變電站常用便攜式電器設(shè)備的管理技術(shù)探析

李順宇

變電站常用便攜式電器設(shè)備的管理技術(shù)探析

李順宇

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局，廣東 湛江 524000）

變電站常用便攜式電器設(shè)備在電力生產(chǎn)中的作用不可小覷，但此類設(shè)備往往疏于管理，或者管理技術(shù)手段落后，存在諸多弊端。以安全工器具管理為例，設(shè)計(jì)一整套智能安全工器具管理系統(tǒng)，它包括帶指紋鎖的門禁考勤機(jī)，記錄開鎖人員；每個(gè)安全工器具均放在柜內(nèi)，柜內(nèi)每個(gè)設(shè)備貼有一個(gè)RFID標(biāo)簽，每個(gè)設(shè)備取/存還會(huì)觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備按規(guī)定位置存放；安全用具室門口安裝一自帶天線的RFID讀卡器，將掃描到的標(biāo)簽發(fā)送給上位機(jī)，即電容觸控一體機(jī)，一體機(jī)形成出入庫記錄，此記錄保存在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上；接地線、驗(yàn)電筆的取用/歸還過程中，會(huì)啟動(dòng)告警提示或閉鎖電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)接地線、驗(yàn)電筆的安全管控。此套系統(tǒng)運(yùn)行良好，其他便攜式電器設(shè)備也可以采用此技術(shù)管理，提高生產(chǎn)效率及安全運(yùn)行水平。

安全工器具；RFID；接地線；嵌入式系統(tǒng)

變電站有眾多常用的便攜式電器設(shè)備，它們?cè)诒Ｕ想娏Π踩a(chǎn)方面的作用不容忽視，常用的便攜式電器設(shè)備按安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系來劃分，主要有安全工器具、用電設(shè)備、測試設(shè)備、備品備件、應(yīng)急裝備等。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對(duì)這些設(shè)備往往缺乏管理或技術(shù)手段落后，導(dǎo)致固定資產(chǎn)流失、工作效率低下，嚴(yán)重制約著電力事業(yè)的發(fā)展。

1 變電站常用便攜式設(shè)備的現(xiàn)存問題

出入庫記錄單一、繁雜，工作效率低下，紙張浪費(fèi)嚴(yán)重，無法實(shí)時(shí)查看記錄。安全工器具在領(lǐng)用/歸還前，應(yīng)填寫《電力安全工器具領(lǐng)用與返還記錄》，每次借出/歸還人工記錄在紙質(zhì)表格，實(shí)際過程中會(huì)經(jīng)常缺少記錄、填寫不規(guī)范、嚴(yán)重浪費(fèi)紙張污染環(huán)境以及記錄不能實(shí)施查看等問題。紙質(zhì)版安全工器具領(lǐng)用與返還記錄表如圖1所示。

圖1 紙質(zhì)版安全工器具領(lǐng)用與返還記錄表

設(shè)備未定置于上鎖的柜內(nèi)。設(shè)備未按安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系的要求全部定置于上鎖的柜內(nèi)，導(dǎo)致設(shè)備資產(chǎn)流失，其中不乏一些貴重的物品，如電腦、平板電腦、紅外成像儀等。

設(shè)備未定置放置時(shí)，沒有對(duì)應(yīng)提醒、告警。在人員歸還物品時(shí)，由于時(shí)間倉促或責(zé)任心不強(qiáng)，往往未按要求放置，但這些行為沒有相應(yīng)的語音提醒或告警，導(dǎo)致在查評(píng)時(shí)成為問題。

缺少設(shè)備試驗(yàn)日期、使用日期到期提醒功能。在測試設(shè)備、安全用具的試驗(yàn)日期、使用日期到期時(shí)，沒有相關(guān)的提醒，導(dǎo)致使用超期設(shè)備，埋下安全隱患。

