一种验电仿真装置的制作方法

1.本发明涉及一种电力培训技术领域，具体的说，涉及了一种验电仿真装置。


背景技术：

2.验电装置是用来检查电力线路和电力设备是否带电的工具。在电力行业中，对设备进行检修和维护前，需要先使用验电装置确认设备不带电，然后才能进行下一步工作，否则会存在安全隐患。因此如何在安全电压范围内让从事电力作业的新实训人员进行高压验电规范操作教学培训是尤为重要的问题。
3.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足，第一方面，提供一种在安全电压范围内进行高压验电规范操作教学培训的验电仿真装置；另一方面，提供一种在安全电压范围内进行高压验电规范操作教学培训的仿真验电实训方法。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：本发明第一方面提供一种验电仿真装置，包括：至少一个rfid电子标签、控制主机、仿真验电器；所述rfid电子标签用于存储验电点标识信息，安装在各个验电点上；所述控制主机，预设培训步骤进度和逻辑关系，通过无线通信网络与所述仿真验电器无线通信；用于在进行验电操作时，向所述仿真验电器预置验电点带电状态数据，根据预设的培训步骤进度向所述仿真验电器发出验电操作指令；所述仿真验电器，与所述rfid电子标签进场通信，用于在进行验电操作时，根据所述验电操作指令读取所述rfid电子标签存储的所述验电点标识信息；所述仿真验电器，对比分析读取的验电点标识信息以及预置的验电点带电状态数据，如果该验电点带电，则输出带电声光报警指示并通过无线通信网络向所述控制主机返回正在验电的验电点位置信息；如果该验电点不带电，则只通过无线通信网络向所述控制主机返回正在验电的验电点位置信息。
6.基于上述，所述验电点标识信息是标识验电点位置或者编号的唯一id信息。
7.基于上述，所述仿真验电器包括无线通信单元、存储单元、微处理器、rfid标签读写单元、声光告警单元；所述无线通信单元，与所述微处理器和所述控制主机通讯连接，用于所述仿真验电器与所述控制主机之间的无线通信；所述存储单元，与所述微处理器通讯连接，用于存储各个验电点的带电状态；所述rfid标签读写单元，与所述微处理器通讯连接，用于读写所述rfid电子标签；所述声光告警单元，与所述微处理器通讯连接，用于输出声光告警指示信号。
8.本发明第二方面提供一种仿真验电实训方法，采用所述的验电仿真装置进行验电
实训，包括：验电点有电验电实训流程：在进行验电操作时，所述控制主机向所述仿真验电器发送验电点有电状态信息，还根据预设的培训步骤进度向所述仿真验电器发出验电操作指令；实训人员拿起所述仿真验电器对验电点进行验电操作；当所述仿真验电器根据验电操作指令读取到安装在验电点位置处的rfid电子标签后，进行带电状态判断；根据存储的验电点有电状态信息，所述仿真验电器输出带电声光报警指示，并向所述控制主机发送正在验电的验电点位置信息，告知所述控制主机实训人员正在对验电点进行验电；在所述控制主机收到正在验电的验电点位置信息后，实训人员向所述控制主机输入自己的验电结果；所述控制主机对比实训人员的验电结果及自带的验电点有电状态信息，对实训人员的培训结果进行判断并打分；验电点无电验电实训流程：在进行验电操作时，所述控制主机向所述仿真验电器发送验电点无电状态信息，还根据预设的培训步骤进度向所述仿真验电器发出验电操作指令；实训人员拿起所述仿真验电器对验电点进行验电操作；当所述仿真验电器根据验电操作指令读取到安装在验电点位置处的rfid电子标签后，进行带电状态判断；根据存储的验电点无电状态信息，所述仿真验电器不进行声光报警指示，并向所述控制主机发送正在验电的验电点位置信息，告知所述控制主机实训人员正在对验电点进行验电；在所述控制主机收到正在验电的验电点位置信息后，实训人员向所述控制主机输入自己的验电结果；所述控制主机对比实训人员的验电结果及自带的验电点无电状态信息，对实训人员的培训结果进行判断并打分；验电位置判断实训流程：在进行验电操作时，所述控制主机向所述仿真验电器发送验电点a有电状态信息，验电点b无电状态信息，还根据预设的培训步骤进度向所述仿真验电器发出验电操作指令；实训人员拿起所述仿真验电器对验电点进行验电操作；若实训人员拿起所述仿真验电器对验电点a进行验电操作；当所述仿真验电器根据验电操作指令读取到安装在验电点a位置处的rfid电子标签后，进行带电状态判断；根据存储的验电点a有电状态信息，所述仿真验电器进行声光报警指示，并向所述控制主机发送验电点a位置信息，告知所述控制主机实训人员正在对验电点a进行验电；在所述控制主机收到验电点a位置信息后，实训人员向所述控制主机输入自己的验电结果；所述控制主机对比实训人员的验电结果及自带的验电点a有电状态信息输出进行验电位置是验电点a，验电操作正确；若实训人员拿起所述仿真验电器对验电点b进行验电操作；当所述仿真验电器根
