一种接地线状态预警装置的制作方法

1.本发明涉及高压检修领域，具体来说，涉及一种接地线状态预警装置。


背景技术：

2.研究通过动作传感结构及传感电路采集接地线的挂接动作和拆除动作，同理采集接地桩的挂接和拆除动作。在动作发生时，结合操作任务数据即时判断是否误操作，若判定为误操作则立即预警通知。
3.为避免电力检修人员，因未按安全规程操作，失误错挂或错拆接地线导致安全事故的发生，给检修工作造成重大损失甚至危及人员的生命安全。现有几种防误技术大都需要人员主动预防，不能达到被动预防。或是预警时效性太晚不能实现即时预警。再或是要更换接地线工器具对存量的接地线达不到安全防误功能。例如通过在接地线上安装rfid标签，在挂接操作前通过读取标签做安全验证，这种方式本就是一种主动意识，作业安全还是取决于操作人员的意识无法实现被动预防。再例如通过对接地线结构的改造将传感装置内置到绝缘杆内部，这种技术方案要求更新接地线工具，不能对现存接地线做安全防误预警。现有技术方案存在预警时效性和对存量接地线的兼容性等问题。
4.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.针对相关技术中的问题，本发明提出一种接地线状态预警装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
6.为此，本发明采用的具体技术方案如下：一种接地线状态预警装置，包括接地线状态传感器及接地桩状态传感器，所述接地线状态传感器及接地桩状态传感器分别与安全提示器连接；所述接地线状态传感器包括工程塑料外壳，所述工程塑料外壳的内部依次设置有感应开关模块、电源模块及mcu通讯模块；所述感应开关模块的底端连接有运动软针，且所述工程塑料外壳的底端设置有可调底座；所述接地线状态预警装置还包括与手机连接的安全提示器附件；所述接地线状态传感器、所述接地桩状态传感器及安全提示器完成接地线的状态预警，且判断所述接地线状态传感器中所述电源模块是否需要更换，同时人员每日工作前需通过所述安全提示器内部认证模块的认证。
7.进一步的，所述工程塑料外壳的底部设置有若干第一安装孔，所述可调底座的侧壁上设置有若干与所述第一安装孔相配合的第二安装孔。
8.进一步的，所述安全提示器附件通过otg接口供电的方式与所述手机连接。
9.进一步的，所述接地线状态传感器、所述接地桩状态传感器及安全提示器完成接地线的状态预警还包括以下步骤：s1、接地线状态传感器定时发送标识信息；s2、若挂接地线，则先挂接地桩，且挂接时触发开关，同时接地桩状态传感器发出
无线信号；s3、安全提示器持续接收信号后并回复，若接地桩状态传感器未收到回复，则会重发无线信号；s4、安全提示器根据收到的接地桩信息，程序记录该接地桩为待配对状态；s5、接地线挂接或拆除时，触发微动开关，同时发出无线信号，并重复步骤s3；s6、接收接地线数据并结合最近的待配对接地桩信息，组合查询线路信息、电压等级及操作任务信息，判断本次操作是否合法，并进行语音提示；s7、安全提示器超时未收到接地线状态传感器的标识信号，则判定人员离场，人员离场时若未拆除接地线，则会提示告警。
10.进一步的，所述判断所述接地线状态传感器中所述电源模块是否需要更换时，预先获得电源模块最大循环次数，且若电源模块实际使用时到达最大循环次数，则对电源模块进行更换；其中，所述最大循环次数为电源模块的充放电循环次数的上限，且电源模块的电量使用至特定阈值后，人员对所述电源模块进行一次充电。
11.进一步的，所述电源模块最大循环次数的测试过程中还包括以下步骤：分别将电源模块置于不同温度下进行测试；每种温度下测试时，对待检测的电源模块进行循环测试，并记录电源模块累加的循环次数和循环容量保持率；计算循环容量保持率到达80%时，电源模块累加的循环次数，该循环次数即为特定温度下的电源模块最大循环次数。
12.进一步的，所述分别将电源模块置于不同温度下进行测试之后，将不同温度下电源模块的最大循环次数进行加权平均，得到电源模块最大循环次数。
13.进一步的，所述人员每日工作前需通过所述安全提示器内部认证模块的认证之前还包括以下步骤：通过安全提示器内部认证模块对人员的若干语音进行拾取；将拾取的若干语音信号进行傅里叶变换，根据傅里叶变换结果分别处理生成每个语音信号对应的灰度图像形式的语谱图；选取若干灰度图像形式的语谱图，并将若干灰度图像形式的语谱图划分为训练集及测试集；将训练集中的灰度图像形式的语谱图输入rbf神经网络模型进行训练，且通过测试集中的灰度图像形式的语谱图输入训练后的rbf神经网络模型，并计算rbf神经网络模型的识别率。
