一种防触电保护装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种防触电保护装置，包括防护服和救生电闸；防护服上设有控制电路，本体上设置有表面涂有绝缘漆的环形金属片，本体还设有串联多个二极管并缠绕在环形金属片上的环形绕线；环形金属片上缠绕有与控制电路的第一输入通道相连的导线；本体还设有三个圆形金属片，两两之间组对并通过导线与第二、第三、第四输入通道相连；救生电闸上设有依次串联的输入接线柱、主开关、电力开关组、输出接线柱；电力开关组的被控端与主控制器的控制信号输出端相连。本发明可以非常有效地降低意外触电事故对电力系统操作工人的伤害，有非常好的应用前景。
【专利说明】
一种防触电保护装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种电力带电工作防护装置领域，更具体地，涉及一种防触电保护装置。
【背景技术】
[0002]电力广泛应用于现实生活中。然而因各种原因导致的用电事故频频发生，致死致残人员无数。尤其是电力安装维护检修人员，工作中随时都有触电的危险。当前市场涌现大量预防触电的装置，但绝大多数只有指示提醒的作用，而很少有能在操作人员触电后采取有效措施对其进行救护的装置。
[0003]大多数致命的触电事故，都是由于大电流流过心脏，而皮肤和肌肉灼伤，虽然对人体也是不小的伤害，但不是致命的主要因素。因而如果能在触电时，减少流经心脏的电流强度，可以大大降低出现致命伤害的风险，尽快断开电路，才是保障人身安全的根本措施。因而如果要从根本上降低触电对操作人员的伤害，需要在触电后尽快断电。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种防触电保护装置，以降低操作人员触电时，电流对人体造成致命伤害的可能性。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种防触电保护装置，包括防护服和救生电闸。
[0006]防护服包括本体，上面设有包含四个输入通道的控制电路，控制电路的输入通道均通过放大电路与主控制器相连，第一无线模块、蜂鸣器、第一指示灯均直接与第一主控制器相连，电池为整个控制电路供电。
[0007]本体上设置有表面涂有绝缘漆的环形金属片，所述环形金属片上缠绕有导线，导线两端分别与控制电路的第一输入通道相连。
[0008]本体上还设有串联多个二极管的环形绕线，所述环形绕线缠绕在环形金属片上，所有二极管的PN结方向一致。
[0009]本体上还设有第一圆形金属片、第二圆形金属片、第三圆形金属片;所述第一圆形金属片和第二圆形金属片通过导线与控制电路的第二输入通道连接;所述第二圆形金属片和第三圆形金属片通过导线与控制电路的第三输入通道连接;所述第一圆形金属片和第三圆形金属片通过导线与控制电路的第四输入通道连接。
[0010]救生电闸包括外壳、第二主控制器;第二指示灯、第二无线模块、警报器、配对按钮都直接与第二主控制器相连;救生电闸还设有依次串联的输入接线柱、主开关、电力开关组、输出接线柱;救生电闸还设有接在主开关前级，并为整个电闸箱内的电路供电的电源模块。电力开关组的被控端与主控制器的控制信号输出端相连。
[0011]电闸箱的第二指示灯为多色灯。二极管为导通压降低的锗二极管。环形金属片设置在对应人体前胸偏左的位置，并覆盖心脏区域。
[0012]第一圆形金属片设置在环形金属片中心位置;第二圆形金属片设置在防护服本体对应人体后背脊柱右侧且与心脏等高的位置;第三圆形金属片设置在防护服本体对应人体后背脊柱左侧且与心脏等高的位置。
[0013]本体上还设有三个棉垫，一个覆盖在环形金属片外部，介于环形金属片和防护服本体之间；另外两个分别覆盖在第二圆形金属片和第三圆形金属片外部，并分别介于圆形金属片和防护服本体之间;所述棉垫均缝在防护服本体上。