据验电操作指令读取到安装在验电点b位置处的rfid电子标签后，进行带电状态判断；根据存储的验电点b有无状态信息，所述仿真验电器不进行声光报警指示，并向所述控制主机发送验电点b位置信息，告知所述控制主机实训人员正在对验电点b进行验电；在所述控制主机收到验电点b位置信息后，实训人员向所述控制主机输入自己的验电结果；所述控制主机对比实训人员的验电结果及自带的验电点b有电状态信息输出进行验电位置是验电点b，验电操作错误。
9.基于上述，所述仿真验电器还包括连接在所述微处理器上，用于开机自检的自检及开关机按键输入单元。
10.基于上述，在进行验电操作前，对所述仿真验电器进行自检操作，包括：按下所述自检及开关机按键输入单元的自检按键，所述仿真验电器进入开机状态，向所述控制主机发送所述仿真验电器在线信息，同时进入自检状态，内部微处理器会驱动声光告警单元做出声光报警提示，并向所述控制主机发送正在自检信息。
11.基于上述，所述仿真验电器还包括连接在所述微处理器上的震动检测单元、姿态及高度检测单元；所述震动检测单元，用于在验电操作过程中检测所述仿真验电器的使用情况，并做出相应的功耗管理；所述姿态及高度检测单元，用于在验电操作过程中检测所述仿真验电器的姿态和高度，包括姿态及高度检测电路。
12.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，通过所述控制主机获取各个验电点的带电状态并定时向所述仿真验电器发送验电点的带电状态数据；所述仿真验电器存储所述验电点的带电状态，并对验电点进行验电操作，读取设置在验电点处的所述rfid电子标签，获得所述验电点的验电点标识信息即验电点唯一位置标识信息；分析验电点是否带电，获得验电结果，输出验电结果指示信号；从而提供一种在安全电压范围内进行高压验电规范操作教学培训的验电仿真装置；另一方面，提供一种在安全电压范围内进行高压验电规范操作教学培训的验电方法。
附图说明
13.图1是本发明仿真验电装置系统框图。
14.图2是本发明仿真验电器原理结构框图。
15.图3是本发明姿态及高度检测电路中的高度检测电路。
16.图4是本发明姿态及高度检测电路中的姿态检测电路.图5是本发明仿真验电器部分结构的结构示意图。
17.图6是本发明仿真验电器剖面结构示意图。
18.图7是本发明仿真验电器侧面结构示意图。
19.图8是本发明仿真验电器另一侧面结构示意图。
20.图中：1.底座；2.外壳；3.电路板；4.传感器棒；5.rfid天线；6.充电指示灯；7.自检按键；8.m4*10自攻丝；9.type-c充电接口；10.报警指示灯；11.蜂鸣器；12. 微处理器板；13.电池；14.电源通讯板；15.rfid读写板；16.rfid模块。
具体实施方式
21.下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
22.实施例1本实施例提供了一种验电仿真装置，如图1所示，包括：至少一个rfid电子标签、控制主机、仿真验电器和无线通讯网关；所述rfid电子标签用于存储验电点标识信息，安装在各个验电点上；所述验电点标识信息是标识验电点位置或者编号的唯一id信息，用于区别多个验电点。具体的，所述rfid电子标签包括rfid芯片和pcb天线基板，安装在验电点的导线或者金属导体上；所述无线通讯网关用于所述仿真验电器和所述控制主机之间的无线数据交换；所述无线通讯网关包括无线通讯模块和usb转串口和网口转串口电路；所述无线通讯网关通过usb转串口或者网口转串口的方式连接所述控制主机，通过无线通讯模块连接所述仿真验电器。
