一种快装变台低压空开箱应用分析

林红 李华鹏 杜建国 龙星文 李尧

贵州电网有限责任公司兴义供电局 贵州兴义 562400

传统的低压空开箱经过几十年的发展，其功能及性能几乎己诠释到了极致。然而，仍不能满足现代人们对低压空开箱高可靠性、高安全性、高便利性、信息化、智能化的要求。日常生活中，在获取信息的同时，人们逐渐发展到有了更高需求的 “交流”，在这些交流中，除了人与人之间信息的交流，还有人机设备之间的交流，需要在技术研发上给予重视。

1 传统低压空开箱存在的问题

（1）设备无信息化功能，无法对外交换信息。

（2）设备上的锁具简单，钥匙管理混乱，无法有效监管，出现问题，无法追溯。

（3）设备门开启无法定位和主动闭合功能，操作不便，箱体作业具有危险性。

总之，传统的低压空开箱不仅无法确保配电箱内的资产和操作安全，而且完全无法满足配电箱智能化管理的需求[1]。

2 解决办法

2.1 数据采集和远程通信

NB-IoT 构建于蜂窝网络，使用License 频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存，只消耗大约180KHz 的带宽，可直接部署于GSM 网络、UMTS 网络或LTE 网络，以降低部署成本、实现平滑升级。它聚焦于低功耗广覆盖（LPWA）物联网（IoT）市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术，具有窄带、低速率、低功耗、低成本、高容量、广覆盖、多连接等特点。就本系统而言，低压空开箱数据业务速率及频次要求不高、安装范围非常广泛且分散，使用NB-IoT 做数据通讯有着非常高的契合度。

2.2 无源电子锁技术

无源电子锁技术具有体积小、无需安装免维护、锁体无源设计、造价低及各种锁型适应各种箱柜的优点，是当今可靠性最高、最节能环保、性价比甚高的一种免维护电子锁具，也是工业箱柜国家智能化升级换代的最佳选择。针对电子锁存在的问题，把电池和通信模块剥离给智能钥匙，锁具仅保留芯片和马达，实现了无源化。

2.3 无源电子锁技术的工作原理为

把智能钥匙+N 把智能锁+1 套管理软件。管理员完全掌控所有的开锁过程，实现了从传统手工管理升级到 “互联网+ 锁具管理”；开锁方式：用户登陆手机APP 进行用户名密码认证，通过后系统传输秘钥给智能钥匙，智能钥匙插入无源电子锁芯进行对码，成功后给锁芯内马达供电开启无源电子锁。

在锁具类型上有电子挂锁、电子机柜锁、电子转舌锁、电子门把锁等。

智能钥匙通过蓝牙与手机APP 进行通信，获得后台管理系统的开锁授权，插入无源电子锁，与锁芯的CPU 进行数据交互及提供电源，开启无源电子锁，同时向手机APP 上传相关信息。

2.4 特点

（1） 智 能 钥 匙 蓝 牙 协 议 为Bluetooth Specification V4．0 BLE。

（2）智能钥匙功耗在自动休眠模式下，待机电流10uA-30uA，工作电流17．5mA。

（3）智能钥匙在未连接蓝牙情况下应具备休眠功能，连接蓝牙情况下可手动进行休眠。

3 1APP 兼容性：手机APP 兼容安卓系统和苹果系统

3.1 安全登录

采用密码登录。APP 登录同时还应提供离线登录模式，保证无网络情况下用户正常使用。

3.2 开锁操作

APP 用户登录后根据锁具授权权限，连接蓝牙钥匙，开启所授权的锁具后，应有提示开锁成功或开锁失败，并生成开锁记录上传服务器。

4 阻尼铰链和断电接地保护装置

阻尼铰链的优点在在于闭门时候柔和，配合经久耐用的液压缸已成为越来越多的用户的首选液压缓冲铰链。它依靠一种全新的技术来适应门的关闭速度、主动关门和开启门的定位。即使大风关门也会轻柔关闭、保证运动的完美。保证了即使在长时间的使用下，也无需进行保养。

5 安全可靠简易的箱体设计

空开箱采样SUS304 材料（或者SMC/SMD）生产。具有结构强度大，耐腐蚀性强、重量轻等特点。用来存放开关、互感器、计量表、TTU、通信模块等安装位，可以提供在户外各种恶劣环境里对存放设备的保护，屏蔽电磁干扰，有序、整齐地排列设备，方便以后维护设备。机箱具有布局设计紧凑合理、电路配置安全可靠、性能好、经久耐用等优点[2]。

6 结语

终上所述，在研制变台低压空开箱的过程中，需要确保其体积小，结构简单，且空开箱门铰链需要做成自动回力门，门锁设计为自动吸碰落锁和芯片感应开锁，以减少低压箱式设备钥匙管理繁乱问题，降低低压侧作业时的操作风险和停电影响，同时增加计量和远程通信功能。