目前配电系统户外的箱式变压器、环网柜、电缆分支箱等配电设备多数在公路、小区内等公共场合,配电网设备数量庞杂、种类繁多,安装地点分散、运行环境复杂[1]。配电设备箱柜锁具大都采用传统开锁方式,无法确认*作人员身份,也无法控制和记录开锁的权限和时间,过程无法跟踪。电力设备运行管理要求定期巡查,但又难于管理,运行维护人员巡检巡查不到位,一旦发生重大事故又无法追责。除了以上锁具自身带来的问题,配电网运维检修主要依靠人力,存在运检质量参差不齐、运检劳动效率低、误*作现象时有发生,以及监测数据类别少、配电设备管控重复等问题[2]。即使付出了大量人力物力,配电网仍未能实现高效管理也导致运维能力速度过缓,难以适应电网的快速发展。

1 无源电子锁设计

无源电子锁设计结合了机械锁和电子锁的特点,由锁体和锁芯组成。无源是指锁体没有电源,电子是指智能电子锁芯。当电子钥匙插入锁芯,通过钥匙给电子锁芯供电并进行动态密钥校验,同时转动钥匙开启锁具。无源电子锁具有的ID编码,加上三级密码权限管理+动态密钥,防复制防技术开锁,层层管控,智能高效。

锁具电气系统由NFC天线、电路、微处理器电路、驱动电路等组成,NFC天线实现取能及通信功能。微处理器电路完成认证、管理等任务,电路由霍尔传感元件实现对开锁状态的监测,状态信息传给微处理器。驱动电路负责开锁执行等功能。

智能锁具整体采用高可靠性设计,具有防锈蚀、防磁化、防破坏等特点,外壳使用高性能的合金材料,具有较高的机械强度与耐腐蚀性,采用一次压铸技术,使得锁芯内部同外界环境有效分隔,避免灰尘、污水等杂质进入锁芯。在现场运行的高温、湿热、严寒及风沙尘土等恶劣环境下,智能锁具都能稳定运行[3]。

2 锁具电子电路设计

本无源智能锁具的内部电子电路由微控制器STM8FL151G6U6、存储器AT24C02、基于FM11NT08D1的NFC标签电路、开关锁辅助电路以及电源管理组成(图1)。其中,微控制器负责与电子钥匙进行交互,实现智能解锁终端与锁具的认证功能。存储器用于存储设置参数与开锁记录。NFC Tag是一个高度集成的近场通信标签模块,具有7字节标识符。FM11NT08D1芯片还为MCU提供一个非接触的通信通道,MCU可通过此通道与电子钥匙之间进行即时或非即时的数据交换。开锁辅助电路主要由锁状态监测单元、开锁驱动电机与驱动电路等组成,辅助MCU实现开锁功能。

3智能电子锁在配电系统应用

如图2所示，配电站智能门锁管理系统由智能电子锁具（电子锁和电子钥匙）、手机APP和管理平台共同组成。系统的工作原理如下：远程管理实现配电站房门锁和钥匙集中管控，通过4G网络向工作人员远方授权开锁。工作人员获取授权后，打开手机APP通过蓝牙无线方式与电子钥匙进行配对。电子钥匙连接成功后将钥匙连接到无源电子锁，匹配成功即可开锁，否则开锁失败。通过权限管理与加密算法实现了一把钥匙可开多把锁，大大简化了钥匙管理。系统会自动记录所有*作和状态信息，把获取的相关记录上传到服务器，在管理平台可以查看相关记录，实现对门锁的管理。

4 结语

采用NFC无源高可靠性智能锁应用于配电网站房类设备等,借助配电物联网思路,将智能锁具与物联网技术互相整合,设计了具有智能、物联、等属性的无源高可靠性的站房类设备智能门禁系统,在用户性、识别性、管理性方面更加智能、便捷和人性化,将有很好的应用前景。