摘 要 随着现代化城市建设的飞速发展，城市道路照明设施也逐年增加，然而盗窃道路照明设施的案件也在不断攀升，城市道路照明设施的破坏，严重威胁设备安全运行，给正常维护造成很大的麻烦。而且这种盗窃现象呈现越来越严重的趋势，使得道路照明维护大大增加了维修成本。本文主要介绍中心技术人员设计研制灯杆检修门锁的经验与大家共享之。
关键词：路灯杆 检修门锁 防盗装置
一、研制路灯杆检修门锁的由来
城市文明的发展，道路架空线路数量逐年减少，继而入地电缆线路数量呈逐年递增。但是随着市场铜价大涨，一些偷盗分子把目标转移到埋在地下的电缆上，路灯电缆的大量被盗和严重破坏了城市道路照明，威胁社会治安和设备安全运行，同时也对路灯防盗工作提出新的要求。
路灯管理中心闵行运维班2007年底管辖城市道路路灯41063盏，路灯开关设备1403台。缺陷故障统计如表1：
从图1可见，路灯电缆被盗占2007年路灯缺陷的36.6%，是引起路灯缺陷的一个大问题。由此出现大量的抢修，耗费电缆材料20005米、车辆305台次、出动检修人员1420人次等合计开支人民币：20005米×102元/米＋305台次×105元/台次＋1420人次×25元/人次＝210.7万元，使国家财产蒙受重大损失；平均每月影响路灯“亮灯率”约1个百分点。由于被盗路段路灯不亮，引起道路交通事故和犯罪案件，社会影响大，新闻媒体曝光，给企业带来负面影响。相关设备被盗后，大量有电设备外露，还易引起外人触电等意外事故的发生……
根据现场勘查，盗窃路灯电缆有三种手法见图1至图3所示。
2007年偷盗电缆的作案手法统计如图4所示。从路灯钢杆门入手偷盗电缆占了89.8%，是路灯电缆偷盗的主要手法。因偷盗引起的灯杆门损坏数统计如表2所示。
2007年我们闵行区有27874基钢杆路灯，因偷盗引起灯杆检修门损坏缺少占灯杆总数3294/27874×100%＝11.8%，研究解决灯杆路灯电缆的偷盗，成为我们的一个重要课题。
在路灯电缆防盗工作中，从2005年以来我们主要采用加装防盗报警器，联系公安机关联合打击偷盗，并采用新闻媒体暴光偷盗电力设备受到的处罚等做法，但是偷盗人员流动性大，在经济利益的驱使下，单靠报警器报警、伏击、加强巡逻和社会舆论谴责、警告等做法，防盗工作收效甚微。
二、选择研制灯杆检修门防盗方案
2.1方案思路的提出
根据偷盗现场，偷盗路灯电缆线89.8%作案手法是撬开灯杆底座上的检修门，然后剪断路灯供电电缆（如图1），从而盗取电缆和灯杆门。为了彻底制止这类偷盗，小组全体成员使用头脑风暴法，提出多种课题方案思路，归纳整理后，综合出三种可试行方案：
1）随车带移动小型发电机、电焊机，焊死灯杆检俢门，使偷盗分子撬不开检修门。
2）整排路灯电缆直埋地下，用二根4m2铜芯绝缘导线引入钢杆。
3）研制外力破坏和非正常方式打不开的特殊门锁。
2.2对各种方案进行分析研究
（1）用移动式小型发电机、电焊机焊死灯杆检修门。
1）采取点焊方案：2008年7月5日，研制小组在纬泗路上将路灯的5扇灯杆检修门采取点焊的方法将门焊死。并在现场采用撬棒，三角形门锁钥匙，发电机，电焊机开启灯杆检修门，实验结果：5扇门用撬棒平均在2分24秒钟内轻松开启和关闭（详见表3）。
实验结论：防撬效果不明显，点焊的门被打开后，还要用焊接设备对门进行补焊，增加了维修工序、时间。
2）采取全面焊死灯杆检修门方案： 实验结果：全面焊接后的门确实很牢固。
实验结论：能起到很好的防撬效果。但给日常维护带来了困难，全面焊接的门被打开后，还要用焊接设备对门进行补焊，增加了维修工序、时间，用各种手段撬门时间详见表4。
（2）电缆接头直埋地下，用二根4平方毫米铜芯绝缘导线引入灯杆：
