CN112002178A - 一种带电作业模拟实验装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带电作业模拟实验装置和方法，包括底板，底板上设有复合板、平台、振动器和金属杆，复合板侧面设有控制器、音箱和幕布，平台上设有断路器、隔离开关、接地闸刀和集成与门电路，振动器上设有站板，金属杆侧面设有红外感应器和横板，横板上设有投影仪，在高于底板的位置四周环绕设有LED灯带。断路器与隔离开关并联后与集成与门电路连接，接地闸刀直接与集成与门电路连接。实验时，实验人员身穿防护服立于站板上，防护服内置微型振动器，并通过振动开关控制微型振动器电路的通断，能够模拟带电检修电气设备时引起不良后果的情景，使操作人员身临其境的感受到带电操作的危害，提高操作人员的安全意识，取得较好的安全教育效果。

Description

一种带电作业模拟实验装置和方法

技术领域

本发明涉及一种带电作业安全技术，尤其涉及一种带电作业模拟实验装置和方法。

背景技术

带电作业是工作人员接触带电部分的作业或工作人员用操作工具、设备或装置在带电区域的作业，由于其危险性高，事故时有发生，不仅会造成人员伤亡，还会损害公共财产，影响正常生产。

现有技术中，对于带电作业安全操作等，人们已做了一些研究，比如，有人发明了低压集抄故障安全隐患排查装置，用于提高抄表过程的安全性，还有人发明了带电作业用配电线路模拟训练装置，用于各种带电作业的配电线路模拟仿真培训，也有人发明了模拟电力系统保护设备不合理及设备漏电现象的教学演示装置等。

上述这些装置功能很多，专业性较强，在各自的领域内应用较多，但它们主要侧重于带电操作的模拟过程，对带电作业过程人的不安全行为及其危害后果的模拟较少，因此，操作人员不能充分认识到带电作业过程不安全行为出现的危害。

发明内容

本发明的目的是提供一种带电作业模拟实验装置和方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的带电作业模拟实验装置，包括底板，所述底板上设有复合板、平台、振动器和金属杆，所述复合板侧面设有控制器、音箱和幕布，所述平台上设有断路器、隔离开关、接地闸刀和集成与门电路，所述振动器上设有站板，所述金属杆侧面设有红外感应器和横板，所述横板上设有投影仪，在高于底板的位置四周环绕设有LED灯带。

上述的带电作业模拟实验装置实现带电作业模拟的方法，具体步骤包括：

步骤一：音箱、投影仪、振动器和LED灯带通过控制器控制工作，其中音箱、投影仪、振动器的工作状态取决于集成与门电路的输出信号，集成与门电路的输出信号取决于断路器、隔离开关、接地闸刀的接合状态；LED灯带的工作状态取决于红外感应器的输出信号，红外感应器负责探测实验区域内人体发出的红外信号；实验人员身穿防护服，防护服内置微型振动器，并通过振动开关控制微型振动器电路的通断；

步骤二：当不满足断路器、隔离开关都处于断开状态且接地闸刀处于闭合状态的条件时，集成与门电路的输出信号为0，通过控制器控制，振动器快速振动使人产生电击感觉，投影仪播放“操作错误”字样、常见错误操作以及正确流程，音箱播放相应音频；同时红外感应器接受人体发射的红外信号，传递给控制器，使LED灯带工作，起到提醒作用，防止其他人员靠近实验区域。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的带电作业模拟实验装置和方法，通过模拟最常见的电气设备检修断电操作，在接合断路器、隔离开关和接地闸刀时，如不符合操作规程、出现不安全行为将利用振动器使站立区域振动，同时利用防护服中振动开关(振动传感器)使内置微型振动器工作，模拟触电感觉，从而使操作人员认识到带电作业不安全行为的危害，对提高作业人员的安全意识和预防事故的发生具有重要的作用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的带电作业模拟实验装置的主视结构示意图。

图2为本发明实施例提供的带电作业模拟实验装置的侧视结构示意图。

图3为本发明实施例提供的带电作业模拟实验装置的俯视结构示意图。

图中：

1、复合板；2、底板；3、红外感应器；4、金属杆；5、LED灯带；6、接地闸刀；7、隔离开关；8断路器；9、集成与门电路；10、平台；11、站板；12、振动器；13、控制器；14、幕布；15、音箱；16、投影仪；17横板。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的带电作业模拟实验装置，其较佳的具体实施方式是：

