陳行曉，陳群鋒，葉東冬，羅征宇

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江杭州 311232）

0 引言

為了實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)設(shè)備的“五防”功能，減少誤操作事故的發(fā)生，配置了防誤操作閉鎖裝置，通過預(yù)先設(shè)定了閉鎖功能程序的機(jī)械裝置，安裝在需要防誤操作的電氣設(shè)備上來(lái)實(shí)現(xiàn)防誤操作的功能。而防誤解鎖鑰匙是防誤裝置的組成部分，是變電站在緊急事故處理、防誤裝置故障、異常退出等情況下，為縮短處理時(shí)間、減少停電和設(shè)備損壞，必須在解鎖狀態(tài)或非程序情況下操作的專用設(shè)備。其管理的好壞，將直接影響變電站的安全運(yùn)行[1]。

對(duì)防誤操作解鎖鑰匙的管理主要是將解鎖鑰匙集中到鑰匙箱內(nèi)，并貼上標(biāo)簽，取用時(shí)，在紙質(zhì)上做相應(yīng)的記錄。這種方式存在操作記錄不完整、缺乏強(qiáng)制性閉鎖、事后難追溯等一系列不足。同時(shí)，因防誤解鎖工具混亂使用而引發(fā)的惡性誤操作事故仍時(shí)有發(fā)生，給電力安全生產(chǎn)埋下重大隱患[2]。

因此，設(shè)計(jì)一種新型解鎖鑰匙管理箱取代傳統(tǒng)的鑰匙箱，避免鑰匙取用的隨意性，實(shí)現(xiàn)解鎖過程有監(jiān)督，杜絕因盲目解鎖造成惡性誤操作事件。

1 系統(tǒng)需求分析

通過分析歷年發(fā)生的電力系統(tǒng)事故，凡是涉及到解鎖鑰匙的，往往都是由于人員未經(jīng)許可，私自解鎖，缺少了許可、監(jiān)護(hù)等一系列確認(rèn)環(huán)節(jié)，完全靠解鎖人員自行把握，人為主觀錯(cuò)誤造成嚴(yán)重誤操作事故。因此，在防誤解鎖整個(gè)流程中，需要將2個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)定，從而解決目前存在的問題：

避免解鎖鑰匙隨意取用的發(fā)生，就需要將鑰匙的存儲(chǔ)進(jìn)行鎖存。若需取用，必須獲取開啟方式才能取用，且其開啟方式不能由現(xiàn)場(chǎng)直接獲取。

需要經(jīng)過防誤解鎖批準(zhǔn)人的同意，以及在防誤解鎖專責(zé)人的監(jiān)督下實(shí)現(xiàn)解鎖。這就需要加強(qiáng)鑰匙鎖存的管理，只有防誤解鎖批準(zhǔn)人才能獲取解鎖鑰匙存儲(chǔ)地方的開鎖方法（鑰匙或者密碼等），再由防誤解鎖批準(zhǔn)人將其給與現(xiàn)場(chǎng)防誤解鎖專責(zé)人，并在防誤解鎖批準(zhǔn)人的監(jiān)護(hù)下進(jìn)行解鎖操作。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

為了滿足系統(tǒng)的上述2條要求，本文設(shè)計(jì)了一套新型防誤解鎖鑰匙管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由以下2部分構(gòu)成。

安裝在變電站現(xiàn)場(chǎng)的防誤解鎖鑰匙管理柜，用于變電站現(xiàn)場(chǎng)解鎖鑰匙的鎖存，在沒有獲取授權(quán)密碼的情況下，無(wú)法取出防誤解鎖鑰匙。

遠(yuǎn)程防誤解鎖管理系統(tǒng)后臺(tái)，接收變電站現(xiàn)場(chǎng)防誤解鎖鑰匙管理箱發(fā)送的請(qǐng)求解鎖指令，在后臺(tái)自動(dòng)生成隨機(jī)的解鎖密碼，并將其發(fā)送至事先設(shè)定的防誤解鎖批準(zhǔn)人的手機(jī)上，由防誤解鎖批準(zhǔn)人通知防誤解鎖專責(zé)人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，并將密碼發(fā)送至防誤解鎖專責(zé)人的手機(jī)上，在其監(jiān)護(hù)下進(jìn)行解鎖操作[3]。防誤解鎖鑰匙管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 防誤解鎖鑰匙管理系統(tǒng)