2008年7月6日，小组在纬泗路上进行了试做，选择2盏路灯将电缆接头直埋地下，用一根护套线引入灯杆内，使偷盗电缆增加了难度，费时费工。安装结束后，当天在现场进行了验证：
1）电缆直埋地下，工作人员开始从两头抽电缆，结果很难把电缆从钢杆门底座内抽出，有很好的电缆防盗效果。
2）由于要引出导线接入灯具，所以电缆必须在地下接头，接头由于长时间埋在地下会受到雨水和土壤的腐蚀，将会使电缆故障率上升。
3）钢杆门还是能顺利用普通工具打开。
4）更换电缆前先要进行开挖、掘工井等准备工作，施工完毕后还要修补路面等，检修成本太大，耗时耗力，不利于日常维修，路面开挖、修复时间详见表5。
（3）研制特殊门锁
目前，路灯灯杆检修门采用三角形的锁芯开启，因为形状结构简单，偷盗者很容易从商店里买到开启门锁的工具，至使检修门易被撬开，盗取。如果我们研制特殊结构的门锁，特殊的钥匙，配合结实的检俢门结构，一般的工具打不开，我们用4磅的铁锤模拟敲击（冲击力约100kg）敲不坏。这样，能防盗、易更换、开闭门方便，维护成本低，可批量加工。
综合上述课题方案，归纳总结如表6所示：
2.3确定课题
综合上述对各种方案分析研究，我们选择了“研制特殊门锁”，即对“灯杆检修门防盗锁的开发研制”作为设计制作课题（见综合评价表7）。
三、研制灯杆检修门防盗锁的目标
研制灯杆检修门防盗锁的目标：既防外力冲击、防盗窃，又使日常维护开闭门锁快捷便利的目的。因此必须达到：
（1）一般的工具打不开灯杆门锁，配合结实的门结构，100公斤（我们用4磅的铁锤敲击测量得出）冲不坏;外力强行破坏下，30分钟内无法打开门，迫使偷盗人员放弃偷盗念头，并为发现和抓获偷盗者提供时间。
（2）开闭门锁时间控制在20秒内（原来一扇钢杆门的开闭门时间在15秒左右）。
四、提出并确定最佳方案
4.1 灯杆检修门防盗锁的开发研制的关键（如图5）。
2.3确定课题
综合上述对各种方案分析研究，我们选择了“研制特殊门锁”，即对“灯杆检修门防盗锁的开发研制”作为设计制作课题（见综合评价表7）。
三、研制灯杆检修门防盗锁的目标
研制灯杆检修门防盗锁的目标：既防外力冲击、防盗窃，又使日常维护开闭门锁快捷便利的目的。因此必须达到：
（1）一般的工具打不开灯杆门锁，配合结实的门结构，100公斤（我们用4磅的铁锤敲击测量得出）冲不坏;外力强行破坏下，30分钟内无法打开门，迫使偷盗人员放弃偷盗念头，并为发现和抓获偷盗者提供时间。
（2）开闭门锁时间控制在20秒内（原来一扇钢杆门的开闭门时间在15秒左右）。
四、提出并确定最佳方案
4.1 灯杆检修门防盗锁的开发研制的关键（如图5）。
4.2 关键点之一
（1）选择锁芯形状方案
原理构想：目前采用的钢杆门锁芯开启部分为三角形，这样的形状很容易被简单的工具开启，所以更换锁芯形状是防盗锁研制的关键。因此，我们设计了正方形、圆形、椭圆形、六角形四种类型（见图7）供选择。
（2）方案实验论证
研制小组初步把防盗锁芯的形状定了四个方案后加工制作了样品，并在商店买了各种工具对四种类型进行实际方案比较、论证（详见实验方案比较表8）。
（3）确定方案
根据现场实验比较分析后，圆形被采用为锁芯的基本形状。
4.3关键点之二
（1）选择符合强度要求的低成本材料方案
锁芯是户外露天设施，而且是偷盗人员撬开钢杆门的首先切入点，所以选择锁芯材料必须要满足不生锈且强度坚固的要求。考虑到将来的大范围推广和应用，所以锁芯成本也不能过高，详见表9。
（2）确定方案
原来我们采用铜质材料制的三角形锁芯，现在如采用不锈钢材料，不但抗腐蚀性能比铜好，硬度和抗拉强度都很高，而且成本费用比铜低，是制作锁芯的理想材料。
4.4确定最佳方案
经实验论证，对材料的优点进行借鉴与整合，终于确定锁芯形状和材料最佳方案见图8。
