

4.3 新型锁具的设计

根据目前不同的锁具类型如挂锁、把所、柜门锁等，需研制出对应的智能锁具，适应配网的恶劣环节，并且保证每一个锁具具备唯一的编码。

5 实现效益分析

结合实际应用情况，分析系统使用后产生的效益。

（1）工作效率：使用一把智能钥匙代替原有的传统钥匙，节约了操作时间，提高现场人员工作效率。

（2）管理效率：通过授权方式解锁，可以解决随意开锁引起的安全隐患，同时生成操作记录供管理人员查阅，保证了后期问题的追溯，提高了配电运行的管理效率。

（3）经济效益：配网设备锁具和钥匙专供专用，相比起一般的民用锁具经久耐用，节省了每年更换锁具的费用。

（4）社会效益：工作效率及管理效率的提高，在一定程度上保证了配网设备运行的安全性和可靠性，值得在其他地区推广借鉴。

6 配电网综合智能锁控系统应用前景

目前，配电网综合智能锁控系统仅在小区域范围内试运行。为适应大区域管理结构的发展趋势，方便派出运维人员日常工作，该系统已实现跨区间、远程授权、远程接受授权、远程回传信息等功能，即该系统应具备一定的可扩展性。

基于配电网综合智能锁控系统平台，可开发远程实时反馈各类门锁实际位置的功能、防止重要门锁误开[5]，确保现场作业安全。作为配电网日常运维操作工作的安全管控措施，配电网综合智能锁控系统可以与微机五防系统相配合，针对重要区域内的各类设备箱柜门等非电气操作设备开锁、上锁环节进行管控，有效的填补了传统钥匙管理模式的死角。应将智能锁具管理系统平台纳入日常管理工作，并制定相应的管理制度，使得该系统的运行、维护规范化、标准化。通过该系统的运行，达到简化锁具管理和减少日常锁具维护的工作量，提高生产效率，防止外来人员随意解锁而引起生产事故的发生，具有很好的应用价值。

7 结 论

智能锁具管理系统对锁具进行了规范统一的管理，实现了钥匙数量的减少以及对钥匙使用的有效管理；通过开锁记录功能，实现对锁具操作的可追溯性，真正实现了锁具的智能化管理；本系统可提供多种开锁授权方式，可以适合不同情况下的开锁，消除了各种影响锁具开锁的因素，对操作人员的便利性及其安全性都具有十分重要的意义。

参考文献：

[1] 钱平，乔敏，蔡剑，等.变电站锁具授权管理与安全控制的探讨 [J].中国电业（技术版），2013（12）：93-95.

[2] 唐达獒.变电站锁具智能化与安全管理研究 [J].机电信息，2013（6）：5-6.

[3] 林丽纯.基于iButton的新型电子锁控制器设计 [J].广东工业大学学报，2009，26（2）：98-100.

[4] 李明喜.新型电子密码锁的设计 [J].机电产品开发与创新，2004（3）：40.

[5] 国家电网公司.国家电网公司防止电气误操作安全管理规定 [M].北京：中国电力出版社，2006.

作者简介：黄剑雄（1984-），男，汉族，福建仙游人，工程师，本科。研究方向：信息安全、运维管理。