整個(gè)解鎖流程中，沒有防誤解鎖批準(zhǔn)人的同意以及防誤解鎖專責(zé)人的監(jiān)護(hù)，整個(gè)解鎖流程是中斷的，現(xiàn)場(chǎng)工作人員無(wú)法獲取解鎖鑰匙，避免了現(xiàn)場(chǎng)工作人員在未經(jīng)防誤解鎖批準(zhǔn)人的同意，沒有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)情況下獨(dú)自進(jìn)行解鎖操作，使得現(xiàn)場(chǎng)的解鎖事件在可控范圍內(nèi)。

3 防誤解鎖鑰匙管理柜的控制[4]

本設(shè)計(jì)中，位于變電站現(xiàn)場(chǎng)的防誤解鎖鑰匙管理柜主要實(shí)現(xiàn)以下3部分的控制，防誤解鎖鑰匙管理柜結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 防誤解鎖鑰匙管理柜結(jié)構(gòu)圖

人機(jī)交互控制：用于控制鍵盤的輸入以及液晶顯示器的顯示。

通信控制：用于變電站現(xiàn)場(chǎng)防誤解鎖鑰匙管理柜同遠(yuǎn)程后臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通信。

防誤解鎖鑰匙鎖存控制：用于鎖存防誤各個(gè)解鎖鑰匙，開鎖后方可取用鑰匙。

考慮到防誤解鎖鑰匙管理柜的上述需求，在本裝置中采用意法半導(dǎo)體STM32F103C4T6單片機(jī)作為主控芯片。通過與按鍵、液晶顯示器的連接，完成按鍵輸入和內(nèi)容的顯示。

為了方便放置防誤解鎖鑰匙管理柜，減少布線，在本設(shè)計(jì)中采用無(wú)線通信。同時(shí)，考慮到所涉及的通信數(shù)據(jù)量不大，在本裝置中采用NB-IoT來(lái)實(shí)現(xiàn)防誤解鎖鑰匙管理柜和遠(yuǎn)程后臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通信。

為了避免現(xiàn)場(chǎng)防誤解鎖鑰匙的隨意取用，使用痕跡無(wú)可靠的記錄等問題，在設(shè)計(jì)防誤解鎖鑰匙管理柜時(shí)，考慮通過相應(yīng)的電磁機(jī)構(gòu)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的防誤解鎖鑰匙進(jìn)行鎖存，并通過主控芯片進(jìn)行控制，只有當(dāng)授權(quán)解鎖的密碼輸入正確時(shí)，才能打開解鎖鑰匙鎖存裝置，取用鑰匙，同時(shí)對(duì)取用的相關(guān)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，便于日后查詢使用。

4 解鎖鑰匙管理柜的解鎖流程

解鎖流程如圖3所示。

圖3 防誤解鎖鑰匙啟用流程

通過輸入按鍵選擇啟用鑰匙菜單，然后選擇解鎖的申請(qǐng)人并輸入個(gè)人密碼，正確后再選擇需要解鎖的間隔，然后選擇操作點(diǎn)（如隔離開關(guān)、接地閘刀等）。根據(jù)“五防”誤解鎖的劃分，選擇需要解鎖的原因，再根據(jù)相應(yīng)的解鎖鑰匙鎖存位置，選擇鑰匙位置編號(hào)，確定后再選擇授權(quán)人。

此時(shí)，遠(yuǎn)程后臺(tái)會(huì)給授權(quán)人發(fā)送相關(guān)的短信，并生成一個(gè)解鎖密碼。授權(quán)人在獲取了解鎖的相關(guān)信息后，再聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)防誤解鎖專責(zé)人，對(duì)解鎖的相關(guān)情況進(jìn)行確認(rèn)。防誤解鎖專責(zé)人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況檢查確認(rèn)后，聯(lián)系防誤解鎖批準(zhǔn)人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行匯報(bào)，防誤解鎖批準(zhǔn)人同意后，將解鎖密碼給與防誤解鎖專責(zé)人，并要求其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)解鎖過程進(jìn)行監(jiān)護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在分析了目前變電站防誤解鎖鑰匙的管理情況以及存在問題的前提下，設(shè)計(jì)了防誤解鎖鑰匙管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將解鎖鑰匙和授權(quán)密碼分離，實(shí)現(xiàn)了解鎖必須經(jīng)過防誤解鎖批準(zhǔn)人的同意以及防誤解鎖專責(zé)人的監(jiān)護(hù)才能實(shí)施的動(dòng)能，避免現(xiàn)場(chǎng)人員不經(jīng)許可就能隨意解鎖的弊端，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)解鎖過程的可控、在控，提高變電站運(yùn)行的安全性。