瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的制作方法

1.本发明涉及电力系统变电仿真培训领域，具体的说，涉及了一种瓷瓶裂纹缺陷模拟装置和瓷瓶裂纹缺陷模拟系统。


背景技术：

2.电网运行作为电力行业的重要专业之一，电网运行人员的专业素质和业务水平直接关系到电网的安全稳定，电网运行人员的培训也一直备受重视，在所有工种的培训工作中占有较大比重。为了提高电网运行人员的专业技能，拟建设全息高仿真实训用变电站，采用一次设备高仿真模型的创新方式，建设包含现场各类一次设备的高仿真模型和实际设备，模型采用与现场一次设备完全一致的外观和布置方式；可实现一次设备的巡视、操作、各类异常及事故处理处理等培训功能。
3.在电网长期运行过程中，瓷瓶绝缘子出现裂纹故障是非常常见的，这就要求电网运行人员不定时地对运行中的绝缘子进行巡视工作。有很多因素会造成瓷瓶绝缘子出现裂纹损坏，（1）安装过程中，承受了过大的电压应力；（2）气候骤冷骤热，瓷瓶内部热胀冷缩产生应力，或者受冰雹等击伤击碎；（3）因污秽发生闪络事故，或者雷雨天出现表面放电现象而损坏；（4）系统过电压运行时，由于绝缘强度或机械强度不够而损坏。
4.为了便于让电网运行人员在培训过程中，对变电站瓷瓶绝缘子的巡视工作有更加直观的感受，以便提高突发故障的应对能力；本发明以全息高仿真智慧变电站为培训平台，提供了一种瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的仿真方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种仿真多种绝缘子裂纹、为运维人员提供直观感受、结合虚拟仿真场景提升培训效果的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置和瓷瓶裂纹缺陷模拟系统。
6.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，包括绝缘子3d仿真模型，所述绝缘子3d仿真模型为空心结构，所述绝缘子3d仿真模型上设置有至少一个仿真裂纹，所述仿真裂纹贯通绝缘子3d仿真模型，所述空心结构中安装有远程可控开关的led灯带。
7.基上所述，所述绝缘子3d仿真模型上沿周向设置有若干不同类型的仿真裂纹。
8.基上所述，每一条灯带对应一条仿真裂纹安装，所述灯带沿仿真裂纹的内端缝隙布置，所述灯带通过胶粘的方式固定在绝缘子3d仿真模型的内侧壁上。
9.基上所述，还包括一转动底座，所述转动底座包括减速电机、齿轮系、转盘和基座，所述减速电机通过齿轮系驱动转盘转动，所述基座固定于转盘的中心处，所述绝缘子3d仿真模型竖向的卡装在所述基座上。
10.基上所述，所述绝缘子3d仿真模型的底部对应每一条仿真裂纹设置有一个位置传感器，所述转动底座上安装有一个不随转盘转动的位置探测器和控制器，所述控制器分别
与位置探测器、位置传感器和减速电机连接，根据位置探测器的检测信号，控制减速电机的运行状态。
11.基上所述，所述绝缘子3d仿真模型的空心结构中安装有横截面呈放射状的挡光组件，所述挡光组件的各条边与绝缘子3d仿真模型的内侧壁密封固定，相邻两条边合围成的空腔中有且仅有一条仿真裂纹。
12.基上所述，所述绝缘子3d仿真模型为不锈钢材质。
13.基上所述，所述绝缘子3d仿真模型的外侧面设置有亮光的黑漆面。
14.一种瓷瓶裂纹缺陷模拟系统，包括所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置和虚拟仿真系统，所述虚拟仿真系统用于模拟出能够使绝缘子产生裂纹的多种不同因素的虚拟场景，同时将对应场景的信息发送至瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的控制端，控制端根据接收到的信息控制转盘转动，使相对应场景的仿真裂纹转动至观察视角，并将该仿真裂纹内的灯带点亮。
15.基上所述，所述的虚拟仿真系统为混合现实的虚拟仿真场景，所述绝缘子3d仿真模型安装于虚拟仿真场景中的虚拟环境中。
16.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明基于3d打印技术，通过计算机建模生成绝缘子3d仿真模型，中心处设置成空心结构，仿真过程中直线生成仿真裂纹，并在空心结构中安装灯带，灯带点亮，仿真裂缝处透出光亮，向参与培训的运维人员直观的展示出仿真裂纹的造型，且在同一个绝缘子3d仿真模型上，可以集成各种不同原因导致的仿真裂纹的形态，可通过一个模型完成多种仿真裂纹的学习。
17.进一步的，为了提升效果，避免相互干扰，灯带贴在相应的仿真裂纹处，防止光线向其它方向发射，还可以通过挡光组件，将不同仿真缝隙之间的空间隔开。
