专利名称：开锁装置以及牵引变电所防误操作系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路牵引供电系统，尤其涉及一种开锁装置以及一种牵引变电所 防误操作系统。
背景技术：
作为电气化铁路牵引供电系统的主要组成部分，牵引变电所用于将电力系统输送 的三相高压电转换成适合电力机车使用的电能，在铁路运输中担负着向电力机车供电的重 要作用。为了保证牵引变电所倒闸操作的安全性，在隔离开关、接地开关、断路器等之间安 装有防误操作的电气、电磁和机械闭锁装置，倒闸操作时，需要检查相应的断路器、隔离开 关等设备的位置状态，核对无误后才能解除闭锁进行倒间操作。现有的牵引变电所中，各个锁闭点之间的逻辑关系只能依靠规章制度进行管理， 操作人员在倒闸作业、维修和实验作业过程中依照人工填写的操作票到现场对断路器、隔 离开关、接地刀闸、临时接地线等设备解除锁闭进行倒闸操作，由于操作过程完全依赖操作 人员对操作步骤的熟悉程度，非常容易因为人为疏忽而发生误操作，轻则造成供电中断，电 量损失，重则引起电网事故，人身伤亡，严重扰乱铁路运输的正常秩序，造成巨大的经济损 失和社会影响。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有的牵引变电所在对设备解除锁闭进行倒闸作业时 完全依赖操作人员对操作步骤的熟悉程度，容易因为人为疏忽而发生误操作的问题，提供 一种能够保证正确操作步骤，提高倒闸操作安全性的开锁装置以及牵引变电所防误操作系 统。本实用新型提供的开锁装置包括主体；用于采集编码锁的编码信息的编码识别 器；用于下载倒闸操作流程和上传倒闸操作结果的通信接口 ；用于将采集到的编码信息与 下载的倒闸操作流程中的对应信息进行比对、在所述编码信息与所述倒闸操作流程中的对 应信息一致的情况下产生开锁指令、以及存储倒闸操作结果的控制模块；以及用于根据所 述开锁指令执行开锁操作的开锁机构；所述编码识别器、通信接口和开锁机构分别设置在 所述主体的外表面，所述控制模块设置在所述主体的内部，且所述控制模块分别与所述编 码识别器、通信接口和开锁机构电连接。本实用新型提供的牵引变电所防误操作系统包括工控机和开锁装置，所述开锁装 置为本实用新型提供的开锁装置，所述开锁装置通过通信接口与所述工控机连接。采用本实用新型提供的开锁装置和牵引变电所防误操作系统，开锁装置可以通过 工控机下载倒闸操作流程，由于开锁装置仅在采集到的编码锁的编码信息与倒闸操作流程 中的对应信息一致的情况下才产生开锁指令，保证了操作人员只能按照倒闸操作流程依次 对编码锁进行开锁操作，在操作顺序错误或者出现空操作的情况下无法执行开锁动作，保证了正确操作步骤，避免了由于人为疏忽而导致的误操作，提高了倒闸操作的安全性。
图1为本实用新型提供的开锁装置的正面立体示意图；图2为本实用新型提供的开锁装置的背面立体示意图；图3为本实用新型提供的开锁装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的开锁装置和牵引变电所防误操作系统做进一 步的详细描述。如图1-图3所示，本实用新型提供的开锁装置包括主体1 ；用于采集编码锁的编 码信息的编码识别器4 ；用于下载倒闸操作流程和上传倒闸操作结果的通信接口 5 ；用于将 采集到的编码信息与下载的倒闸操作流程中的对应信息进行比对、在所述编码信息与所述 倒闸操作流程中的对应信息一致的情况下产生开锁指令、以及存储倒闸操作结果的控制模 块6 ；以及用于根据所述开锁指令执行开锁操作的开锁机构7 ；所述编码识别器4、通信接口 5和开锁机构7分别设置在所述主体1的外表面，所述控制模块6设置在所述主体1的内 部，且所述控制模块6分别与所述编码识别器4、通信接口 5和开锁机构7电连接。