CN103985174A - 电力配网锁控系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力配网锁控系统及其工作方法，该系统具有智能钥匙，其设有锁杆，且智能钥匙内设有无线射频读取电路；该系统还设有防误机械锁具，其具有第一解锁孔，锁杆可插入第一解锁孔内，且防误机械锁具内设有第一电子标签；门控机械锁具，具有第二解锁孔，锁杆可插入第二解锁孔内；其中，电力配网锁控系统还设有验电锁，验电锁具有第一接触电极，且验电锁内设有第二电子标签；智能钥匙还设有可与第一接触电极接触的第二接触电极，且智能钥匙内设有与无线射频读取电路电连接的控制器。该方法是应用上述的系统对验电锁与防误机械锁具进行操作的方法。本发明能减少检修人员携带的钥匙的数量，并且有效避免安全事故的发生。

Description

电力配网锁控系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其是涉及一种电力系统中配网锁控系统以及这种系统的工作方法。

背景技术

我国的电力系统包括发电系统与供电系统，发电系统主要是发电站发电，利用煤炭、水能、风能等能源等发电，供电系统将发电系统输出的电能输送给用户，因此供电系统主要包括变电站、输电线路等配电网络。

现在的配电网络通常设有各种配电柜，配电柜内设有各种开关，操作人员通过对各种开关进行操作实现供电线路的通电与断电，并在供电线路与开关断电后，对供电线路与各种开关的检修工作。由于配电网络的各种开关数量繁多，且对多个开关的操作顺序都有严格的要求，一旦操作顺序出错，往往导致严重的安全事故。

为了确保检修人员正确地按顺序操作多个开关，通常在配电柜的柜门上安装防误机械锁具，并使用电能钥匙顺序地开启防误机械锁具。如公开号为CN102842162A的中国发明专利申请公开了一种“电力微机防误暨智能锁群综合管理系统及其管理方法”的发明创造，该系统包括一台上位机，即防误主机，防误主机与信号传输装置连接，电脑钥匙可安装到信号传输装置上。该系统还包括多个锁具，如安装在配电柜的柜门上的防误机械锁具、门控机械锁具等，利用电脑钥匙可以开启防误机械锁具与门控机械锁具，并对配电柜内的开关进行操作。

对线路进行检修时，首先由上位机生成对多个防误机械锁具进行开闭的操作顺序信息，上位机将操作顺序的信息通过信号传输装置发送至电脑钥匙。电脑钥匙内设有存储器，存储所接收的操作顺序的信息。检修人员使用电脑钥匙按照预定的顺序开启、闭合防误机械锁具，并在开启相应的配电柜后对开关进行操作。另外，电脑钥匙可以开启门控机械锁具，这样，检修人员只需要携带一把电脑钥匙，即可以按照预定的顺序开启多个防误机械锁具以及门控机械锁具，确保配电柜内多个开关的正确操作，也减少检修人员携带的钥匙数量。

此外，为了确保开关的开闭操作安全，通常在配电柜的柜门外安装验电锁，验电锁具有验电电路，并设有多根信号线，多个信号线用于采集三相供电线路的电流或电压信号。并且，验电锁上设有接触电极，使用验电锁时，需要将钥匙的接触电极与验电锁的接触电极连接，验电锁通过信号线采集供电线路的电流或电压信号，钥匙接收验电锁的信号，并根据所接收的信号判断三相供电线路是否带电，如带电则输出警告信息。

但是，由于验电锁的钥匙与防误机械锁具、门控机械锁具的电脑钥匙不同，即检修人员需要使用不同于电脑钥匙的钥匙使用验电锁，导致检修人员需要携带的钥匙数量较多。此外，由于验电锁使用的钥匙与防误机械锁具使用的电脑钥匙不同，因此检修人员无需先执行验电操作即可以开启防误机械锁具。一旦检修人员没有使用验电锁进行验电即开启防误机械锁具并进行开关操作，容易发生安全事故，造成人员伤亡与财产损失。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种智能钥匙可与验电锁、防误机械锁具、门控机械锁具配合使用的电力配网锁控系统。

本发明的另一目的是提供一种减少电力系统安全事故的电力配网锁控系统的工作方法。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的电力配网锁控系统包括智能钥匙，其设有锁杆，且智能钥匙内设有无线射频读取电路；该系统还设有防误机械锁具，具有第一解锁孔，锁杆可插入第一解锁孔内，且防误机械锁具内设有第一电子标签；门控机械锁具，具有第二解锁孔，锁杆可插入第二解锁孔内；其中，电力配网锁控系统还设有验电锁，验电锁具有第一接触电极，且验电锁内设有第二电子标签；智能钥匙还设有可与第一接触电极接触的第二接触电极，且智能钥匙内设有与无线射频读取电路电连接的控制器，用于读取第一电子标签所发出的信号所包含的防误锁锁码与读取第二电子标签所发出的信号所包含的验电锁锁码，并根据验电锁的信号判断线路不带电后判断所读取的验电锁锁码与防误锁锁码的一致性。

