电气盘柜闭锁系统在某电厂运行安全管理中的应用

摘 要：电厂作业现场因为存在着设备用电环境的复杂性及繁杂性，以及各专业检修班组的维护作业人员工作素质参差不齐，甚至有部分外来外包商、检修工作人员缺乏用电安全知识，常有自带用电设备多且安全设施不完善、私拉线路等违规违章用电，近年来国内外各电厂因作业用电所引发承包商、外来作业工人触电所引发安全事故人身伤亡事故时有发生，电力安全生产形势严峻。

本文总结青溪电厂近年来实施的电气盘柜闭锁系统改造以及使用经验，探讨这类问题的有效解决方案。

关键词：电气盘柜闭锁系统；作业现场检修电源；智能钥匙

1.概况

广东粤电青溪发电有限责任公司（以下简称青溪水电厂），坐落于闽粤边境的汀江流域中段，属于径流河床式水电站；日调节水库防洪水位73m，最大库容0.56亿 ，安装有四台额定容量为36MW的轴流转轴式水轮发电机组，额定转速125 r/min，飞逸转速247 r/min。

相对绝大多数电力生产区域一次设备安装有较为完善的技术措施，如开关站及出线廊道的断路器、隔离开关、主变压器等均安装有电气防误闭锁系统（电气五防），且操作管理刚面的组织措施已经非常完善，常见的组织措施中有《电力安全工作规程》、“操作票管理制度”、“工作票管理制度”等。而涉及到电厂运行管理范围内的大量设备设施如电压互感器二次端子箱、开关站门型架构爬梯、厂内检修专用的电源箱等方面，安全管理的技术措施上存在着不足，更多依赖于意识形态上的组织管理措施。存在着例如检修人员用电安全意识低下，常常在现场私自拉设电源，严重时将造成人身伤亡事件的发生。如若能将此类盘柜门的锁控装置归纳到具有技术把控的技术措施范畴，将极大程度上减少此类事故的发生可能。

2.改造方案

组件一套运行人员管理的由授权主机、智能解锁用钥匙、运行紧急解锁用万能钥匙、现场锁具组成的智能化开锁应用系统，并将原所有机械锁具进行替代。采用带有身份识别的智能锁具、智能钥匙作为操作套件，在获得权限之后可对所有智能锁具进行开锁，实现解锁钥匙的统一；智能钥匙接收到上位机发送的开锁指令后在操作过程中实现对开锁范围的控制，以达到对操作人员、开锁范围设备以及操作时间的有效管理和控制。

3.系统功能

3.1“一匙通”开锁功能

该应用平台的智能钥匙避免了运行人员面对普通锁具钥匙繁琐性、繁杂性、杂乱无章等烦恼，使得锁具及钥匙的统一化，实现“一匙通”的作用，极大程度提高了工作效率。

3.2开锁管理功能

系统首先录入青溪水电厂生产现场各类柜门、通道门锁具信息，并且加装智能化锁具对其完全闭锁，作业人员手持该智能钥匙仅可打开对应已授权设备的锁具，从而对现场高电压等级电气设备场所开锁操作的统一授权及管理。防止了擅自打开运行中设备柜门、无触碰二次带电设备、防止私自接取检修电源等安全隐患，消除了技术措施方面的管理缺陷。

3.3快速授权功能

在使用密码登陆系统后，具备操作资格的的工作票许可人通过“授权”功能添加工作内容，输入对应作业负责人以及作业内容，并将常用开锁授权对应指定的作业设备锁具名称内容发送至智能钥匙，完成授权操作。此权限仅可向中控室值班的工作票许可人开放。

3.4任务时效权限管理功能

系统可根据要求，设置任务时效。当执行的任务超过操作许可时间——也是工作票许可时间范围后，智能钥匙能够自动终止开锁权限，而此时作业人员若需继续开展工作，只能在办理工作票延期手续时申请重新办理智能钥匙开锁业务。

3.5任务授权功能

在使用密码登陆系统后，具备操作资格的的工作票许可人通过“任务授权”功能添加工作内容，由一次系统图或现场布置图等圈定、或设备分类树状勾选形成指令授权，通过无线网络或红外、数据线路发送至指定智能钥匙，完成授权操作。此操作可对外来作业队伍或检修维护班组授权。

