一種快裝變臺低壓空開箱應用分析

林紅 李華鵬 杜建國 龍星文 李堯

貴州電網有限責任公司興義供電局 貴州興義 562400

傳統的低壓空開箱經過幾十年的發展，其功能及性能幾乎己詮釋到了極致。然而，仍不能滿足現代人們對低壓空開箱高可靠性、高安全性、高便利性、信息化、智能化的要求。日常生活中，在獲取信息的同時，人們逐漸發展到有了更高需求的 “交流”，在這些交流中，除了人與人之間信息的交流，還有人機設備之間的交流，需要在技術研發上給予重視。

1 傳統低壓空開箱存在的問題

（1）設備無信息化功能，無法對外交換信息。

（2）設備上的鎖具簡單，鑰匙管理混亂，無法有效監管，出現問題，無法追溯。

（3）設備門開啟無法定位和主動閉合功能，操作不便，箱體作業具有危險性。

總之，傳統的低壓空開箱不僅無法確保配電箱內的資產和操作安全，而且完全無法滿足配電箱智能化管理的需求[1]。

2 解決辦法

2.1 數據采集和遠程通信

NB-IoT 構建于蜂窩網絡，使用License 頻段，可采取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現有網絡共存，只消耗大約180KHz 的帶寬，可直接部署于GSM 網絡、UMTS 網絡或LTE 網絡，以降低部署成本、實現平滑升級。它聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯網（IoT）市場，是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術，具有窄帶、低速率、低功耗、低成本、高容量、廣覆蓋、多連接等特點。就本系統而言，低壓空開箱數據業務速率及頻次要求不高、安裝范圍非常廣泛且分散，使用NB-IoT 做數據通訊有著非常高的契合度。

2.2 無源電子鎖技術

無源電子鎖技術具有體積小、無需安裝免維護、鎖體無源設計、造價低及各種鎖型適應各種箱柜的優點，是當今可靠性最高、最節能環保、性價比甚高的一種免維護電子鎖具，也是工業箱柜國家智能化升級換代的最佳選擇。針對電子鎖存在的問題，把電池和通信模塊剝離給智能鑰匙，鎖具僅保留芯片和馬達，實現了無源化。

2.3 無源電子鎖技術的工作原理為

把智能鑰匙+N 把智能鎖+1 套管理軟件。管理員完全掌控所有的開鎖過程，實現了從傳統手工管理升級到 “互聯網+ 鎖具管理”；開鎖方式：用戶登陸手機APP 進行用戶名密碼認證，通過后系統傳輸秘鑰給智能鑰匙，智能鑰匙插入無源電子鎖芯進行對碼，成功后給鎖芯內馬達供電開啟無源電子鎖。

在鎖具類型上有電子掛鎖、電子機柜鎖、電子轉舌鎖、電子門把鎖等。

智能鑰匙通過藍牙與手機APP 進行通信，獲得后臺管理系統的開鎖授權，插入無源電子鎖，與鎖芯的CPU 進行數據交互及提供電源，開啟無源電子鎖，同時向手機APP 上傳相關信息。

2.4 特點

（1） 智 能 鑰 匙 藍 牙 協 議 為Bluetooth Specification V4．0 BLE。

（2）智能鑰匙功耗在自動休眠模式下，待機電流10uA-30uA，工作電流17．5mA。

（3）智能鑰匙在未連接藍牙情況下應具備休眠功能，連接藍牙情況下可手動進行休眠。

3 1APP 兼容性：手機APP 兼容安卓系統和蘋果系統

3.1 安全登錄

采用密碼登錄。APP 登錄同時還應提供離線登錄模式，保證無網絡情況下用戶正常使用。

3.2 開鎖操作

APP 用戶登錄后根據鎖具授權權限，連接藍牙鑰匙，開啟所授權的鎖具后，應有提示開鎖成功或開鎖失敗，并生成開鎖記錄上傳服務器。

4 阻尼鉸鏈和斷電接地保護裝置

阻尼鉸鏈的優點在在于閉門時候柔和，配合經久耐用的液壓缸已成為越來越多的用戶的首選液壓緩沖鉸鏈。它依靠一種全新的技術來適應門的關閉速度、主動關門和開啟門的定位。即使大風關門也會輕柔關閉、保證運動的完美。保證了即使在長時間的使用下，也無需進行保養。

5 安全可靠簡易的箱體設計

空開箱采樣SUS304 材料（或者SMC/SMD）生產。具有結構強度大，耐腐蝕性強、重量輕等特點。用來存放開關、互感器、計量表、TTU、通信模塊等安裝位，可以提供在戶外各種惡劣環境里對存放設備的保護，屏蔽電磁干擾，有序、整齊地排列設備，方便以后維護設備。機箱具有布局設計緊湊合理、電路配置安全可靠、性能好、經久耐用等優點[2]。

6 結語

終上所述，在研制變臺低壓空開箱的過程中，需要確保其體積小，結構簡單，且空開箱門鉸鏈需要做成自動回力門，門鎖設計為自動吸碰落鎖和芯片感應開鎖，以減少低壓箱式設備鑰匙管理繁亂問題，降低低壓側作業時的操作風險和停電影響，同時增加計量和遠程通信功能。