五、研制设计多种防盗方案进行现场使用验证
5.1 研究设计防盗锁芯和开锁工具
开锁工具的研制初步构想：先加工出锁芯样品，根据锁芯具体样品制作出开闭锁芯的工具，工具的使用要做到尽量减少开锁步骤。
小组成员把灯杆门锁孔部位结构设计为圆形的锁芯，并用手工试制了锁芯样品，并在灯杆门上做了实验，但是效果并不理想，圆形虽然有防开启的效果，但是开锁工具比较难设计，圆形表面没有受力点和支点，一般工具非常难打开。
（1）为了解决这个难题，小组成员集思广益，想了2种方法：
A、在圆形的锁芯表面开槽，增加受力点；
B、从圆形开锁部位的内部结构入手，采用大圆套小圆的做法，在开锁面上在开一个圆孔，因为圆形在转动时没有受力点，考虑到不重蹈覆辙，所以我们开锁部位内部2边镶嵌2颗钢珠弹子（见图9），平时弹子在不受力的情况下，使锁芯的外观保持圆形。因为，只有使弹子受力后，使得孔中的弹子向外伸出到一定的位置（就如同长出2个“小耳朵”），增加受力支点。
（2）现场验证
7月21日小组分别加工了2个锁芯进行了实际验证：
第一种方法由于开槽后用普通工具就能打开，所以放弃，第二种方法由于锁芯外观在不受力的情况下始终保持圆形（灯杆检修门锁芯是内藏式的），现有工具无法打开，起到防开启效果，所以锁芯结构方案被确定下来，小组成员根据锁芯结构和灯杆门锁孔的尺寸，绘制了锁芯（如图9）和开锁工具（如图10）加工制作图。
5.2手工制作特殊门锁
按照图纸锁孔尺寸，我们手工加工制作出了锁芯样品（详见图11所示）。
利用加工图和锁芯样品，我们制作出了开锁工具样品。开锁工具孔内采用圆形套筒结构，内壁有2个突起，以便和锁芯的2粒弹子弹出后形成受力点，工具后面采用一条金属杆，以便
旋转开闭门锁。开锁工具中间采用空心，插入特制的金属棒使弹子受力向外弹出，旋转后可使锁芯与开锁工具完美贴合，金属棒下部有螺纹，可以牢固的旋在洞内，不会使金属棒和锁芯丢失 ，如图12所示。由于弹子受力后，与开锁工具完美贴合，所以螺丝不会掉落。
在开发完锁芯和开锁工具后，小组成员查阅了相关专业资料，并未发现类似的防盗锁芯，这属于我们首创。
5.3请专家论证和现场实践操作
2008年7月29日，我们邀请了公司总工室和设备运行部一些专家一起对防盗锁芯进行防盗实验。选择在莘松路上更换了3盏灯杆检俢门锁做试点。认为：具备路灯电缆和钢杆门的防盗功能。
利用各式工具，并采用多种方法试着转动锁芯，结果都无法转动。然后让2人连续30分钟用铁钎、榔头、凿子等工具采用3种外力破坏的方法，每种方法采用100公斤以上力量强行开启钢杆门，由于锁芯内藏在锁眼内，材料非常坚固，所以使用外力破坏法也无法开启。最后请有关专家对防盗锁芯进行了防盗效果检验，并得到好评。实验结果防盗效果可以达到100%。
现场实践操作，专家们认为：开锁工具能100%完全能满足开锁需要，使用也非常方便，平均每扇门开闭锁的时间只要18秒，达到开闭锁时间控制20秒内的目标，完全能符合检修施工方便的目的。且开锁工具和锁芯结构特殊，不易被加工仿制。施工方便，不影响路灯电缆维修工作。
5.4联系生产厂家，小批量生产
2008年8月1日，我们联系了具备加工生产资格的厂家，把手工样品与图纸与厂家进行了协商讨论，并正式小批量生产锁芯与开锁工具。生产方式采用技术含量高的电脑高精度数控仪表机床，采用铣切割工艺等方法加工制作，锁芯经过12道流水作业工序制作完成，开锁工具也采用类似方法，采用11道流水作业工序制作完成，每道工序都有电脑程序严格控制，确保锁芯与钢杆，锁芯与开锁工具之间完美配合，经过成本核算单只锁芯的成本费用仅为30元，相比原来铜制的锁芯价格35元，成本降低了5元。
5.5对检修门锁进行破坏性试捡