由上述方案可见，由于智能钥匙的第二接触电极能够与验电锁的第一电接触极接触，即智能要是能够与验电锁、防误机械锁具、门控机械锁具配合使用，减少检修人员携带的钥匙的数量。并且，由于智能钥匙内的控制器将读取验电锁锁码与防误锁锁码，并在判断供电线路不带电且验电锁锁码与防误锁锁码配合的情况下才允许开启防误机械锁具，这样可以确保检修人员先进行验电操作，才能开启验电锁应的防误机械锁具，确保检修人员开启的防误机械锁具的供电线路不带电，确保检修人员的人身安全，也减小由于错误开闸所带来的财产损失。

一个优选的方案是，控制器为预先写入固件的嵌入式控制器。这样，将预先设定的验电锁、防误机械锁具的开闭逻辑写入到智能钥匙的控制器内，每次使用智能钥匙前，无需通过防误主机向智能钥匙写入该次的操作逻辑，对于开关操作顺序固定的小型配电网络，这种方式能够大大缩短检修时间，也降低检修成本。

进一步的方案是，第二接触电极位于锁杆底端的两侧，验电锁上设有锁孔，锁杆可插入到锁孔内，第一接触电极位于锁孔的外端。

可见，将第二接触电极设置在锁杆的底端两侧，有利于节省智能钥匙的体积，方便智能钥匙的携带。

更进一步的方案是，电力配网锁控系统还包括与适配器进行通信的防误主机。

由此可见，对于大型的配电网络，可以使用防误主机先生成多个验电锁、防误机械锁具的操作顺序，然后由智能钥匙按照预定的顺序开启、闭合验电锁与防误机械锁具，检修工作更为灵活。

为了实现上述的另一目的，本发明提供的电力配网锁控系统工作方法包括将智能钥匙的第二接触电极与验电锁的第一接触电极接触，智能钥匙读取验电锁的验电锁锁码，并根据从验电锁接收的信号判断线路是否带电；判断线路不带电后，在锁杆插入到防误机械锁具的第一解锁孔后，智能钥匙读取防误机械锁具的防误锁锁码，并判断防误锁锁码与验电锁锁码是否匹配，如匹配，允许开启防误机械锁具，否则，禁止开启防误机械锁具。

由上述方案可见，由于开启防误机械锁具前必须由验电锁进行验电操作，并且在检测到供电线路带电的情况下禁止开启防误机械锁具，确保检修人员的人身安全，减少电力系统的安全事故。

一个优选的方案是，智能钥匙读取验电锁的验电锁锁码后，判断所读取的验电锁码是否为允许操作间隔的验电锁锁码，如是，则执行判断线路是否带电的操作，否则，输出警告信息。

由此可见，智能钥匙对每次进行验电的验电锁的操作顺序进行判断，从而确保每次使用的验电锁、防误机械锁具都是按照预定顺序开启、使用的锁具，有效避免安全事故。

附图说明

图1是本发明电力配网锁控系统实施例的结构框图。

图2是本发明电力配网锁控系统实施例中验电锁与智能钥匙的结构图。

图3是本发明电力配网锁控系统实施例中防误机械锁具与智能钥匙的结构图。

图4是本发明电力配网锁控系统实施例中门控机械锁具与智能钥匙的结构图。

图5是本发明电力配网锁控系统工作方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的电力配网锁控系统应用在电力配电网络上，主要针对变电站、配电房等配电柜的操作。

参见图1，本发明的电力配网锁控系统具有防误主机10，防误主机10作为上位机与适配器11通信，即防误主机10可以向适配器11发送信号，也可以接收适配器11所输出的信号。智能钥匙12可以安装到适配器11上，并通过适配器11充电，同时可以通过适配器11与防误主机10通信。

电力配网锁控系统还设有多个验电锁30、防误机械锁具40以及门控机械锁具50，验电锁30安装在配电柜的柜门外，并且检测配电柜内供电线路的带电情况，防误机械锁具40安装在配电柜的柜门上，只有开启防误机械锁具40后，才能将柜门打开，对配电柜内的开关进行开闭操作。

参见图2，智能钥匙12具有壳体13，壳体13的一端设有接触电极15，接触电极15的外侧延伸有锁杆14。本实施例中，智能钥匙12上的接触电极15为两个，且两个接触电极15分别位于锁杆14底端的两侧。壳体13上设有显示屏16，用于显示操作信息，如当前操作的验电锁30的代码、防误机械锁具40的代码等。并且，智能钥匙12通过显示屏16显示是否操作错误，并在操作错误时显示警告信息。壳体13远离接触电极15的一端设有多个按键17，用于输入信息，由此控制智能钥匙12的工作。