14.进一步的，所述计算rbf神经网络模型的识别率之后，若识别率的变化率小于预先设定的阈值，则依据训练后的rbf神经网络模型构建声纹识别模型，并通过声纹识别模型对人员进行认证。
15.进一步的，所述rbf神经网络模型的输出公式为：；其中，为第j个输出节点的实际输出，为隐含层到输出层的连接权值，为高
斯函数的方差，为第p个输入样本，为网络隐含层节点的中心，、及为非零自然数。
16.本发明的有益效果为：本发明解决了接地线挂接与拆除操作动作的采集，实现了预警的即时性，且本发明支持在现有接地线工器具上直接安装传感器实现存量接地线的安全化智能化。本发明的目的是通过研究动作传感装置采集接地线的挂接拆除动作，解决预警的时效性以及使预警达到被动提醒。通过对电源模块的使用寿命进行的预测并根据预测结果，精确的提出电源模块的循环次数，保证电源模块的正常使用，进而使本装置能够正常使用，且通过本发明改进的声纹认证的方式，提高了人员的认证准确度。
17.附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是根据本发明实施例的一种接地线状态预警装置结构示意图；图2是根据本发明实施例的一种接地线状态预警装置中接地线状态传感器的立体爆炸图；图3是根据本发明实施例的一种接地线状态预警装置中安全提示器附件的结构示意图；图4是根据本发明实施例的一种接地线状态预警装置的实施步骤图；图5是根据本发明实施例的一种接地线状态预警装置中接地线状态传感器的设计框图；图6是根据本发明实施例的一种接地线状态预警装置中接地桩状态传感器的设计设计框图；图7是根据本发明实施例的一种接地线状态预警装置中安全提示器的设计方案一的框图；图8是根据本发明实施例的一种接地线状态预警装置中安全提示器的设计方案二的框图；图9是数据应用示意图；图10是整体系统框图。
20.图中：1、接地线状态传感器；2、接地桩状态传感器；3、安全提示器；4、运动软针；5、工程塑料外壳；6、感应开关模块；7、电源模块；8、mcu通讯模块；9、可调底座；10、安全提示器附件；11、第一安装孔；12、第二安装孔。
21.具体实施方式
22.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参
考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
23.根据本发明的实施例，提供了一种接地线状态预警装置。现有技术方案存在时效问题及兼容问题，本发明主要研究操作动作的采集与预警判定触发的时效性，大大提高了自动检查安全预警的实用性，本发明通过兼容底坐可支持不同规格的接地线，可不用更换接地线挂钩即可实现安全防误的功能，整合现有资源提高资源利用率。
24.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-3及10所示，根据本发明实施例的接地线状态预警装置，包括接地线状态传感器1及接地桩状态传感器2，所述接地线状态传感器1及接地桩状态传感器2分别与安全提示器3连接；所述接地线状态传感器1包括工程塑料外壳5，所述工程塑料外壳5的内部依次设置有感应开关模块6、电源模块7及mcu通讯模块8；所述感应开关模块6的底端连接有运动软针4，且所述工程塑料外壳5的底端设置有可调底座9；所述接地线状态预警装置还包括与手机连接的安全提示器附件10；所述接地线状态传感器1、所述接地桩状态传感器2及安全提示器3完成接地线的状态预警，且判断所述接地线状态传感器1中所述电源模块7是否需要更换，同时人员每日工作前需通过所述安全提示器3内部认证模块的认证。
25.所述工程塑料外壳5的底部设置有若干第一安装孔11，所述可调底座9的侧壁上设置有若干与所述第一安装孔11相配合的第二安装孔12；所述安全提示器附件10通过otg接口供电的方式与所述手机连接。
26.接地线操作动作的采集传感装置即运动软针4，此结构设计柔韧、灵敏、轻盈，在导线挂接时，导线推动软针运动同时带动内部传感结构使动作信号被电路采集并应用。运动软针4内部设计为弹簧结构，可活动角度大于90度，在软针运动幅度巨大时且软针变形时也不是影响内部结构与电路。可调底座9针对存量的不同规格的接地线，可调底座9下卡扣一面是挂钩一面是顶丝，可支持不同厚度的接地线挂钩。上方预留第二安装孔12，支持需要传感器外伸的接地线，例如猴头型接地线可将传感器外伸不影响原有结构运行，调整距离达到精准动作判断的需要。发明中关键点还包含安全提示器附件10，本发明可通过手机进行安全提醒，以otg接口供电小巧便携即插即用。减少作业人员外出工作时要携带许多工具的麻烦。