2008年8月14日我们拿到了第一批机床生产出的实验样品（20只锁芯，5把开锁工具），8月15日在莘松路上更换20只锁芯测试开闭功能，测试结果与手工品实验结果完全一样。之后让2人仍然使用铁钎、榔头、凿子工具采用3种外力破坏的方法（见图14），进行三组冲击力试验，每次冲击使用100公斤以上力量强行开启钢杆门。
说明：○为“打不开，锁芯完好”
经外力冲击破坏性试验证明，在30分钟内无法用外力破坏打开灯杆检修门锁，完全具备防盗和方便开闭的功能，见冲击力实验表12。
5.6申报经费批量生产
2008年8月25日，小组整理了有关资料和图纸，上报申请经费，打算生产1000只锁芯，在易发生偷盗的地区进行实际运用，以检验锁芯的使用效果。
六、现场实际应用效果显著
6.1 到现场进行实际操作验证
经过批准批量生产了1000防盗锁芯后，2008年9月1日，选择了容易发生偷盗灯杆门和电缆线路案件的元江路（300只）、纬泗路（60只）、中青路（40只）、浦东世博家园（600只）共1000盏钢质路灯杆进行试验。
以上路段在未使用防盗门锁前（详见图15）曾发生过10起偷盗案件，被盗电缆2500m左右，被撬钢杆门65扇，电缆材料费损失25.5万元，钢杆门材料损失费0.39万元，抢修车辆车辆费0.15万元，人工费1.25万元，绿化赔偿费：1.0万元，共计28.29万元。
自在灯杆检俢门安装防盗锁芯投入运行至今以上地区均未发生偷盗案件，且不影响日常维修工作。而未安装防盗锁的地区依然有偷盗案件发生。
在实验期间，10月15日我们巡视人员在浦东世博家园地区发现2人试图对路灯设备进行偷盗，在发现我们巡视人员后溜之大吉，经检查，钢杆门和门锁有被外力破坏的痕迹（见图16），但是均未受到损坏，证明我们的防盗措施是有效的。
经在实验区实际应用后的效果认为：
（1）通过反复的冲击和开锁实验，锁芯强度达到30分钟内外力破坏无损坏，而且用非正常方式无法打开，经过巩固期验证实现了偷盗率为零的目标。
（2）开锁工具操作简单，平均开闭锁时间只要18秒（小于20秒），完全能满足开闭锁便利的目标。
6.2取得经济效益和社会效益
（1）经济效益
1）该防盗锁芯从设计到完成，单个成本为30元/只，2008年9月至2008年12月在我分公司内推广应用了1000只，共支出3.0万元
2）在未使用灯杆检俢门防盗锁芯的路段上曾发生电缆偷盗案件10起，损失经费28.29万，使用后未发生被盗案件，使用前后相比较，综合经济效益节约：28.29-3=25.29万元。
（2）社会效益
通过实施该防盗措施，有效地提高了灯杆检修门的防盗水平，使用防盗锁芯地区路灯亮灯率2007年同期（9-12月）平均每月97%提高到现在每月99%（供电服务承诺为98%），大大提高了亮灯率（同期对比见图17），为企业树立了良好的社会形象，成果研制成功在兄弟单位
内具有广泛的推广泛应用价值。
七、获得实用新型、发明专利
为了进一步巩固新技术新产品应用成果，我们制订了《防盗锁芯使用管理规定》（SNGD/MH-LD-09-01）和《防盗锁芯作业指导书》（SNGD/MH-LD-09-02）等文件，并再次申请经费，更换管辖地区所有钢质灯杆检修门锁，进一步巩固和扩大防盗锁的作用。并且把钢质灯杆路灯电缆防盗门及其开锁工具设计图纳入路灯设备标准化管理。
同时还申请了专利，实用新型专利申请号：200920067296.6，发明专利申请号：200910045688.4。
八、总结
这次防盗锁的开发成功，为我们设备的安全运行提供了一种有力的技术保障。今后打算在全面完成钢杆门防盗锁施工的同时，根据目前路灯工作中存在的控制不合理等问题,结合防盗新要求研发路灯自动化监控系统，使我们整体工作不断提高。