[0014]环形金属片为硅钢片;所述圆形金属片为铜片;所述导线为带绝缘层的多芯铜线。
[0015]本发明的有益效果是，可在人员触电后分担掉触电致命要害一一心脏的大部分电流并通过电磁波高速响应安装在电源源头的救生闸切断电源，并发出紧急事故和急救报警声。从而大大降低了意外触电引起的伤亡悲剧事故的程度。
【附图说明】
[0016]图1为本装置的防护服上的主要器件的放置位置示意图；
图2为环形金属圈和导线组成的组件的结构示意图；
图3为环形金属圈和环形绕线组成的组件的结构示意图；
图4为控制电路的结构框图；
图5为救生电闸的结构框图；
图6为救生电闸的主开关锁定装置示意图。
[0017]其中:1.环形金属片；2.环形绕线；
3A.第一圆形金属片； 3B.第二圆形金属片；
3C.第三圆形金属片； 4A、4B.导线；
5.棉垫；6.二极管；
7.放大电路；8.电池；
9.第一无线模块；10.蜂鸣器；
11.第一指示灯；12.第一主控制器
13.输入接线柱；14.第二指示灯；
15.主开关；16.电源模块；
17.电力开关组；18.输出接线柱；
19.警报器；20.配对按钮；
21.第二主控制器；22.第二无线模块；
31.电磁铁32.隔离棒
33.主开关按钮。
【具体实施方式】
[0018]—种防触电保护装置，包括防护服和救生电闸，防护服包括本体，上面设有包含4个输入通道的控制电路，控制电路的输入通道均通过放大电路7与主控制器12相连，第一无线模块9、蜂鸣器10、第一指示灯11均直接与第一主控制器12相连，电池8为整个控制电路供电。
[0019]本体上还设置有表面涂有绝缘漆的环形金属片1，环形金属片上缠绕有导线4A，导线4A两端分别与控制电路的第一输入通道相连。
[0020]本体上还设有串联多个二极管6的环形绕线2，所述环形绕线缠绕在环形金属片I上，所有二极管的PN结方向一致(图2中的导线4A和图3中的环形绕线2均同时存在，为描述方便，不在一张图中同时画出，在图2和图3中分别描述)。
[0021]本体上还设有第一圆形金属片3A、第二圆形金属片3B、第三圆形金属片3C;所述第一圆形金属片3A和第二圆形金属片3B通过导线4B与控制电路的第二输入通道连接;所述第二圆形金属片3B和第三圆形金属片3C通过导线4B与控制电路的第三输入通道连接;所述第一圆形金属片3A和第三圆形金属片3C通过导线4B与控制电路的第四输入通道连接。
[0022]救生电闸包括外壳、第二主控制器21;第二指示灯14、第二无线模块22、警报器19、配对按钮20都直接与第二主控制器21相连;救生电闸还设有依次串联的输入接线柱13、主开关15、电力开关组17、输出接线柱18;救生电闸还设有接在主开关前级，并为整个电闸箱内的电路供电的电源模块16。
[0023 ]电力开关组17的被控端与主控制器的控制信号输出端相连。
[0024]电闸箱的第二指示灯14为多色灯，可接受来自主控制器的不同类型的控制信号，发出不同颜色的光。
[0025]二极管6为导通压降低的锗二极管。
[0026]环形金属片I设置在对应人体前胸偏左的位置，并覆盖心脏区域。
[0027]第一圆形金属片3A设置在环形金属片I中心位置;第二圆形金属片3B设置在防护服本体对应人体后背脊柱右侧且与心脏等高的位置;第三圆形金属片3C设置在防护服本体对应人体后背脊柱左侧且与心脏等高的位置。
[0028]本体上还设有三个棉垫5，一个棉垫覆盖在环形金属片I外部，介于环形金属片I和防护服本体之间；另外两个棉垫分别覆盖在第二圆形金属片3B和第三圆形金属片3C外部，并分别介于圆形金属片和防护服本体之间;所述棉垫5均缝在防护服本体上。
[0029]环形金属片I为硅钢片；所述圆形金属片为铜片；所述导线为带绝缘层的多芯铜线。
[0030]
操作人员工作前，按如下步骤进行防护准备工作:
(1)救生电闸设置在主电源网络的入口处，电源从输入接线柱接入，从输出接线柱输出，并输送给整个施工现场；
(2)紧贴皮肤穿上防护服，环形金属片和棉垫覆盖整个心脏区域，打开控制电路的开关;此时控制电路中的第一主控制器发出配对的命令，并通过无线模块广播出去，等待配对设备的连接；
(3)打开救生电闸主开关，并按下一个尚未建立连接的配对按钮;此时第二主控制器会通过第二无线模块检索周围有无需要配对的防护服，由于第(2)步中，已经有防护服在持续发出配对命令等待配对，救生电闸获取到该命令后，从中解析出该防护服的ID号，并与当前配对按钮绑定;绑定后，救生电闸上对应的按钮指示灯点亮。防护服上的按钮也点亮。
[0031](4)重复执行(2)(3)，可完成多个防护服的配对。同一施工现场存在多名操作人员时，使用一台救生电闸就能实现对所有人的保护。
[0032](5)救生电闸面板上设有带锁的铁门，完成上述步骤，正式开始工作之前，需要将铁门锁上，防止他人进入施工现场误操作救生电闸影响施工。
[0033](6)救生电闸的第二主控制器每秒通过第二无线模块向已连接的防护服发送检测命令，并接受回码;防护服的第一主控制器通过第一无线模块收到该命令会立即进行回码；如果第二主控制器超过2秒未收到回码，就会控制救生电闸上对应的指示灯闪烁，以提醒救生电闸的维护人员注意；同时触发救生电闸报警，断开电力开关组。同理如果第一主控制器超过2秒未收到救生电闸发过来的连接检测命令，也会控制防护服上的指示灯闪烁和蜂鸣器鸣响以提醒操作人员注意并断开电力开关组。上述连接检测过程的目的是防止操作人员离开电闸距离过远时由于无线模块的传输距离有限，而导致双方无法通信，进而出现一旦发生触电，不能正常触发有效的保护动作。
[0034]操作人员使用用电设备时，如果发生触电事故，例如左手触电，电流会从左手流入人体，然后通过一条阻抗最小的路径向“地平面”泄放。如果不采取防护措施，而最近的“地平面”又恰好在身体右部，那么电流会流经心脏或脊柱，并很可能对人体造成致命伤害。当穿上防护服时，由于心脏区域被环形金属片、环形线圈、圆形金属片覆盖，因而电流会“选择”阻抗小的路径流过，因而大量的电流并未流经心脏就泄放到地平面了，虽然会有小部分电流仍旧难免流经心脏，但强度已经大大减弱，对人体造成致命伤害的概率也大大降低。此夕卜，由于有二极管的存在，不论电流从哪个方向流经心脏区域，只有半圈线圈中会有电流产生，而另外半圈线圈中由于二极管的阻隔，不会产生电流。电流引起环形金属片缠绕导线两端的电势变化，进而导致第一输入通道的两极间出现电势差，第一主控制器捕捉到该电势差，就能判断有电流流经人体。同理，当身体背面有电流时，两两圆形金属片之间也会出现电势差，并通过第二、三、四输入通道被第一主控制器捕获。
[0035]综上所述，当第一主控制器的任何一个输入通道捕捉到该输入通道的两极间有电势差，就能判断出此时有电流流经人体，并立即触发报警。
[0036]触发警情的防护服，第一主控制器通过第一无线模块发出触电报警命令，并通过第二无线模块转发给第二主控制器，第二主控制器接收到该命令，迅速断开电力开关组，并启动警报器，这样整个施工现场就不再有电流通过，防止电流对人体造成持续伤害。
[0037]救生电闸上还设有主开关锁定装置，装置内设有隔离棒和弹簧，隔离棒主体为绝缘塑料，靠近电磁铁的一端设有铁片。当所有防护服与第二主控制器均正常连接，且系统中没有收到任何报警信息时，第二主控制器会触发电磁铁动作将隔离棒吸起，此时隔离棒不会遮挡主开关按钮和主开关之间的空隙，使用者可以通过主开关按钮正常触发主开关；当系统中收到报警信息(无论是在任何一个工作环节中由于防护服失去连接或电池电量不足等原因而产生的警情，还是触电产生的警情)时主开关跳开且在警情没有排除情况下主开关锁定装置会停止电磁铁的动作，隔离棒被弹簧弹力拉回挡在主开关按钮和主开关之间，使用者无法按下主开关，除非警情彻底消除且所有配对的防护服均与救生电闸正常连接系统自检各组件均处于正常状态下，才能重新开启主开关。