接地線、驗(yàn)電筆的管控力度不夠。驗(yàn)電接地作為保證人員安全工作的重要技術(shù)措施，其管控上面存在諸多弊端。如在接地線前需要驗(yàn)電，并在過程中穿絕緣手套，但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行人員到現(xiàn)場后才發(fā)現(xiàn)未帶驗(yàn)電筆或手套的情況，來回往返，延長了停送電時(shí)間。更有甚者為圖方便，直接不經(jīng)驗(yàn)電就接地，嚴(yán)重沖擊著電力安全生產(chǎn)的紅線和底線。

2 問題原因分析

針對(duì)以上問題，筆者認(rèn)為主要有以下原因：①安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系的要求精細(xì)，但實(shí)現(xiàn)方式并未明確要求，變電站常用便攜式設(shè)備的管理技術(shù)手段落后，導(dǎo)致出入庫記錄人工記錄多且繁雜，一些人員在做相關(guān)工作時(shí)有抵觸情緒或責(zé)任心缺失；②有些設(shè)備未存放在上鎖的柜內(nèi)、便攜式設(shè)備未存放在專門的房室內(nèi)或房室的鎖未得到有效管理；③設(shè)備定置只是靠標(biāo)簽，沒有語音智能提醒，沒有告警、閉鎖功能；④設(shè)備試驗(yàn)日期、使用日期到期通過每月人工檢查發(fā)現(xiàn)，在人員未及時(shí)檢查時(shí)，會(huì)發(fā)生過期現(xiàn)象；⑤接地線、驗(yàn)電筆的取用/歸還未得到有效管理，取用地線時(shí)，未與關(guān)絕緣手套、對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的驗(yàn)電筆相關(guān)聯(lián)，無相應(yīng)的告警、閉鎖措施，取用驗(yàn)電筆時(shí)，也沒有需要使用絕緣手套的語音提醒功能。

3 解決對(duì)策

將設(shè)備放置在上鎖的柜內(nèi)，柜內(nèi)在每個(gè)設(shè)備的放置地點(diǎn)貼標(biāo)簽，鎖可以是指紋鎖、二維碼鎖或智能考勤鎖。二維碼鎖使用方便，只要人員隨身攜帶手機(jī)，掃二維碼，就可以通過遠(yuǎn)程或藍(lán)牙等方式開鎖。但單純靠此類方式開鎖，實(shí)現(xiàn)的功能太簡單，二維碼遠(yuǎn)程開鎖可能后臺(tái)要收費(fèi)，后臺(tái)給開發(fā)新的軟件費(fèi)用太高，導(dǎo)致廠家往往不愿意修改軟件。藍(lán)牙開鎖較二維碼鎖功能相仿，其后臺(tái)無需收費(fèi)，但同樣面臨著后臺(tái)不愿意修改軟件的問題。單純的指紋鎖可靠性高，但記錄往往不能在線實(shí)時(shí)查看。

設(shè)備放置時(shí)，可采用微動(dòng)開關(guān)、紅外感應(yīng)電路或RFID標(biāo)簽加天線技術(shù)。紅外對(duì)射由于抗干擾能力比較差，一般不采用。RFID標(biāo)簽加天線，每一個(gè)設(shè)備的放置格需一個(gè)天線，用8通道或12通道的接收天線，每個(gè)天線再連接讀卡器，則需要比較多的讀卡器及天線，制作成本比較大。微動(dòng)開關(guān)電路在每個(gè)設(shè)備的放置處設(shè)計(jì)一微動(dòng)開關(guān)，微動(dòng)開關(guān)屬點(diǎn)通開關(guān)，每取/還一個(gè)設(shè)備，觸發(fā)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，微動(dòng)開關(guān)將這一開關(guān)量發(fā)送給嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)屬一種嵌入到專用對(duì)象中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[2]，其核心部件為單片機(jī)，在設(shè)備未按規(guī)定放置時(shí)，會(huì)啟動(dòng)報(bào)警或閉鎖電路。同時(shí)單片機(jī)輸出至電容觸控一體機(jī)顯示相關(guān)內(nèi)容，另外單片機(jī)可通過無線、串口、藍(lán)牙等通訊方式將信息反饋給后臺(tái)管理系統(tǒng)或手機(jī)APP，在“智能安全工器具管理系統(tǒng)”中未使用此功能，此功能由一體機(jī)實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用RFID超高頻射頻技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)通過無線電磁波信號(hào)進(jìn)行無接觸的雙向數(shù)據(jù)通信[2]，將每一個(gè)設(shè)備貼一個(gè)柔性抗金屬RFID標(biāo)簽，在柜門口安裝一個(gè)自帶天線的RFID標(biāo)簽讀卡器R2000，每次讀取到的標(biāo)簽傳送給上位機(jī)。R2000超高頻RFID讀寫器可讀卡距離在0～5 m，有多種通訊端口可選，采用915M讀頭，一次最多可讀取50個(gè)標(biāo)簽，讀取標(biāo)簽可采用“主動(dòng)模式”“應(yīng)答模式”，項(xiàng)目中采用主動(dòng)模式。讀卡器與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，上位機(jī)由一個(gè)電容觸控一體機(jī)構(gòu)成，它是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，起交互、顯示、控制等作用。

