一种电气线路故障体感模型的制作方法

1.本实用新型属于体感模型技术领域，具体涉及一种电气线路故障体感模型。


背景技术：

2.现阶段对新员工及转岗员工的电气安全教育培训仅仅从理论和实地参观为主，没有呈现已发生安全事故伤害结果的实物体现，也没有视觉效果，从而以接近现实、直观震撼的教育方式体现工作环境及作业岗位上的风险，不能达到让员工深刻感受到事故的危害性，难以有效提升员工避免伤害的能力和安全操作的意识。
3.基于上述电气安全教育培训中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种电气线路故障体感模型，旨在解决现有电气线路安全实地教育的问题。
5.本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，体感模型包括电气线路过负荷体感模型和倒闸操作体感模型；电气线路过负荷体感模型和倒闸操作体感模型通过开关连接同一共用电源；电气线路过负荷体感模型包括第一开关、单相调压器、隔离变压器、电流表以及模拟电线路；单相调压器通过导线与第一开关连接，隔离变压器通过导线与单相调压器连接，隔离变压器还通过导线与电流表连接，从而形成整体的闭合回路；模拟电线路串联在隔离变压器和电流表之间形成的闭合试验线路上。
6.进一步地，倒闸操作体感模型包括第二开关、控制回路开关、隔离刀闸以及模拟负载；第二开关的第一侧通过零线直接与隔离刀闸一端的零线端子连接，第二开关的第二侧通过火线与控制回路开关一端连接，控制回路开关另一端通过火线与隔离刀闸一端的火线端子连接；隔离刀闸另一端通过火线和零件分别连接模拟负载的正极或负极。
7.进一步地，模拟负载包括加热器、第一负载灯炮以及第二负载灯炮；加热器、第一负载灯炮以及第二负载灯炮分别并联设置。
8.进一步地，第一开关和/或第二开关分别为断路器，断路器能够用于连接v电源。
9.进一步地，单相调压器为单相自耦调压器，单相自耦调压器能够调节~v之间输出电压；和/或，单相调压器内的线圈平均温升限值为℃。
10.进一步地，隔离变压器设置于单相调压器和模拟电线路之间，隔离变压器用于电气隔离；和/或，隔离变压器的额定容量和电压均不得超过kva；和/或，隔离变压器的空载交流电压不得超过v；隔离变压器用于将单相调压器的输出电压调节为~v电压。
11.进一步地，共用电源为0~220v交流试验电源。
12.本实用新型提供的方案具有如下技术效果：
13.第一、本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，通过一个模型设计两个系统，呈现四种现象，更全面直观反应电气事故模拟状态；
14.第二、本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，模型采用安全电压，结构简单、性能优异、工作稳定；
15.第三、本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，制作成本低，利用通用电气元件制作；
16.第四、本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，通过模型让受训者在观看、参与、体验的过程中，有效地把“听、看、做”思维与行动结合在一起，使其对安全事故的危险性和引发的后果有更深入的了解，从感性上触动对安全重要性的认识，从而提高员工对安全事故的防范意识和自觉遵守规程杜绝违章事件的发生。
附图说明
17.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
18.以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：
19.图1 为本实用新型一种电气线路故障体感模型示意图；
20.图2 为本实用新型一种电气线路故障体感模型原理图。
21.图中：1、第一开关；2、单相调压器；3、隔离变压器；4、电流表；5、模拟电线路；6、第二开关；7、控制回路开关；8、隔离刀闸；9、加热器；10、第一负载灯炮；11、第二负载灯炮。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
23.如图 1至图2所示，本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，其中体感模型包括电气线路过负荷体感模型和倒闸操作体感模型；具体地，电气线路过负荷体感模型和倒闸操作体感模型通过开关连接同一共用电源；电气线路过负荷体感模型包括第一开关1、单相调压器2、隔离变压器3、电流表4以及模拟电线路5；单相调压器2通过导线与第一开关1连接，隔离变压器3通过导线与单相调压器2连接，隔离变压器3还通过导线与电流表4连接，从而形成整体的闭合回路；模拟电线路5串联在隔离变压器3和电流表4之间形成的闭合试验线路上；具体地，共用电源为0~220v交流试验电源；电流表4为交流电流表，在体感模型中串联在试验线路中，作为试验过程中监控电流，以避免操作过程中试验电流过大，对人身和设备造成伤害；模拟电线路5选用满足试验载流量要求的试验导线，通过试验装置的任意调节，呈现在不同试验状态下，模拟线路出现的绝缘损伤，导线因严重过负荷导致的线路绝缘烧毁，线路短路以致引发火灾等直观体感现象。
24.优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，倒闸操作体感模型包括第二开关6、控制回路开关7、隔离刀闸8以及模拟负载；第二开关6的第一侧通过零线直接与隔离刀闸8一端的零线端子连接，第二开关6的第二侧通过火线与控制回路开关7一端连接，控制回路开关7另一端通过火线与隔离刀闸8一端的火线端子连接；隔离刀闸8另一端通过火线和零件分别连接模拟负载的正极或负极。
25.优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，模拟负载包括加热器9、第一负载灯炮10以及第二负载灯炮11；具体地，加热器9、第一负载灯炮10以及第二负载灯炮11分别并联设置，即各个模拟负载分别独立并联连接在隔离刀闸8的零线和火线上。