3.6“零操作”授权功能

智能钥匙无操作任务情况下，需授权的人仅将工作牌放在上位机系统的读码器上，“嘀”的一声响之后，即可激活该用户的常用操作任务。

3.7多任务管理功能

该闭锁平台可完成多项任务同时进行授权的功能，可以多个检修队伍、作业单位、维护班组同时执行开锁操作（在钥匙满足够量的情况下），且开锁过程中无需顾忌各工作彼此间的关联。在检修任务繁忙情况下、足以满足多个开锁任务任务同时操作的需要。

3.8操作记录自动汇报

开锁任务完成后，仅将智能钥匙归置于传送座或插上专用数据线路，就可以实现自动汇报操作完成情况，将钥匙芯片内所储存的工作任务清零，并将现场锁具信息反馈给主机。

3.9“黑匣子功能”和数据统计功能

平台主机可自动保存智能钥匙所反馈的每项开锁操作信息（包含未执行项，经越权完成等信息），所有内容及系统信息均硬态保存、黑匣子记忆，在失电、损毁等情况下能达到不损失、不遗漏，尽可作为可读和外置打印，并提供给事故后分析的凭证。

4.电厂设备区域运行安全管理

4.1闭锁区域管理

对于全厂除已具备完善微机五防闭锁高压一次带电设备外，运行部门根据误操作、误触碰高压带电设备、风险性较大的关键设备采用全涵盖的方式闭锁，对设备实行最大程度的技术措施管理，包括：（1）在机组机旁动力盘、机旁220v电源盘、机端检修电源箱、机端二次PT等设备使用智能连杆锁（或不带连杆）锁芯的方式实现闭锁；（2）对于各检修区域动力电源箱、电压互感器二次端子箱、低压设备开关刀闸操作箱等使用智能把手锁实现闭锁；（3）对于户外的开关站门型构架爬梯、坝顶水工建构筑物爬梯等使用挂锁实现闭锁；（4）对于出线廊道、主变厂大门、开关站巡检门及大坝通道门等重要区域通道使用挂锁实现闭锁。

4.1运行授权管理

以具有信息存储功能的智能钥匙为开锁媒介，不再需要携带大量钥匙至现场。运行许可人员通过在管理主机上的智能软件中预先通過新建工作任务及工作负责人选定，许可其工作开始及结束时间，许可其可开锁设备柜门或可打开通道门锁，方便地实现用户管理、检修作业区域化管理，操作记录储存等功能。执行操作时由系统软件将新建工作任务及许可内容发送至智能钥匙，发送方式可由蓝牙或有线传输，由检修人员持已授权智能钥匙到现场打开所许可的指定盘柜箱锁具。经过上位机授权后只需携带单个智能钥匙即可完成指定设备的开锁操作。

在作业许可时间范围内，智能钥匙可打开指定设备柜门，但当作业时间已过，智能钥匙内所储存作业任务将归档，作业人员无法再打开设备柜门。此外，也有效避免了无资质人员进入电力生产现场高压场所，阻止了外围无关人员进入到精密设备敏感区域。

基于运行人员对全厂设备巡视及设备故障、安全事故等紧急情况下，配用两把紧急钥匙于中控室并严格管理。紧急钥匙对全厂所有实施电气盘柜闭锁系统的设备、通道锁可实现万能开锁功能，满足了运行工作岗位对于紧急状态下设备操作的特殊性需求。

5.结语

电气盘柜闭锁系统在青溪水电厂已经高效率使用较长时期，其采用全范围覆盖方式闭锁全厂低压系统，极大程度解决了设备现场用电管理方面的技术问题。通过稳固可靠、高效智能的锁具提高设备闭锁的安全性、可靠性和耐用性，采用对智能“一匙通”钥匙灵活的授权方式，大大提高了锁具的操作效率。

综上所述，电气盘柜闭锁系统完全适合青溪水电厂现场生产设施的运行技术安全管理，有效地解决了因检修作业缺乏技术措施的安全漏洞。通过采用闭锁系统，以技术措施对现场设备严加管控，为今后国内电力生产安全管理提供了强有力的保障。

作者简介：

钟赛浩（1992-），男，广东省梅州市，大学本科，研究方向为水电厂安全运行。