[0038]包在环形金属片外面的棉垫，可以降低该位置皮肤与外界的热量交换速率，进而导致身体该部位皮肤出汗，从而降低该部位体表的电阻，有利于电流从体表通过，进一步降低直接穿过身体的电流强度。
[0039]综上所述，本发明一方面可降低触电时通过心脏和脊柱的电流，直接降低人体受到致命伤害的可能性，另一方面通过无线通信的方式，将主电源切断，防止持续的电流对人体造成伤害。结合上述两方面优势，可以非常有效地降低意外触电事故对电力系统操作工人的伤害。有非常好的应用前景。但本发明原理设计上需要对外发送电磁波，容易将雷电招惹上身，因而雷雨天气时，需要尽量避免使用，特此说明。
【主权项】
1.一种防触电保护装置，包括防护服和救生电闸，其特征在于， 所述防护服包括本体，上面设有包含四个输入通道的控制电路，控制电路的输入通道均通过放大电路(7)与主控制器(12)相连，第一无线模块(9)、蜂鸣器(10)、第一指示灯(11)均直接与第一主控制器(12)相连，电池(8)为整个控制电路供电； 所述本体上设置有表面涂有绝缘漆的环形金属片(1)，所述环形金属片(I)上缠绕有导线(4A)，所述导线(4A)两端分别与控制电路的第一输入通道相连； 所述本体上还设有串联多个二极管(6)的环形绕线(2)，所述环形绕线缠绕在环形金属片(I)上，所有二极管的PN结方向一致； 所述本体上还设有第一圆形金属片(3A)、第二圆形金属片(3B)、第三圆形金属片(3C)；所述第一圆形金属片(3A)和第二圆形金属片(3B)通过导线(4B)与控制电路的第二输入通道连接;所述第二圆形金属片(3B)和第三圆形金属片(3C)通过导线(4B)与控制电路的第三输入通道连接;所述第一圆形金属片(3A)和第三圆形金属片(3C)通过导线(4B)与控制电路的第四输入通道连接； 所述救生电闸包括外壳、第二主控制器(21);第二指示灯(14)、第二无线模块(22)、警报器(19)、配对按钮(20)都直接与第二主控制器(21)相连;所述救生电闸还设有依次串联的输入接线柱(13)、主开关(15)、电力开关组(17)、输出接线柱(18);所述救生电闸还设有接在主开关前级，并为整个电闸箱内的电路供电的电源模块(16); 所述电力开关组(17)的被控端与主控制器的控制信号输出端相连。2.根据权利要求1所述的一种防触电保护装置，其特征在于，所述电闸箱的第二指示灯(14)为多色灯。3.根据权利要求1所述的一种防触电保护装置，其特征在于，所述二极管(6)为导通压降低的锗二极管。4.根据权利要求1所述的一种防触电保护装置，其特征在于，所述环形金属片(I)设置在对应人体前胸偏左的位置，并覆盖心脏区域。5.根据权利要求1所述的一种防触电保护装置，其特征在于，所述第一圆形金属片(3A)设置在环形金属片(I)中心位置;第二圆形金属片(3B)设置在防护服本体对应人体后背脊柱右侧且与心脏等高的位置;第三圆形金属片(3C)设置在防护服本体对应人体后背脊柱左侧且与心脏等高的位置。6.根据权利要求1所述的一种防触电保护装置，其特征在于，所述本体上还设有三个棉垫(5)，一个棉垫覆盖在环形金属片(I)外部，介于环形金属片(I)和防护服本体之间；另外两个棉垫分别覆盖在第二圆形金属片(3B)和第三圆形金属片(3C)外部，并分别介于圆形金属片和防护服本体之间;所述棉垫(5)均缝在防护服本体上。7.根据权利要求1所述的一种防触电保护装置，其特征在于，所述环形金属片(I)为硅钢片;所述圆形金属片为铜片;所述导线为带绝缘层的多芯铜线。
【文档编号】A41D13/008GK105996221SQ201610371258
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】万智豹
【申请人】万智豹