在铁路牵引变电所中，各个电气设备分为运行、备用、检修三种状态。通过操作隔 离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态的操作过程称 为倒闸操作，为本领域技术人员所公知。为了保证牵引变电所倒闸操作的安全性，在隔离开关、接地开关、断路器等间安装 有防误操作的电编码锁和机械编码锁。电编码锁用于断路器、电动隔离开关和电动接地刀 闸的闭锁，机械编码锁用于手动隔离开关、接地刀闸、临时接地线、网门等设备的闭锁。倒闸 操作时，需要检查相应的断路器、隔离开关等设备的位置状态，核对无误后才能解除编码锁 的闭锁进行倒闸操作。工控机是指作为工业控制器在工业环境中运行的PC机，用于录入与输出各种工 业控制指令。根据本实用新型提供的技术方案，工控机中预先存储有倒间操作流程(即操 作票)，倒闸操作流程包括倒闸操作的顺序和内容，即包括解除电气设备的闭锁的顺序以及 对应编码锁的编码信息，可以由操作人员根据牵引变电所的实际操作需要人工输入倒闸 操作流程，也可以由工控机根据当前的开关量实际状态自动生成倒闸操作流程。倒闸操作 时，操作人员可以首先将工控机中预先存储的倒闸操作流程下载到开锁装置中，之后携带 开锁装置到倒闸操作现场，根据开锁装置中的倒闸操作流程解除电气设备的闭锁进行倒闸 操作。根据本实用新型提供的开锁装置，主体1可以为便于手持的结构，例如图1和图2 所示的立方体结构，可以在主体1的顶部设置编码识别器4，该编码识别器4具有外壳以及 设置在外壳内的采码头，该采码头用于在开锁操作时被插入到相应编码锁的编码尺内以对 锁具的编码信息进行识别；开锁机构7包括设置在主体1顶部的开锁杆和设置在主体1 一 侧的开锁柄，所述开锁柄用于对开锁装置进行定位，所述开锁杆用于在开锁操作时插入锁 具并根据开锁指令打开锁具。[0018]如图1所示，本实用新型提供的开锁装置还包括操作按键组3，该操作按键组3设置在主体1外表面的正面，针对操作流程中的几个主要操作动作开机、关机、确认、取消， 可以对操作按键组3中的多个操作按键进行相应设置，以使得不同的操作按键对应控制不 同的动作。操作人员可以通过操作按键组3输入操作指令，对操作步骤进行选择、确认或取 消等。所述主体1还包括控制模块6 (未图示)，该控制模块6设置在主体1的内部，可以 为根据预先设定的程序的指示控制开锁操作并存储操作结果的MCU控制器。控制模块6首 先将通过编码识别器4采集到的编码信息与通过通信接口5下载的倒闸操作流程中的对应 信息进行比对、在所述编码信息与所述倒闸操作流程中的对应信息一致的情况下产生开锁 指令，以对编码锁进行开锁操作，在倒闸操作完成后，操作人员可以通过操作按键组3输入 倒闸操作结果，并将倒闸操作结果存储在控制模块6中。如图1和图2所示，所述通信接口 5可以设置在主体1的顶部、一侧或下端，控制 模块6与通信接口 5电连接，可以通过通信接口 5接收来自工控机的倒闸操作流程并通过 通信接口 5将存储的倒闸操作结果回传给工控机。所述通信接口 5可以采用有线或无线方 式连接至工控机，优选情况下，通信接口 5为红外接口或蓝牙接口，通过无线方式与工控机