智能钥匙12内设有无线射频读取电路以及与无线射频读取电路电连接的控制器，本实施例中，控制器为嵌入式控制器，且嵌入式控制器预先固化有固件。当然，智能钥匙12也可以设置接口，允许通过防误主机10向智能钥匙12的控制器写入数据，从而实现特定的功能。

验电锁30具有壳体31，并且设有锁孔32，智能钥匙12的锁杆14可以插入到锁孔32内。优选地，锁孔32外设有挡片，智能钥匙12的锁杆14不插入到锁孔32时，挡片阻挡在锁孔32外，避免水、灰尘等进入锁孔32内。并且，锁孔32的外端设有两个接触电极36，两个接触电极36分别与智能钥匙12的两个接触电极15接触，并实现验电锁30与智能钥匙12的电连接。

验电锁30的下端设有出线孔34，如图1所示，多根信号线35从出线孔34穿出，并连接到配电柜的供电线路上，用于采集三相线路的电压或电流信号。验电锁30内设有验电电路，验电电路包括电流互感器，验电电路与多根信号线35电连接，电流互感器通过信号线35采集三相供电线路的电流信号，并转换成低压电压信号。验电锁30上设有多个指示灯33，验电锁30通过多个指示灯33输出检测结果，即在供电线路带电或不带电的情况下，控制不同的指示灯33发光，或者控制指示灯33以不同的频率发光。

并且，智能钥匙12内也设有验电电路，且智能钥匙12的验电电路与接触电极15电连接，从而接收验电锁传输的信号，并根据接收的信号判断线路是否带电，智能钥匙12显示验电结果。

验电锁30内还设有电子标签，电子标签可以被智能钥匙12的无线射频读取电路读取器发出的信号，电子标签发出的信号包含验电锁30的验电锁锁码。验电锁锁码是每一个验电锁30唯一的标识码，不同的验电锁30具有不同的验电锁锁码。

参见图3，防误机械锁具40具有壳体41，壳体41的一端设有锁环43，锁环43穿过配电柜柜门的锁孔。防误机械锁具40上设有解锁孔42，智能钥匙12的锁杆14可以插入解锁孔42内，并且解锁孔42内设有电子标签，即RFID，智能钥匙12通过无线射频电路读取电子标签所发出的信号所包含的防误锁锁码。

防误锁锁码是防误机械锁具40唯一的标识码，为了确保验电锁30与防误机械锁具40的配合使用，需要将防误锁锁码与验电锁锁码匹配，即将某一验电锁30的验电锁锁码与对应的防误机械锁具40的防误锁锁码关联，智能钥匙12读取验电锁锁码与防误锁锁码后，判断防误锁锁码与验电锁锁码是否匹配，也就是判断防误锁锁码与验电锁锁码的一致性。

参见图4，门控机械锁具50具有壳体51，其端部设有解锁孔52，智能钥匙12的锁杆14可以插入到解锁孔52内，由此开启或闭合门控机械锁具50。

应用电力配网锁控系统时，智能钥匙可以预先接收防误主机发送的信息，或者不接收防误主机发送的信息，而是按照预先设置的逻辑电路进行工作。下面结合图5说明不通过防误主机实现的工作过程。

首先，检修人员将智能钥匙的锁杆插入到验电锁的锁孔内，智能钥匙执行步骤S1，通过无线射频读取电路读取验电锁的验电锁锁码。然后，智能钥匙的控制器对验电锁锁码进行验证，即执行步骤S2，判断所读取的验电锁锁码是否为可以操作的验电锁的验电锁锁码。由于智能钥匙的控制器为写入固件的嵌入式控制器，控制器的固件运行后可以判断验电锁锁码正确性，即当前操作的验电锁为正确间隔的验电锁，则执行步骤S4，否则，执行步骤S3，输出间隔出错的警告信息。

本发明所指的间隔是配电网络中某一段的供电线路与开关，由于不同的供电线路向不同的区域供电，因此将其中一段的供电线路与对应的开关称为“间隔”。由于检修过程中，需要依次对不同的供电线路进行断电、通电操作，因此每一间隔的断电、通电操作均有严格的顺序要求。

步骤S4中，智能钥匙的接触电极与验电锁的接触电极接触后，接收验电锁输出的信号。由于验电锁将三相供电线路的电流信号转换成低压电压信号，智能钥匙的验电电路接收电压信号后，即可以检测供电线路是否带电。如供电线路不带电，则执行步骤S7，否则，执行步骤S6，输出供电线路带电的警告信息，并且不允许执行开启防误机械锁具的操作。