23.所述控制主机通过无线通信网络与所述仿真验电器无线通信；获取各个验电点的带电状态并定时发送验电点的带电状态数据以及发送对指定验电点验电的操作命令；所述控制主机通过plc连接验电点控制器，并根据预设培训步骤进度和逻辑关系（系统培训任务）设置各个验电点的带电状态，然后根据系统培训任务定时向所述仿真验电器发送验电点的带电状态数据。此外，所述控制主机还通过所述无线通信网关读取所述仿真验电器的电池电量信息；当检测到所述仿真验电器电池电量过低时发出对其进行充电的提示。
24.所述仿真验电器与所述rfid电子标签近场通信，接收并存储所述验电点的带电状态，进行验电操作，读取所述rfid电子标签存储的验电点标识信息，分析验电点是否带电，获得验电结果，根据所述验电结果输出指示信号，并向所述控制主机发送所述验电点标识信息。所述控制主机结合所述验电点标识信息、指定验电点验电的操作命令综合分析判断，对验电操作做出评分。若所述验电点标识信息标识的id信息与指定验电点的id信息相同，且验电结果与指定验电点带电状态相同，则验电操作成功，否则验电失败。
25.仿真验电器为了实现上述基本功能，所述仿真验电器包括无线通信单元、存储单元、微处理器、rfid标签读写单元、声光告警单元；所述无线通信单元，与所述微处理器和所述控制主机通讯连接，用于所述仿真验电器与所述控制主机之间的无线通信；所述存储单元，与所述微处理器通讯连接，用于存储各个验电点的带电状态；所述rfid标签读写单元，与所述微处理器通讯连接，用于读写所述rfid电子标签；所述声光告警单元，与所述微处理器通讯连接，用于输出声光告警指示信号。
26.为了实现仿真验电器自身姿态及高度检测，所述仿真验电器还包括连接在所述微处理器上的姿态及高度检测单元；所述姿态及高度检测单元用于检测所述仿真验电器的姿态和高度，包括姿态及高度检测电路,如图3、图4所示，具体为3轴陀螺仪和3轴加速度传感器电路以及气压传感器电路；使用3轴陀螺仪和3轴加速度传感器电路检测所述仿真验电装置的角速度参数、加速度参数，然后所述微处理器根据角速度参数、加速度参数计算出所述仿真验电装置的姿态；使用气压传感器电路检测所述仿真验电装置所处的气压，所述微处理器根据气压数据计算高度值。
27.为了实现所述仿真验电器自身功能管理，所述仿真验电器还包括连接在所述微处
理器上的自检及开关机按键输入单元、震动检测单元；所述自检及开关机按键输入单元用于开机自检；所述震动检测单元，用于在验电操作过程中检测所述仿真验电器的使用情况，并做出相应的功耗管理。
28.具体的，如图5-图8所示，所述仿真验电器包括底座1、外壳2、电路板3、传感器棒4、rfid天线5、充电指示灯6、自检按键7、m4*10自攻丝8、type-c充电接口9、报警指示灯10、蜂鸣器11、微处理器板12、电池13、电源通讯板14、rfid读写板15、rfid模块16；所述自检及开关机按键输入单元设置自检按键7，用于开机自检；所述rfid标签读写单元包括rfid读写板15、rfid模块16和rfid天线5，设置在所述仿真验电器上；所述声光告警单元包括报警指示灯10、蜂鸣器11；所述微处理器设置在微处理器板12上。
29.实施例2本实施例提供一种仿真验电实训方法，采用如实施例1所述的验电仿真装置对验电点的进行验电，包括：s1.控制主机发出进行验电的操作指令；s2.仿真验电器完成自检操作，进入开机在线状态；s3.所述控制主机获取各个验电点带电状态，发出对指定验电点进行验电的验电操作指令，并通过无线通讯网关发送所述指定验电点的带电状态信息；s4.所述仿真验电器接收并存储所述指定验电点的带电状态信息；s5.所述仿真验电器对验电点进行验电操作，并读取验电操作的所述验电点处设置的rfid电子标签，获取验电操作的所述验电点的验电点标识信息；s6.所述仿真验电器判断验电操作的所述验电点的带电状态，输出带电状态指示信号，并向所述控制主机发送验电操作的所述验电点的验电点标识信息；s7.向所述控制主机输入所述指定验电点的验电结果；s8.所述控制主机根据验电操作的所述验电点的带电状态、所述指定验电点的验电结果进行判断并对验电操作进行打分。
30.开机自检所述控制主机对实训人员发出进行验电的操作任务指令，实训人员首先要对所述仿真验电器进行开机自检。
31.所述自检操作包括：按下所述仿真验电器的自检按键，所述仿真验电器进入开机状态，向所述控制主机发送所述仿真验电器在线信息，同时进入自检状态，内部微处理器会驱动声光报警电路做出声光报警提示，并向所述控制主机发送正在自检信息。