通{曰。为了便于操作人员熟悉倒闸操作流程，能够按照倒闸操作流程的指示执行开锁及 倒闸操作，更好地避免误操作，优选情况下，本实用新型提供的开锁装置还包括设置在所述 主体1的外表面的显示装置9，该显示装置9与所述控制模块6电连接。该显示装置9可以 设置在主体1的正面、在操作按键组3的上方，用于对下载至工控机的倒闸操作流程进行显 示。可以对控制模块6中的程序进行设置，使得显示装置9显示倒间操作流程中的每一步 骤和内容。优选情况下，以光标闪烁来提示当前步骤。同时，可以通过对操作按键组3进行 相应设置来执行对显示装置9上的操作流程的选择，例如针对上移、下移、左移、右移、功能 选择等操作步骤，可以在操作按键组3上进行相应设置，以便操作人员可以自行选择操作 步骤及查看操作项目。优选情况下，所述显示装置9为液晶显示屏。如图2所示，本实用新型提供的开锁装置还包括电池仓2，该电池仓2可以设置在 主体1外表面的背面，用于装入电池以为开锁装置供电。优选情况下，如图2所示，本实用 新型提供的开锁装置还包括充电接口 8，还可以通过充电接口 8连接电源来为开锁装置充 电ο为了实现节电，优选情况下，控制模块6还包括计时器(未图示)，该计时器中设置 有预设时间段，对控制模块6中的程序进行设置，使得在每一次执行对显示装置9上的操作 流程的选择时初始化计时器，由此，当在开锁装置运行状态下无人操作的连续时间达到预 设时间段(即计时器计时达到预设时间段)时，控制模块6控制开锁装置自动关机，以实现 智能节电。所述预设时间段的范围可以为1-99分钟中的任意一者。优选情况下，可以对控制模块6中的程序进行设置，使得在每次从工控机下载倒 闸操作流程时将当前时间信息一同下载，控制模块6在接收到时间信息后控制将开锁装置 自身的日期、时间与工控机同步。为了对操作步骤进行提示，以便更好地避免误操作，优选情况下，如图2所示，本 实用新型提供的开锁装置还包括设置在主体1的外表面的扩音装置10，该扩音装置10与所述控制模块6电连接。可以对控 制模块6中的程序进行设置，按照倒闸操作流程中的各 个步骤控制扩音装置10对操作人员进行语音提示。更加优选的情况下，可以对控制模块6 中的程序进行设置，以使得在采集到的编码信息与倒闸操作流程中的对应信息不一致的情 况下控制扩音装置10发出报警提示音，对操作人员的误操作进行报警提示。该扩音装置10 可以为喇叭。本实用新型还提供了一种牵引变电所防误操作系统，该防误操作系统包括工控机 和开锁装置，所述开锁装置为本实用新型提供的开锁装置，所述开锁装置通过通信接口 5 与所述工控机连接，以从工控机下载倒闸操作流程并向工控机上传倒闸操作结果。根据本实用新型提供的开锁装置和牵引变电所防误操作系统，在倒闸作业时，首 先将开锁装置与工控机连接，将工控机中预先存储的倒闸操作流程下载到开锁装置中；开 锁装置的显示装置9上显示有倒间作业流程的每一步骤和内容，操作人员携带开锁装置到 倒闸作业现场，通过阅读显示装置9上的倒闸操作流程并根据开锁装置对每一步骤的语音 提示，选择正确的编码锁，将开锁装置的开锁机构7插入锁具，将编码识别器4插入到锁具 的编码尺内，通过操作按键组3输入操作指令对相应地编码锁执行开锁动作；当采集到的 编码信息与倒闸操作流程中的对应信息一致(即当前编码锁的编码信息及顺序与倒闸操 作流程中记载的一致)时，开锁装置产生开锁指令并通过开锁指令控制开锁机构7打开锁 具，以便操作人员进行倒闸操作，并在操作完成后存储倒闸操作结果；当采集到的编码信 息与倒闸操作流程中的对应信息不一致(即当前编码锁的编码信息及顺序与倒闸操作流 程中记载的不一致)时，开锁装置不产生开锁指令，拒绝开锁操作，并通过扩音装置10发出 警告提示音，提示操作人员误操作。