對(duì)接地線、絕緣桿、電容放電棒、驗(yàn)電筆、絕緣手套、絕緣擋板等這些安全工器具，由于在邏輯上它們有一定的關(guān)聯(lián)性，比如接地線，需要先拿手套、對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的驗(yàn)電筆，使用驗(yàn)電筆時(shí)也同時(shí)需要絕緣手套，這樣才能符合十個(gè)規(guī)定動(dòng)作，通過智能安全工器具管理系統(tǒng)識(shí)別出要取用的工器具，并對(duì)其關(guān)聯(lián)的工器具取用進(jìn)行提醒，提高工作效率及安全水平。接地線、驗(yàn)電筆、絕緣手套的互鎖功能如圖2所示。

設(shè)備試驗(yàn)日期、使用日期可能到期問題。通過最初的臺(tái)賬清冊(cè)錄入，智能安全工器具管理系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤識(shí)別下次試驗(yàn)日期及使用期限，在到期前半個(gè)月至一個(gè)月會(huì)將相關(guān)的信息發(fā)送給管理人員，提醒及時(shí)處理。

圖2 接地線、驗(yàn)電筆、絕緣手套的互鎖功能

4 變電站安全工器具管理技術(shù)

項(xiàng)目中設(shè)計(jì)一整套安全工器具管理系統(tǒng)，該套系統(tǒng)安裝在安全工器具室門口，由RFID讀卡器、觸控一體機(jī)、考勤機(jī)門禁、音響喇叭、攝像頭以及室內(nèi)每個(gè)物品的超高頻射頻標(biāo)簽、微動(dòng)開關(guān)電路及嵌入式系統(tǒng)組成。

使用指紋考勤機(jī)門禁系統(tǒng)，開鎖記錄實(shí)時(shí)發(fā)送給上位機(jī)，同時(shí)遇到特殊情況也可以遠(yuǎn)程開鎖，從而使設(shè)備出問題時(shí)責(zé)任具體到個(gè)人。在報(bào)警方面，考勤機(jī)門禁在有暴力開鎖的情況時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警電路，同時(shí)將相關(guān)信息發(fā)給管理員。項(xiàng)目中指紋考勤機(jī)門禁采用得力13704套裝，其功能強(qiáng)大，能較好地與上位機(jī)聯(lián)系。

應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際取用歸還設(shè)備與后臺(tái)記錄一致性核查。一致時(shí)后臺(tái)對(duì)應(yīng)記錄，不一致時(shí)現(xiàn)場聲光報(bào)警，后臺(tái)也報(bào)錯(cuò)。

每次取用/歸還物品時(shí)，讀卡器自動(dòng)掃描RFID標(biāo)簽，形成記錄，記錄報(bào)表的格式完全按照安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系模板記錄，在必要時(shí)可以直接導(dǎo)出此表格打印，平時(shí)檢查人員在一體機(jī)或網(wǎng)頁上查看電子版的記錄表即可，如圖3所示。