26.优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，第一开关1和/或第二开关6分别为断路器，断路器能够用于连接220v电源；进一步地，第二开关6可采用双极空气开关；隔离刀闸8采用双极隔离刀闸，在技术保障方面利用单、双极空气开关作为电源保护装置，利用双极隔离刀闸作为错误倒闸操作下产生电弧的观测点，利用刀闸灭弧格栅灭弧。
27.优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，单相调压器2为单相自耦调压器，单相自耦调压器能够调节0~250v之间输出电压；进一步地，单相调压器2内的线圈平均温升限值为60℃；具体地，单相自耦调压器的输入和输出是共用一组线圈，借助于手轮主轴和刷架的作用，通过手轮的转动调节来改变输出匝数比，从而使输出电压具备平滑地从0~250v之间可以任意调节功能；同时该调压器绝缘等级为a ，线圈平均温升限值为60℃，具有允许短时间过载能力，所以完全可以满足在不同试验条件下的电压调节要求。
28.优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，隔离变压器3设置于单相调压器2和模拟电线路5之间，隔离变压器3用于电气隔离；进一步地，隔离变压器3的额定容量和电压均不得超过25kva；进一步地，隔离变压器3的空载交流电压不得超过1000v；隔离变压器3用于将单相调压器2的输出电压调节为0~36v电压；进一步地，隔离变压器：本体感模型中使用的隔离变压器是作为电气隔离用的，实质是将接地电网转换成在一定很小的不接地电网，隔离变压器一次侧与单相调压器输出侧连接，二次侧供电给范围极小的小容量试验电气设备，在正常情况下由于市电n线（或pen线）是直接接地的，如隔离变压器二次侧发生触电现象，那触电电流只能沿线路对地绝缘电阻和分布电容构成回路，电流很小，触电者被电击危险性可以得到控制。同时试验所用隔离变压器的额定容量和电压均满足容量不得超过25kva和空载交流电压不得超过1000v的安全规定要求，在试验过程中完全可以保证试验者的人身安全。
29.优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，隔离变压器3 采用jmb/200va控制隔离变压器；电流表4采用6l2/5a交流电流表；第一开关1采用10a双极空气开关作为电源端保护，利用交流单相调压器、控制隔离变压器，负荷线路组成模拟闭合回路，根据试验参数要求可任意调节电流、电压以满足在不同过负荷状态下线路绝缘损伤、线路断路以及电气火灾等直观试验场景，同时通过加装限流监控电流表，以保证体感模型电气元器件在额定容量下工作，确保培训过程中的人身和设备安全。
30.本实用新型提供的电气线路故障体感模型方案中，电气线路过负荷体感模型具体操作过程及原理如下：
31.在试验用单相调压器2的一次侧接入0~220v交流试验电源，单相调压器2输出端与隔离变压器3一次侧相连接，隔离变压器3二次侧接入模拟电线路5和电流表4，试验过程中利用单相调压器2能任意平滑调节输出0~250v的特性，在隔离变压器3一次侧在通入一定值电压后，在二次0~36v电压间感应出相应值，通过试验闭合回路，从而实现低电压，大电流的模拟控制线路，以满足在不同试验电压条件下体感模型所呈现的过负荷现象，体感现象操作简单、直观安全；
32.具体操作步骤：
33.s1：合上电源侧的第一开关；
34.s2：调节单向调压器；
35.s3：观察电源表的负荷；
36.具体可得到三种模拟现象：线路绝缘损伤、线路发热断线、电气火灾的发生。
37.具体地，本实用新型提供的方案中，倒闸操作体感模型所要呈现的操作为正确倒闸步骤以及在错误的倒闸操作方式下隔离刀闸8在接触瞬间产生的弧光放电现象原理如下：
38.倒闸操作体感模型利用自动断路器模拟负载侧第二开关6，双极胶木隔离刀闸作为负荷侧的隔离刀闸8，根据直观视角场景要求选用合适容量的用电设备作为试验时产生弧光大小控制负载。正确送电操作顺序为母线侧隔离开关、负荷侧的隔离刀闸8、第二开关6，停电操作顺序与此相反；由于第二开关6为自动断路器，具有灭弧功能，所以在正确的停、送电操作模式下产生的弧光闪络被灭弧装置有效分解，如当试验过程采用错误的停、送电顺序时，由于隔离刀闸8不具灭弧功能，所以隔离刀闸8在送电接带负荷加热器9以及带负荷拉隔离刀闸8的瞬间，都会在刀口出现非常明显的弧光闪络现象，强烈的高温弧光不但会导致设备绝缘损伤，线路相间短路，严重的将会对操作者身体造成极大的伤害；其中：
39.模拟事故操作步骤如下：
40.s10：合上电源侧第二开关；
41.s20：合上隔离刀闸；
42.s30：带负荷拉合闸产生强烈电弧光。
43.模拟正确操作步骤如下：
44.s100：合上隔离刀闸；
45.s200：合上电源侧第二开关；
46.s300：正确操作无电弧光。
47.本实用新型提供的方案具有如下技术效果：
48.第一、本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，通过一个模型设计两个系统，呈现四种现象，更全面直观反应电气事故模拟状态；
49.第二、本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，模型采用安全电压，结构简单、性能优异、工作稳定；
50.第三、本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，制作成本低，利用通用电气元件制作；
51.第四、本实用新型提供一种电气线路故障体感模型，通过模型让受训者在观看、参与、体验的过程中，有效地把“听、看、做”思维与行动结合在一起，使其对安全事故的危险性和引发的后果有更深入的了解，从感性上触动对安全重要性的认识，从而提高员工对安全事故的防范意识和自觉遵守规程杜绝违章事件的发生。
52.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。