包括底板，所述底板上设有复合板、平台、振动器和金属杆，所述复合板侧面设有控制器、音箱和幕布，所述平台上设有断路器、隔离开关、接地闸刀和集成与门电路，所述振动器上设有站板，所述金属杆侧面设有红外感应器和横板，所述横板上设有投影仪，在高于底板的位置四周环绕设有LED灯带。

所述断路器与隔离开关并联后与集成与门电路连接，所述接地闸刀直接与集成与门电路连接。

所述集成与门电路的输出信号连接至所述控制器，所述控制器的控制信号连接所述音箱、投影仪、振动器；所述红外感应器的输出信号连接至所述控制器，所述控制器的控制信号连接所述LED灯带。

所述红外传感器为被动式红外传感器；

所述红外传感器、控制器内均设有内置无线通信模块；

所述投影仪为DLP投影仪；

所述音箱为蓝牙音箱，与投影仪连接；

所述集成与门电路为MOS集成与门电路。

还包括防护服，所述防护服内置微型振动器，所述微型振动器连接有振动开关，所述振动开关为振动传感器。

上述的带电作业模拟实验装置实现带电作业模拟的方法，具体步骤包括：

步骤一：音箱、投影仪、振动器和LED灯带通过控制器控制工作，其中音箱、投影仪、振动器的工作状态取决于集成与门电路的输出信号，集成与门电路的输出信号取决于断路器、隔离开关、接地闸刀的接合状态；LED灯带的工作状态取决于红外感应器的输出信号，红外感应器负责探测实验区域内人体发出的红外信号；实验人员身穿防护服，防护服内置微型振动器，并通过振动开关控制微型振动器电路的通断；

步骤二：当不满足断路器、隔离开关都处于断开状态且接地闸刀处于闭合状态的条件时，集成与门电路的输出信号为0，通过控制器控制，振动器快速振动使人产生电击感觉，投影仪播放“操作错误”字样、常见错误操作以及正确流程，音箱播放相应音频；同时红外感应器接受人体发射的红外信号，传递给控制器，使LED灯带工作，起到提醒作用，防止其他人员靠近实验区域。

本发明的带电作业模拟实验装置和方法，通过模拟最常见的电气设备检修断电操作，在接合断路器、隔离开关和接地闸刀时，如不符合操作规程、出现不安全行为将利用振动器使站立区域振动，同时利用防护服中振动动开关(振动传感器)使内置微型振动器工作，模拟触电感觉，从而使操作人员认识到带电作业不安全行为的危害，对提高作业人员的安全意识和预防事故的发生具有重要的作用。

与现有技术相比，本发明中，断路器与隔离开关并联后与集成与门电路连接，接地闸刀直接与集成与门电路连接，音箱、投影仪、振动器的工作状态取决于集成与门电路的输出信号，当断路器、隔离开关都处于断开状态且接地闸刀处于闭合状态时，属于正确操作，集成与门电路的输出信号为1，振动器不振动，投影仪播放“操作正确”字样以及正确操作流程，音箱播放相应音频；否则，均属于错误操作，集成与门电路的输出信号为0，振动器快速振动，防护服也产生振动，使人产生电击感觉，投影仪播放“操作错误”字样、常见错误操作以及正确流程，音箱播放相应音频，使操作人员能够身临其境地感受到带电作业的危害，从而提高安全生产意识，在操作过程中遵守规范，提高操作技能；当操作人员正在进行模拟实验时，红外感应器将接收到人体发出的红外信号，通过控制器使LED灯带工作。

具体实施例：

带电作业模拟实验装置如图1至图3所示，包括复合板1和底板2，复合板1上设有控制器13，复合板侧面设有幕布14和音箱15，底板2上设有平台10、振动器12和金属杆4，平台上设有接地闸刀6、隔离开关7、断路器8、集成与门电路9，振动器12上设有站板11，金属杆4上设有LED灯带5、红外感应器3，金属杆4侧面设有横板17，横板17上设有投影仪16，音箱15、投影仪16、振动器12与控制器相连。

红外传感器3为被动式红外传感器。红外传感器3、控制器13内均内置无线通信模块。投影仪16为DLP投影仪。音箱15为USB蓝牙音箱。LED灯带5为LED灯带。LED灯带5通过线路与控制器8相连。