圖3 一體機(jī)或網(wǎng)頁上保存的安全工器具使用/歸還記錄表

一體機(jī)內(nèi)設(shè)計(jì)有一套智能安全工器具管理系統(tǒng)軟件，該軟件系統(tǒng)自主研發(fā)，以便后期維護(hù)。目前該軟件已獲得國家軟件著作權(quán)，變電站智能安全工器具管理系統(tǒng)的功能主要通過這套軟件實(shí)現(xiàn)，其界面如圖4所示。

圖4 智能安全工器具管理系統(tǒng)軟件界面

通過觸控一體機(jī)上的智能安全工器具管理系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)出入庫進(jìn)行管理及監(jiān)控，一體機(jī)自帶或外接的攝像頭對(duì)每次取還工具進(jìn)行拍照留底，并保存一段時(shí)間，可追蹤到工器具具體的取用/歸還人員以及未定置放置的人員。外接的攝像頭會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控房室內(nèi)的變化情況，在人員有變動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)錄像，該錄像保存在本地或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，起到報(bào)警或特殊情況回查的作用。智能安全工器具管理系統(tǒng)軟件也可通過設(shè)計(jì)典型操作票、工作票的安全措施庫，即在智能安全工器具管理系統(tǒng)上選擇對(duì)應(yīng)的作業(yè)類型，就會(huì)彈出提示要選擇的安全工具，在出庫不滿足典型的安全措施庫時(shí)發(fā)出警報(bào)，從而進(jìn)一步提升工作效率和安全運(yùn)行水平。

此項(xiàng)目在湛江供電局220 kV赤坎巡維中心得到運(yùn)用，運(yùn)行人員反映良好，也確實(shí)給基層人員減負(fù)不少，提高了工作效率，減少了紙張浪費(fèi)，達(dá)到了保護(hù)設(shè)備固定資產(chǎn)的目的。同時(shí)，該項(xiàng)目在麻章供電局湖光供電所的安全工器具、手工具、應(yīng)急裝備的管理上也有應(yīng)用，供電所的人員也反饋良好，達(dá)到了項(xiàng)目預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)。

5 智能安全工器具管理技術(shù)應(yīng)用推廣

上述為安全工器具的管理技術(shù)，對(duì)于其他變電站常用便攜式電器設(shè)備，包括用電設(shè)備、測試設(shè)備、備品備件，甚至是站內(nèi)生活及辦公用品、五防解鎖管理等也可參考此類實(shí)現(xiàn)方法，統(tǒng)一放置，確保設(shè)備資產(chǎn)不流失，使用符合安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)智能管理。

6 總結(jié)

變電站常用便攜式電器設(shè)備管理存在諸多弊端，管理技術(shù)滯后于相關(guān)規(guī)定，急需一種新的技術(shù)解決此類問題。本文以變電站安全工器具管理為例，通過一整套智能的安全工器具管理系統(tǒng)硬件及軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全工器具的全過程管控，減少了固定資產(chǎn)遺失，避免重復(fù)性的記錄工作，減少紙張浪費(fèi)。此套系統(tǒng)功能強(qiáng)大，不僅適用于安全工器具的管理，對(duì)變電站其他便攜式電器設(shè)備也可以使用這個(gè)技術(shù)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，此套系統(tǒng)可操作性強(qiáng)，成本較低，在提高工作效率及安全運(yùn)行水平的方面效果顯著。

［1］許斌.嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用分析［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017（27）：130-131.

［2］陳璐.超高頻射頻識(shí)別閱讀器的頻譜研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］.西安：西安電子科技大學(xué)，2014.

TM595

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.19.046

2095－6835（2019）19－0113－03

李順宇（1984—），男，福建龍巖人，大學(xué)本科，工程師，研究方向?yàn)樽冸娺\(yùn)行及檢修、繼電保護(hù)。

〔編輯：王霞〕