洪 鎏 王祖龙 路 峤
（国网兰州供电公司）
电力运维人员在施工作业时所使用的工器具，如钳形表、螺丝刀、剥线钳等，偶尔会遗落在施工现场。工器具的遗失不仅影响电力运维人员的工作效率，还会因为这些工器具的导电性而造成线路短路，引发非常严重的安全事故。例如2022年4月，某小区配电室的低压配电柜在例行维护保养过程中，运维人员不慎将小螺丝刀遗落在低压断路器母线排附近，从而引起低压母线相间短路，事故现场如图1所示。该事故造成此小区电力中断超过8h。
图1
为减少电力运维工器具遗落的情况发生，作者设计一种新型的带有工具遗失报警的工具箱。该工具箱功能为在需要取出工器具时，正常打开箱盖，取出工器具使用；
在施工作业完成后，工器具放入箱子，合上箱盖；
如果有工器具未放入箱子并且合上箱盖，工具箱会发出声光报警信号，提示施工人员检查箱内的工器具是否完备。
在进行设计之前，作者查询具备相关类似功能的技术和产品，发现目前已经有厂家推出基于RFID射频电子标签技术制作的带有防遗失功能的工具柜等产品。作者经过调研和分析发现，这种带有RFID电子标签工具柜类产品并不适合一线工作人员，特别不适合电力类运维施工人员在户外使用，原因如下：
1）该类带有RFID标签的技术和产品，要求每样工器具都必须植入RFID电子标签，那么要求现有的工器具，比如螺丝刀、剥线钳等，都需要进行更换，这将显著增加成本负担。
2）一些工具如小型精密螺丝刀等，因为体积的原因较难植入电子标签。
3）RFID标签和与之配套的读码器，对存放和使用的环境要求较为苛刻，且易磕碰损伤，不适合在严酷的野外环境中使用，比如高温高湿环境使用时，或使用钳子扳手等工具进行锤、砸使用。
4）另外目前市面上的RFID电子标签一般有效读取距离小于15m，也就是说工具只能在有效读取距离内使用，超过这个距离，工具柜将检测不到工具的存在而误报警；
并且采用该技术的工具柜，需要预先对每一个类型的工具的RFID电子标签进行登记，以方便标签阅读器能正确识别工具类型。
综上所述，采用该类型技术的工具柜更适合安装在固定的空间，作为智慧仓储使用，如图2所示。
图2
针对目前现有技术的带有防遗失功能的工具柜的优缺点分析，结合电力施工人员常用的工器具和配套的工具箱的特点，作者认为采用磁控开关技术制作的带有防遗失功能的工具箱具有较强的产品优势。
磁控开关是一种比较成熟的产品。其原理是某一具有磁性的物体靠近或紧贴着磁控开关时，该开关内部的常开常闭触点会发生切换。而电力施工所用的工器具大多是需要带有磁性的，比如螺丝刀。其他的工器具，比如钳子、扳手、万用表、烙铁等。如果工具自身不具有磁性，则在其外表面适当的位置黏贴一块非常小的磁性物质，并不会影响其正常使用。
基于以上考虑，作者首先选择合适尺寸的工具箱，使用EVA材料（乙烯-醋酸乙烯共聚物，密闭泡孔结构高分子材料，常用作箱体内的减震层）按照工具箱的内部尺寸制作工具箱内衬；
按照需要放入箱子的工器具尺寸在EVA内衬上开设置物槽，用于放置不同的工器具。选用一种小尺寸的通用型磁控开关用于检测工器具是否存在，在EVA内衬的每个工器具的置物槽底部安装一个磁控开关。
根据磁控开关的工作原理，需对工器具进行磁性处理。例如将带有铁质的工具，如螺丝刀、剥线钳等进行磁化处理，将万用表等工具底部贴一块磁性胶带等，使工器具带有一定的磁性。
当工器具放入对应的置物槽内后，该置物槽内的磁控开关均能切换分合状态。将上述的若干个检测工器具是否放入的磁控开关做并联，然后串联在工具箱的合页处设置的用于检测工具箱是否合盖的磁控开关上。其原理如图3所示。
图3
该检测电路的工作原理是：在工具放入对应位置后，工具上的磁性使相应的开关切换到断开状态；
在该工具取出时，因为磁性体消失，开关切换到闭合状态。工具箱合盖后，合页处的合盖检测开关切换到闭合状态；
打开盖子后，合盖检测磁控开关切换到打开状态。所以，当全部工器具都在对应位置放好且工具箱闭合时，工器具检测用磁控开关全部断开，虽然合盖检测开关闭合，但声光报警线路不会接通；
当某个工器具未放入而工具箱闭合时，未放入工器具位置的磁控开关闭合，合盖检测开关闭合，声光报警线路接通，工具箱将发出声光报警信号，以提示施工人员检查；
当工具箱打开时，合盖检测开关打开，无论是否有工具取出，声光报警线路都不会接通，不会有报警信号。工具箱如图4所示。
图4
因此，这种带有防遗失的工具箱的关键步骤可概述为：
1）按照工具箱的内部尺寸定制工具箱内衬，按照需要放入箱子的工器具尺寸在EVA内衬上开设置物槽，用于放置不同的工器具定制带有与工具形状匹配的内衬；
2）在EVA内衬的每个工器具的置物槽底部安装一个磁控开关，当工器具放入对应的置物槽内后，该置物槽内的磁控开关均能切换分合状态；
3）设置检测电路：若干个检测工器具是否放入的磁控开关做并联，然后串联在工具箱的合页处设置的用于检测工具箱是否合盖的磁控开关上。
本文提出的一种带提示功能、防遗失的工具箱具有易加工、低成本、适用性强等优点。目前EVA材质广泛应用在工具防滑握把、减震等领域，加工工艺简单，成本非常低廉；
磁控开关技术也非常成熟，小型化、低功耗的产品也有较多的型号可供选择。所以，本方案的工具箱设计制作并无太多的生产加工难度。并且该方案并不局限于电力施工的工具箱使用，也可推广到其他需要便携、低成本的工具箱使用。同时，可在该工具箱的防遗失电路上进行扩展，如增加远程信号通知、GPS定位等模组，改造为低成本的小型无人值守移动仓储，或可由后台实时跟踪施工人员位置，方便掌握施工人员行程，或在发生事故时为后勤援助人员提供定位。
通过样机试制、试用和改进完善，该工具箱已经可以投入日常的使用，自2021年12月，首批10套工具箱，投入兰州供电公司某变电站运维班组后，经过四个多月的实际使用，再未发生工器具遗失事情。箱内容纳工器具的置物槽可定制化强，可根据实际需要灵活的改变，以满足不同专班人员的需要。
经过实践证明，该方案并未显著增加工具箱的重量和成本，且不改变原工具箱的耐用、便携性等，能有效地防止工具遗落及由此引发的安全隐患，受到基层一线部门的欢迎。
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