27.其中，如图4所示，所述接地线状态传感器1、所述接地桩状态传感器2及安全提示器3完成接地线的状态预警还包括以下步骤：s1、接地线状态传感器1定时发送标识信息；s2、若挂接地线，则先挂接地桩，且挂接时触发开关，同时接地桩状态传感器2发出无线信号；s3、安全提示器3持续接收信号后并回复，若接地桩状态传感器2未收到回复，则会重发无线信号，重发次数最多5次；s4、安全提示器3根据收到的接地桩信息，程序记录该接地桩为待配对状态；s5、接地线挂接或拆除时，触发微动开关，同时发出无线信号，并重复步骤s3；s6、接收接地线数据并结合最近的待配对接地桩信息，组合查询线路信息、电压等级及操作任务信息等，判断本次操作是否合法，并进行语音提示；s7、安全提示器超时未收到接地线状态传感器1的标识信号，则判定人员离场，人
员离场时若未拆除接地线，则会提示告警。
28.接地线状态传感器1、接地桩状态传感器2及安全提示器3的产品设计框图如图5-8。其中，安全提示器3的设计方案一及方案二如图7和8。
29.所述判断所述接地线状态传感器1中所述电源模块7是否需要更换时，预先获得电源模块7最大循环次数，且若电源模块7实际使用时到达最大循环次数，则对电源模块7进行更换；其中，所述最大循环次数为电源模块7的充放电循环次数的上限，且电源模块7的电量使用至特定阈值后，人员对所述电源模块7进行一次充电。
30.所述电源模块7最大循环次数的测试过程中还包括以下步骤：分别将电源模块7置于不同温度下进行测试；每种温度下测试时，对待检测的电源模块7进行循环测试，并记录电源模块7累加的循环次数和循环容量保持率；计算循环容量保持率到达80%时，电源模块7累加的循环次数，该循环次数即为特定温度下的电源模块7最大循环次数。
31.所述分别将电源模块7置于不同温度下进行测试之后，将不同温度下电源模块7的最大循环次数进行加权平均，得到电源模块7最大循环次数。
32.其中，所述人员每日工作前需通过所述安全提示器3内部认证模块的认证之前还包括以下步骤：通过安全提示器3内部认证模块对人员的若干语音进行拾取；将拾取的若干语音信号进行傅里叶变换，根据傅里叶变换结果分别处理生成每个语音信号对应的灰度图像形式的语谱图；选取若干灰度图像形式的语谱图，并将若干灰度图像形式的语谱图划分为训练集及测试集；将训练集中的灰度图像形式的语谱图输入rbf神经网络模型进行训练，且通过测试集中的灰度图像形式的语谱图输入训练后的rbf神经网络模型，并计算rbf神经网络模型的识别率。
33.所述计算rbf神经网络模型的识别率之后，若识别率的变化率小于预先设定的阈值，则依据训练后的rbf神经网络模型构建声纹识别模型，并通过声纹识别模型对人员进行认证。
34.所述rbf神经网络模型的输出公式为：；其中，为第j个输出节点的实际输出，为隐含层到输出层的连接权值，为高斯函数的方差，为第p个输入样本，为网络隐含层节点的中心，、及为非零自然数。
35.本发明的功能有：1、挂接地桩时位置判断，接地桩挂接时通过任务数据与地桩编号进行对比，分析本地挂接位置是否正确并进行预警提醒；2、挂接地桩时电压等级判断，接地桩挂接时通过任务数据中线路电压等级与接地线信息中电压等级进行对比，分析是否有低电压接地线操作高电压线路的情况并进行预警
提醒；3、挂接时安全提醒，当操作无误，结合任务数据进行操作过程中的安全事项提醒；4、拆除时安全提醒，接地线拆除时，结合任务数据分析当前是否可拆并做出安全提醒；5、离场后接地线忘记拆除提示，人员完成检修工作后离开操作范围，若接地线还处在挂接状态且安全提示器无法接收到接地线传感器的信息，则安全提示器自动预警提醒接地线漏拆。
36.如图9所示，本发明的数据应用：根据接收的接地桩、接地线的信息，通过网络查询对应线路信息、电压等级、操作任务等信息，判断本次操作是否合法。并进行语音提示。若本次操作合法则进行安全提醒。
37.mcu：微控制器；tts：文字转语音模块；lowpowermanager：低功耗管理单元；nbiot：窄带物联网；otg：支持此功能的手机，其充电口可通过外接接头的电路变化实现往外供电和数据通讯。
38.综上所述，本发明解决了接地线挂接与拆除操作动作的采集，实现了预警的即时性，且本发明支持在现有接地线工器具上直接安装传感器实现存量接地线的安全化智能化。本发明的目的是通过研究动作传感装置采集接地线的挂接拆除动作，解决预警的时效性以及使预警达到被动提醒。通过对电源模块的使用寿命进行的预测并根据预测结果，精确的提出电源模块的循环次数，保证电源模块的正常使用，进而使本装置能够正常使用，且通过本发明改进的声纹认证的方式，提高了人员的认证准确度。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。