18.进一步的，为了便于培训人员观察，不轻易手动挪动仿真模型，避免模型损坏，设置转动底座，能够托举仿真模型转动，将不同的仿真裂纹呈现在观察位置。
19.进一步的，转动底座上安装位置传感器，培训者手持的操作端可以操控想要看的裂纹，转动底座将相应的裂纹转动至观察位置处。
20.进一步的，为了提升培训效果，构建虚拟仿真场景，将瓷瓶裂纹缺陷模拟装置放置在虚拟仿真场景中的相应位置，配合虚拟场景下的动画效果，构建出导致裂纹出现的多种不同场景，展示出不同裂纹，与场景相配合，让培训者记忆更深刻。
附图说明
21.图1是本发明中瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的整体结构示意图。
22.图2是本发明中瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的内部结构示意图。
23.图3是本发明中瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的俯视图。
24.图4是本发明实施例2中带有转动底座的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的整体结构示意图。
25.图中：1.绝缘子3d仿真模型；2.仿真裂纹；3.灯带；4.挡光组件；5.减速电机；6.齿轮系；7.转盘；8.基座；9.位置传感器；10.位置探测器；11.控制器。
具体实施方式
26.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。
27.实施例1如图1-图3所示，一种瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，包括绝缘子3d仿真模型1，所述绝缘子3d仿真模型为不锈钢材质，所述绝缘子3d仿真模型的外侧面设置有亮光的黑漆面。
28.所述绝缘子3d仿真模型1为空心结构，所述绝缘子3d仿真模型1上设置有若干个仿真裂纹2，所述仿真裂纹2贯通绝缘子3d仿真模型1，所述空心结构中安装有远程可控开关的led灯带3。
29.其中，若干不同类型的仿真裂纹2沿周向布置，每一条灯带3对应一条仿真裂纹2安装，所述灯带沿仿真裂纹的内端缝隙布置，所述灯带通过胶粘的方式固定在绝缘子3d仿真模型的内侧壁上，为了进一步的防止仿真裂纹之间漏光，所述绝缘子3d仿真模型1的空心结构中安装有横截面呈放射状的挡光组件4，所述挡光组件的各条边与绝缘子3d仿真模型的内侧壁密封固定，相邻两条边合围成的空腔中有且仅有一条仿真裂纹。
30.实施例2如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于：还包括一转动底座，所述转动底座包括减速电机5、齿轮系6、转盘7和基座8，所述减速电机5通过齿轮系6驱动转盘7转动，所述基座8固定于转盘7的中心处，所述绝缘子3d仿真模型1竖向的卡装在所述基座8上，通过转动，可以将不同的仿真裂纹展示在观察位置处，供培训者查看，可避免频繁手动操作仿真模型，导致损坏。
31.进一步的，为了提升智能化程度，所述绝缘子3d仿真模型1的底部对应每一条仿真裂纹设置有一个位置传感器9，所述转动底座上安装有一个不随转盘转动的位置探测器10和控制器11，所述控制器11分别与位置探测器10、位置传感器9和减速电机5连接，根据位置探测器9的检测信号，控制减速电机5的运行状态，这种结构下，控制器中集成了若干种场景选择程序，终端体现为按钮，通过按钮控制，可以将特定场景的选择，体现为相应仿真裂纹的展示信息，使控制器发出指令，操作减速电机将特定的仿真裂纹转动到观察位置的同时，点亮仿真裂纹对应的灯带。
32.实施例3一种瓷瓶裂纹缺陷模拟系统，包括所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置和虚拟仿真系统，所述虚拟仿真系统用于模拟出能够使绝缘子产生裂纹的多种不同因素的虚拟场景，同时将对应场景的信息发送至瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的控制端，控制端根据接收到的信息控制转盘转动，使相对应场景的仿真裂纹转动至观察视角，并将该仿真裂纹内的灯带点亮。
33.所述的虚拟仿真系统为混合现实的虚拟仿真场景，所述绝缘子3d仿真模型安装于虚拟仿真场景中的虚拟环境中。
34.该实施例中，采用的是沉浸式的仿真体验环境，通过虚拟混合现实场景，搭建以绝缘子3d仿真模型为核心的不同场景，通过动画效果的演示，配合绝缘子3d仿真模型的动作和相应仿真裂纹的呈现，促进培训者的受培训效果，增加印象。
35.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。