由于音箱15、投影仪16、振动器12与控制器相连，当不满足断路器、隔离开关都处于断开状态且接地闸刀处于闭合状态的条件时，集成与门电路的输出信号为0，通过控制器控制，振动器快速振动且防护服内置振动开关，通过感应振动使微型振动器工作从而产生振动，使人产生电击感觉，投影仪播放“操作错误”字样、常见错误操作以及正确流程，音箱播放相应音频，从而模拟带电检修电气设备时引起不良后果的情景，使操作人员身临其境地感受到带电操作的危害，提高操作人员的安全意识。在操作过程中能够遵守规范，提高操作技能；当操作人员进行模拟实验时，红外感应器将接收到红外信号，通过控制器使LED灯带工作，起到提醒作用，阻止其他人员靠近实验区域，避免产生不必要的麻烦。

红外传感器3能够探测到是否有操作人员正在进行实验，并通过无线传感器将数据传递给控制器，控制器接受信号后使LED灯带工作，起到提醒作用，阻止其他人员靠近实验区域，避免引起不必要的麻烦。

此外，利用集成与门电路进行断电操作条件的设定、集成与门电路的输出信号控制音箱、投影仪、振动器和利用红外传感器3的探测数据对LED灯带进行控制属于电气领域的常规技术，其电路结构比较简单，是电气控制领域的公共知识，故不作过多描述。控制器13可采用MSP430F芯片来实现上述控制操作。

带电作业模拟方法，具体步骤包括，

步骤一 音箱、投影仪、振动器和LED灯带通过控制器控制工作状态，其中音箱、投影仪、振动器的工作状态取决于集成与门电路的输出信号，集成与门电路的输出信号取决于断路器、隔离开关、接地闸刀的接合状态；LED灯带的工作状态取决于红外感应器的输出信号，红外感应器负责探测实验区域内人体发出的红外信号；实验人员身穿防护服，防护服内置微型振动器，并通过振动开关控制电路的通断。

步骤二 当不满足断路器、隔离开关都处于断开状态且接地闸刀处于闭合状态的条件时，集成与门电路的输出信号为0，通过控制器控制，人员站立区域快速振动，同时防护服也产生振动，使人产生电击感觉，投影仪播放“操作错误”字样、常见错误操作以及正确流程，音箱播放相应音频；实验开始后，红外感应器即开始探测实验区域内人体发射的红外信号，传递给控制器，使LED灯带点亮，起到提醒作用，防止其他人员靠近实验区域。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种带电作业模拟实验装置，其特征在于，包括底板，所述底板上设有复合板、平台、振动器和金属杆，所述复合板侧面设有控制器、音箱和幕布，所述平台上设有断路器、隔离开关、接地闸刀和集成与门电路，所述振动器上设有站板，所述金属杆侧面设有红外感应器和横板，所述横板上设有投影仪，在高于底板的位置四周环绕设有LED灯带。

2.根据权利要求1所述的带电作业模拟实验装置，其特征在于，所述断路器与隔离开关并联后与集成与门电路连接，所述接地闸刀直接与集成与门电路连接。

3.根据权利要求2所述的带电作业模拟实验装置，其特征在于，所述集成与门电路的输出信号连接至所述控制器，所述控制器的控制信号连接所述音箱、投影仪、振动器；所述红外感应器的输出信号连接至所述控制器，所述控制器的控制信号连接所述LED灯带。

4.根据权利要求3所述的带电作业模拟实验装置，其特征在于：

所述红外传感器为被动式红外传感器；

所述红外传感器、控制器内均设有内置无线通信模块；

所述投影仪为DLP投影仪；

所述音箱为蓝牙音箱，与投影仪连接；

所述集成与门电路为MOS集成与门电路。

5.根据权利要求4所述的带电作业模拟实验装置，其特征在于，还包括防护服，所述防护服内置微型振动器，所述微型振动器连接有振动开关，所述振动开关为振动传感器。

6.一种权利要求1至5任一项所述的带电作业模拟实验装置实现带电作业模拟的方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤一：音箱、投影仪、振动器和LED灯带通过控制器控制工作，其中音箱、投影仪、振动器的工作状态取决于集成与门电路的输出信号，集成与门电路的输出信号取决于断路器、隔离开关、接地闸刀的接合状态；LED灯带的工作状态取决于红外感应器的输出信号，红外感应器负责探测实验区域内人体发出的红外信号；实验人员身穿防护服，防护服内置微型振动器，并通过振动开关控制微型振动器电路的通断；

步骤二：当不满足断路器、隔离开关都处于断开状态且接地闸刀处于闭合状态的条件时，集成与门电路的输出信号为0，通过控制器控制，振动器快速振动使人产生电击感觉，投影仪播放“操作错误”字样、常见错误操作以及正确流程，音箱播放相应音频；同时红外感应器接受人体发射的红外信号，传递给控制器，使LED灯带工作，起到提醒作用，防止其他人员靠近实验区域。

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