在倒闸操作流程全部完成之后，操作人员可以将开锁装 置与工控机连接，通过通信接口 5将开锁装置中存储的倒闸操作结果回传到工控机，工控 机可以根据回传的倒闸操作结果刷新开关量实际状态，完成整个操作过程。采用本实用新型提供的开锁装置和牵引变电所防误操作系统，开锁装置可以通过 工控机下载倒闸操作流程，由于开锁装置仅在采集到的编码锁的编码信息与倒闸操作流程 中的对应信息一致的情况下才产生开锁指令，保证了操作人员只能按照倒闸操作流程依次 对编码锁进行开锁操作，在操作顺序错误或者出现空操作的情况下无法执行开锁动作，保 证了正确操作步骤，避免了由于人为疏忽而导致的误操作，提高了倒闸操作的安全性。虽然本实用新型已通过上述实施方式所公开，然而上述实施方式并非用以限定本 实用新型，任何本实用新型所属技术领域中的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范 围内，应当可作各种更动与修改。因此本实用新型的保护范围应当以所附权利要求书所界 定的范围为准。
权利要求1.一种开锁装置，其特征在于，该开锁装置包括主体(1)；用于采集编码锁的编码信 息的编码识别器⑷；用于下载倒闸操作流程和上传倒闸操作结果的通信接口(5)；用于将 采集到的编码信息与下载的倒闸操作流程中的对应信息进行比对、在所述编码信息与所述 倒闸操作流程中的对应信息一致的情况下产生开锁指令、以及存储倒闸操作结果的控制模 块(6)；以及用于根据所述开锁指令执行开锁操作的开锁机构(7)；所述编码识别器(4)、通 信接口(5)和开锁机构(7)分别设置在所述主体(1)的外表面，所述控制模块(6)设置在 所述主体⑴的内部，且所述控制模块(6)分别与所述编码识别器(4)、通信接口(5)和开 锁机构(7)电连接。
2.根据权利要求1所述的开锁装置，其特征在于，该开锁装置还包括设置在所述主体 (1)的外表面的显示装置(9)，该显示装置(9)与所述控制模块(6)电连接。
3.根据权利要求2所述的开锁装置，其特征在于，所述显示装置(9)为液晶显示屏。
4.根据权利要求1所述的开锁装置，其特征在于，所述通信接口(5)为红外接口或蓝牙接口。
5.根据权利要求1所述的开锁装置，其特征在于，该开锁装置还包括设置在主体(1)的 外表面的扩音装置(10)，该扩音装置(10)与所述控制模块(6)电连接。
6.根据权利要求5所述的开锁装置，其特征在于，所述扩音装置(10)为喇叭。
7.一种牵引变电所防误操作系统，其特征在于，该防误操作系统包括工控机和开锁装 置，所述开锁装置为权利要求1-6中任一项权利要求所述的开锁装置，所述开锁装置通过 通信接口(5)与所述工控机连接。
专利摘要本实用新型提供的开锁装置包括主体(1)；采集编码锁的编码信息的编码识别器(4)；下载倒闸操作流程和上传倒闸操作结果的通信接口(5)；将采集到的编码信息与下载的倒闸操作流程中的对应信息进行比对、在编码信息与倒闸操作流程中的对应信息一致的情况下产生开锁指令、及存储倒闸操作结果的控制模块(6)；及根据开锁指令执行开锁操作的开锁机构(7)；编码识别器(4)、通信接口(5)和开锁机构(7)分别设置在主体(1)的外表面，控制模块(6)设置在主体(1)的内部且分别与编码识别器(4)、通信接口(5)和开锁机构(7)电连接。采用本实用新型提供的开锁装置和牵引变电所防误操作系统提高了倒闸操作的安全性。
文档编号H01H9/20GK201868269SQ20102059296
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者孟繁宏, 巢晋杰, 张志刚, 李衍 申请人:中国神华能源股份有限公司, 朔黄铁路发展有限责任公司