（深圳供电局有限公司 广东深圳 518000）
摘要：目前变电站内所使用的五防闭锁盒子只具备五防闭锁的功能，主要是为了防止人员未经五防模拟而擅自操作设备，造成误操作的风险。同时，当变电站设备停电检修维护时，为避免人员擅自操作已停电设备，还需在已停电设备的开关、刀闸操作把手上悬挂“禁止合闸，有人工作”标示牌或者“禁止合闸，线路有人工作”标示牌。为进一步提升变电设备的智能运维水平，设计出一种新型五防闭锁盒，同时具备五防闭锁和电子挂牌的功能。
关键字：闭锁盒；电子挂牌；新型；五防
1 新型五防闭锁盒的技术原理
1）新型五防闭锁盒的控制原理。如图1所示，新型五防闭锁盒的电源采用无源模式，无须外接电源，由电池给CPU单元供电，需要挂牌时，由操作机构触发电源，同时触发传感器，该信号传送至CPU单元，CPU单元接下来将开始工作。并输出相应信号给显示屏，显示屏刷新原显示内容，切换为当前需要显示的具体内容。
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图1 新型五防闭锁盒的控制原理图
2）触发回路。当五防钥匙插入新型五防闭锁盒并转动拨轮时，将会通过触发回路最终得到触发信号，触发成功时，蜂鸣器“滴滴”声，显示屏开始刷新内容，刷新完成后，发出“滴”声音提示。
3）电子纸显示回路。电子纸又称为数码纸，能够在失电后保持原有的画面，具备持久的记忆能力。CPU单元接收到触发信号后，将向电子纸显示屏的驱动芯片传输数据，由电子纸显示屏的驱动芯片完成内容的显示，并保持不变，直到下一次切换。
调试接口用来给控制系统写入程序。
2 新型五防闭锁盒的结构原理
新型五防闭锁盒的闭锁结构。如图2所示，新型五防闭锁盒采用原闭锁盒的闭锁插槽尺寸，与锁体实现对接，与原闭锁使用一模一样。
1）触发机构的尺寸与五防钥匙操作机构尺寸完全配合，实现顺利操作触发。
2）为了便于安装，新型五防闭锁盒在内部还进行了巧妙设计，可以根据五防闭锁锁具的安装方向，调整电子挂牌组件的方向，使得挂牌显示时的内容永远保持正向。
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图2 一体化闭锁盒闭锁侧面图
3 新型五防闭锁盒智能核心技术实现
新型五防闭锁盒智能核心技术包括以下几个单元：
1）电源单元。如图3所示，电源由DC3.3V的锂离子电池供电。在设计各类模块时，使其总功耗不大于20mA，在这种情况下，可使用3年以上。
2）操作转动传感器单元。如图4所示，操作转动机构与五防机械锁操作完全一致，可直接通过五防钥匙对盒子进行编码确认及操作，读码正确后钥匙即可相应操作。
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图3 电源单元
首先，通过操作转动，使得传感器单元中的P ON触发给CPU控制单元供电，PWR LOCK锁定电源。
其次，经操作机构转动到开锁角度一次，蜂鸣器报出“滴滴”声音，表示操作成功，触发传感器单元的SENSOR端给CPU输出一个信号。
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图4 转动传感器单元
3）CPU控制单元。如图5所示，CPU是控制部分的核心，要随时接受信号、处理信号、输出信号。当CPU收到由传感器单元SENSOR端发出的指令后， CPU进行内部处理，并从CS、RES、RESE等端口输出组合信号给显示单元。除了和传感器单元和显示驱动单元连接外，还要与电源、语音报警单元接口，综合处理所有信号，是新型五防闭锁盒的核心部分。
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图5 CPU控制单元
6）显示驱动单元。如图6所示，显示单元从CS、RES、RESE等端口收到组合信号，进行相应处理后，将需要显示的内容输出给电子屏。
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图6 显示驱动单元
7）电子纸显示屏。如图7所示，电子屏接口收到显示驱动单元输出的信号后，开始进行刷新界面，显示相应新内容，并一直保持到下次刷新。选用电子纸显示屏显示信息，主要是该显示屏不需要背光源，并具有双稳态性。当显示静态图像的时候，无需持续不断地为显示屏供电，完全不耗电，达到了超低功耗。当需要切换显示画面时才需要供电，从而保证电池的使用寿命。
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图7 电子纸显示屏结构
8）语音报警单元。如图8所示，语音报警单元收到CPU端口DEEP发来的信号，与VDD信号一起作用，操作成功将报出“滴滴”声音，等显示驱动单元刷新完成后，再报出“滴”声音以提示显示完成。
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图8 语音报警单元
9）调试接口单元。如图9所示，调试接口用来给控制系统写入程序。
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图9 调试接口单元
4 总结
新型五防闭锁盒在保持了原五防闭锁盒功能的基础上，通过加入电子纸显示屏等硬件部分，实现了五防闭锁和电子挂牌的双重功能。且使用无源设计，无需外接电源，便于安装在任何位置。超级技能的设计和电子纸显示屏的结合，使得一块小小的锂电池可至少使用3年。
新型五防闭锁盒有效解决了当前常规手动挂牌的弊端，标示牌的悬挂和拆除全部由智能控制实现，避免了实体标示牌悬挂和拆除过程的繁琐、错乱、遗漏等风险，在提高现场工作效率的同时，保证了安全措施的执行到位，为现场安全、有序的开展工作提供了智能保障，体现出了创新的管理思路，通过探索实现了重要的安全措施，具有很好的应用和推广价值。