32.所述控制主机接收到所述仿真验电器进入在线状态后，更新获取各个验电点带电状态，然后则进入正常验电工作流程，下面结合具体验电点简单说明本实施例仿真验电实训方法：验电点1有电验电实训流程所述控制主机根据培训步骤进度向实训人员发出对验电点1进行验电操作的指令，并通过所述无线通讯网关向所述仿真验电器发送验电点1“有电”的带电状态信息。实训人员对所述仿真验电器进行自检操作后，使所述仿真验电器接触验电点1的导线或者金属
导体，所述仿真验电器读取安装在验电点1位置处的所述rfid电子标签，获取验电点1的唯一id信息“验电点：1”，所述仿真验电器内部的微处理器进行带电状态判断，根据存储的验电点1为有电状态，向实训人员做出验电点1有电的声光报警并向所述控制主机发送实训人员正在对验电点1进行验电的信息，实训人员验电后向所述控制主机输入自己的验电结果，如“验电点1：有电”；所述控制主机结合验电点1的唯一id信息“验电点：1”、更新获取的验电1带电状态信息“有电”以及实训人员输入的验电结果“验电点1：有电”进行分析，给出验电点操作正确的验电结果，并对验电操作打分。
33.验电点1无电验电流程所述控制主机向实训人员发出对验电点1进行验电操作的指令，并通过所述无线通讯网关向所述仿真验电器发送验电点1“无电”状态信息。实训人员对所述仿真验电器进行自检操作后，使所述仿真验电器接触验电点1的导线或者金属导体，所述仿真验电器读取验电点1位置处的rfid电子标签，获取验电点1的唯一id信息“验电点：1”，所述仿真验电器内部的微处理器进行带电状态判断，根据存储的验电点1为无电状态，向所述控制主机发送实训人员正在对验电点1进行验电的信息，提示实训人员验电点1“无电”，不进行验电器1有电的声光报警；实训人员验电后向所述控制主机输入自己的验电结果“验电点1：无电”；所述控制主机结合验电点1的唯一id信息“验电点：1”、更新获取的验电1带电状态信息以及实训人员输入的验电结果进行分析，给出验点操作正确的验电结果，并对验电操作打分。
34.验电位置判断实训流程所述控制主机发出对验电点1进行验电操作的指令，并通过所述无线通讯网关向所述仿真验电器发送验电点1“有电”、验电点2“无电”状态信息；若实训人员拿起所述仿真验电器对验电点1进行验电操作；当所述仿真验电器根据验电操作指令读取到安装在验电点1位置处的rfid电子标签后，获取验电点1的唯一id信息“验电点：1”，进行带电状态判断；根据存储的验电点1有电状态信息，所述仿真验电器进行声光报警指示，提示实训人员该验电点“有电”，并向所述控制主机发送验电点1位置信息，告知所述控制主机实训人员正在对验电点1进行验电；在所述控制主机收到验电点1位置信息后，实训人员向所述控制主机输入自己的验电结果；所述控制主机对比实训人员的验电结果及自带的验电点1有电状态信息输出进行验电位置是验电点1验电操作正确；若实训人员拿起所述仿真验电器对验电点2进行验电操作；当所述仿真验电器根据验电操作指令读取到安装在验电点2位置处的rfid电子标签后，获取验电点2的唯一id信息“验电点：2”，进行带电状态判断；根据存储的验电点2有无状态信息，所述仿真验电器不进行声光报警指示，提示实训人员该验电点“无电”，并向所述控制主机发送验电点2位置信息，告知所述控制主机实训人员正在对验电点2进行验电；在所述控制主机收到验电点2位置信息后，实训人员向所述控制主机输入自己的验电结果；所述控制主机对比实训人员的验电结果及自带的验电点2有电状态信息输出进行验电位置是验电点2，验电操作错误。
35.特别的，所述仿真验电器还包括连接在所述微处理器上的震动检测单元、姿态及高度检测单元；所述震动检测单元，用于在验电操作过程中检测所述仿真验电器的使用情况，并做出相应的功耗管理，如：检测到仿真验电器超过10秒无使用，则关闭超高频rfid读写电路，进入低功耗状态；当检测到再次拿起使用时，则迅速唤醒进入正常工作状态；若检测到
超过10分钟无使用，则自动关机；所述姿态及高度检测单元，包括姿态及高度检测电路，用于在验电操作过程中检测所述仿真验电器的姿态和高度，并发送到所述控制主机，监测学员的验电操作的行为规范，并结合验电结果，对验电操作进行打分。
36.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。