技术特征：
1.一种瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，其特征在于：包括绝缘子3d仿真模型，所述绝缘子3d仿真模型为空心结构，所述绝缘子3d仿真模型上设置有至少一个仿真裂纹，所述仿真裂纹贯通绝缘子3d仿真模型，所述空心结构中安装有远程可控开关的led灯带。2.根据权利要求1所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，其特征在于：所述绝缘子3d仿真模型上沿周向设置有若干不同类型的仿真裂纹。3.根据权利要求1或2所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，其特征在于：每一条灯带对应一条仿真裂纹安装，所述灯带沿仿真裂纹的内端缝隙布置，所述灯带通过胶粘的方式固定在绝缘子3d仿真模型的内侧壁上。4.根据权利要求3所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，其特征在于：还包括一转动底座，所述转动底座包括减速电机、齿轮系、转盘和基座，所述减速电机通过齿轮系驱动转盘转动，所述基座固定于转盘的中心处，所述绝缘子3d仿真模型竖向的卡装在所述基座上。5.根据权利要求4所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，其特征在于：所述绝缘子3d仿真模型的底部对应每一条仿真裂纹设置有一个位置传感器，所述转动底座上安装有一个不随转盘转动的位置探测器和控制器，所述控制器分别与位置探测器、位置传感器和减速电机连接，根据位置探测器的检测信号，控制减速电机的运行状态。6.根据权利要求4所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，其特征在于：所述绝缘子3d仿真模型的空心结构中安装有横截面呈放射状的挡光组件，所述挡光组件的各条边与绝缘子3d仿真模型的内侧壁密封固定，相邻两条边合围成的空腔中有且仅有一条仿真裂纹。7.根据权利要求6所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，其特征在于：所述绝缘子3d仿真模型为不锈钢材质，所述绝缘子3d仿真模型的外侧面设置有亮光的黑漆面。8.一种瓷瓶裂纹缺陷模拟系统，其特征在于：包括权利要求4-7任一项所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟装置和虚拟仿真系统，所述虚拟仿真系统用于模拟出能够使绝缘子产生裂纹的多种不同因素的虚拟场景，同时将对应场景的信息发送至瓷瓶裂纹缺陷模拟装置的控制端，控制端根据接收到的信息控制转盘转动，使相对应场景的仿真裂纹转动至观察视角，并将该仿真裂纹内的灯带点亮。9.根据权利要求8所述的瓷瓶裂纹缺陷模拟系统，其特征在于：所述的虚拟仿真系统为混合现实的虚拟仿真场景，所述绝缘子3d仿真模型安装于虚拟仿真场景中的虚拟环境中。

技术总结
本发明提供了一种瓷瓶裂纹缺陷模拟装置，包括绝缘子3D仿真模型，所述绝缘子3D仿真模型为空心结构，所述绝缘子3D仿真模型上设置有至少一个仿真裂纹，所述仿真裂纹贯通绝缘子3D仿真模型，所述空心结构中安装有远程可控开关的LED灯带。该瓷瓶裂纹缺陷模拟装置能够仿真各种不同种类的绝缘子裂纹，供运行巡检人员得到良好的培训效果。良好的培训效果。良好的培训效果。


技术研发人员：李世倩 査显光 任罡 胡晓丽 季宁 刘旻超 秦雪 孙吕祎 朱向军 韦国锋
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司技能培训中心
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2022/3/8