在确认供电线路不带电后，检修人员将智能钥匙的锁杆插入到防误机械锁具的锁孔内，智能钥匙执行步骤S7，读取防误机械锁具的防误锁锁码，并判断防误锁锁码与验电锁锁码是否匹配，即执行步骤S8。如防误锁锁码与验电锁锁码匹配，则执行步骤S9，允许防误机械锁具开启，否则，执行步骤S10，输出防误锁锁码出错的警告信息，并禁止防误机械锁具的开启。

可见，使用智能钥匙开启配电柜的柜门，需要先使用智能钥匙与验电锁对供电线路进行验电，只有确保供电线路不带电的情况下，才能对验电锁锁码与防误锁锁码进行一致性判断，在确保验电锁锁码与防误锁锁码匹配后，才能开启配电柜柜门。因此，检修人员每次开启配电柜柜门前，不需要对供电线路进行验电，有效减少安全事故的发生，避免财产损失。

如应用防误主机进行检修，首先通过防误主机生成对各个验电锁、防误机械锁具的操作逻辑的信息，并通过适配器将操作逻辑的信息写入到智能钥匙中，即向智能钥匙的控制器写入数据。同时，智能钥匙需要记录每一步的操作，如使用某一验电锁的时间、开启某一防误机械锁具的时间，在检修完毕后，需要将操作过程的信息发送至防误主机，防误主机记录智能钥匙的每一步操作，以便日后查看。

当然，上述实施例仅是本发明的一个优选的方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，控制器可以使用非嵌入式的控制器；或者，验电锁锁码与防误锁锁码匹配方式根据实际情况改变，这样的改变也能实现本发明的目的。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如验电锁外形与验电方式的改变、智能钥匙的具体结构的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.电力配网锁控系统，包括

智能钥匙，其设有锁杆，且所述智能钥匙内设有无线射频读取电路；

防误机械锁具，具有第一解锁孔，所述锁杆可插入所述第一解锁孔内，且所述防误机械锁具内设有第一电子标签；

门控机械锁具，具有第二解锁孔，所述锁杆可插入所述第二解锁孔内；

其特征在于：

所述电力配网锁控系统还设有验电锁，所述验电锁具有第一接触电极，且所述验电锁内设有第二电子标签；

所述智能钥匙还设有可与所述第一接触电极接触的第二接触电极，且所述智能钥匙内设有与所述无线射频读取电路电连接的控制器，用于读取所述第一电子标签所发出的信号所包含的防误锁锁码与读取所述第二电子标签所发出的信号所包含的验电锁锁码，并根据所述验电锁的信号判断线路不带电后判断所读取的所述验电锁锁码与所述防误锁锁码的一致性。

2.根据权利要求1所述的电力配网锁控系统，其特征在于：

所述控制器为预先写入固件的嵌入式控制器。

3.根据权利要求1或2所述的电力配网锁控系统，其特征在于：

所述智能钥匙内设有与所述第二电极电连接的验电电路。

4.根据权利要求1或2所述的电力配网锁控系统，其特征在于：

所述第二接触电极位于所述锁杆底端的两侧；

所述验电锁上设有锁孔，所述锁杆可插入到所述锁孔内，所述第一接触电极位于所述锁孔的外端。

5.根据权利要求1或2所述的电力配网锁控系统，其特征在于：

所述验电锁设有多根信号线，且所述验电锁的壳体上设有指示灯。

6.根据权利要求1或2所述的电力配网锁控系统，其特征在于：

所述电力配网锁控系统还包括适配器以及与所述适配器进行通信的防误主机，所述智能钥匙可安装到所述适配器上且接收所述适配器输出的信号。

7.电力配网锁控系统的工作方法，其特征在于：包括

将智能钥匙的第二接触电极与验电锁的第一接触电极接触，所述智能钥匙读取所述验电锁的验电锁锁码，并根据从所述验电锁接收的信号判断线路是否带电；

判断所述线路不带电后，在所述锁杆插入到防误机械锁具的第一解锁孔后，所述智能钥匙读取所述防误机械锁具的防误锁锁码，并判断所述防误锁锁码与所述验电锁锁码是否匹配，如匹配，允许开启所述防误机械锁具，否则，禁止开启所述防误机械锁具。

8.根据权利要求7所述的电力配网锁控系统的工作方法，其特征在于：

所述智能钥匙内设有控制器，所述控制器为预先写入固件的嵌入式控制器。

9.根据权利要求7或8所述的电力配网锁控系统的工作方法，其特征在于：

所述智能钥匙判断所述线路带电后输出警告信息。

10.根据权利要求7或8所述的电力配网锁控系统的工作方法，其特征在于：

智能钥匙读取所述验电锁的验电锁锁码后，判断所读取的所述验电锁码是否为允许操作间隔的验电锁锁码，如是，则执行判断所述线路是否带电的操作，否则，输出警告信息。