高压放电演示系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高压放电演示系统及方法，具体地说，涉及一种模拟高压环境下，安全距离不足时高压带电体对地放电的一种演示系统和方法。
【背景技术】
[0002]人与带电体、带电体与带电体、带电体与地面、带电体与其他设施之间需保持的最小距离，又称安全间距。安全距离应保证在各种可能的最大工作电压或过电压的作用下，不发生闪络放电，还应保证工作人员对电气设备巡视、操作、维护和检修时的绝对安全。安全距离既用于防止人体触及或过分接近带电体而发生触电，也用于防止车辆等物体碰撞或过分接近带电体以及带电体之间发生放电和短路而引起火灾和电气事故。
[0003]目前，大部分高压放电演示系统采用电容充放电进行演示，其存在电弧不能保持，从而无法模拟真实的电弧放电现象，而且电容还需设置完善的放电电路，以避免电容存在残余电荷造成的对人员放电事故。另外还有采用特斯拉进行放电演示的系统，但是由于特斯拉结构复杂，成本较高，而且占地面积比较大，需要特制设备才能观察放电演示。综上所述缺点，教学演示需要一种尽可能模拟现实的高压放电的方法及系统来说明安全距离的重要性
【发明内容】
[0004]本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种高压放电演示系统及方法，本发明能够真实的还原高压放电现象，使学员切身体会高压安全距离的重要性。
[0005]实现本发明目的采用的技术方案是一种高压放电演示系统，该系统包括:
[0006]触摸一体操作台；
[0007]调压器，与所述触摸一体操作台连接，用于根据触摸一体操作台输出的信号实现电压平滑输出；
[0008]升压变压器，与所述调压器连接，用于将调压器输出的电压进行升压；
[0009]模拟高压导线，与所述升压变压器连接，用于模拟实际工况下高压带电导线，所述模拟高压导线单相中间设有放电球；
[0010]拉弧装置，包括推杆以及设于推杆顶端的小球，推杆与所述触摸一体操作台连接，推杆根据触摸一体操作台输出的信号控制小球与放电球之间的距离；
[0011]吹弧装置，与所述触摸一体操作台连接，用于产生空气炮进行灭弧；以及
[0012]接地电阻，与所述小球连接。
[0013]在上述技术方案中，所述触摸一体操作台包括:
[0014]调节按钮，用于控制电源启、停，项目选择以及电压的升降信息；
[0015]PLC，用于根据所述调节按钮的控制信息输出对外部设备的控制信息；以及
[0016]触摸液晶屏，用于显示电源启、停，项目选择以及电压的升降信息。
[0017]在上述技术方案中，所述调压器三相调压器，输入接入市电400V，输出0-400V可调，实现电压平滑输出。
[0018]在上述技术方案中，所述升压变压器为0.4/10kV升压器，采用Y/Y接线形式。
[0019]在上述技术方案中，所述模拟高压导线包括直径为22mm的铜管以及热缩在铜管表面的绝缘管。
[0020]在上述技术方案中，所述吹弧装置为空气压缩机，当压缩完成之后通过PLC控制电磁阀的开合来控制空气炮进行灭弧。
[0021]在上述技术方案中，所述接地电阻为阻值可调的限流电阻。
[0022]此外，本发明还提供一种使用所述高压放电演示系统进行演示的方法，该方法包括以下步骤:
[0023](I)操作人员开启触摸一体操作台的电源，此时触摸屏点亮，显示系统参数；选择高压放电演示项目，旋动升压旋钮，此时调压器动作，触摸屏显示升压数值，达到系统演示所需电压；
[0024](2)升压变压器将调压器的电压上升至系统放电演示所需电压，并将电压加到模拟高压导线上面；
[0025](3)通过触摸一体操作台控制拉弧装置中的小球上升，当距离足够小时，模拟高压导线上的放电球和拉弧装置中的小球之间产生高压放电，通过控制拉弧装置中的小球增大放电球与小球之间的间隙，展示拉弧效果；
[0026](4)通过触摸一体操作台控制吹弧装置瞬间吹灭高压放电，达到灭弧的目的。
[0027]进一步地，通过调节放电电阻的阻抗值大小，调节高压放电效果。
[0028]本发明通过上述高压放电演示系统的方法，能够真实的还原高压放电现象，使学员切身体会高压安全距离的重要性，同时通过拉弧装置拉出的电弧，能够直观的观察电弧高温灼伤的危害性。本系统及方法效果直观，设备简单，方法新颖，教学培训效果良好。
【附图说明】
[0029]图1为本发明高压放电演示系统的结构框图。
[0030]图中，1-触摸一体操作台，2-调压器，3-升压变压器，4-模拟高压导线，5-拉弧装置，6-自动吹弧装置，7-放电电阻。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0032]如图1所示，本发明高压放电演示系统包括触摸一体操作台1、调压器2、升压变压器3、模拟高压导线4、拉弧装置5、自动吹弧装置6、放电电阻7，本发明模拟高压导线4用于模拟实际工况下高压带电导线，模拟高压导线4单相中间设有放电球。
[0033]触摸一体操作台包括:触摸液晶屏、调节按钮和PLC，调节按钮用于控制电源启、停，项目选择以及电压的升降信息；PLC用于根据所述调节按钮的控制信息输出对外部设备的控制信息；触摸液晶屏用于显示电源启、停，项目选择以及电压的升降信息。
[0034]触摸一体操作台I分别与调压器2、拉弧装置5和自动吹弧装置6连接，本实施例所用调压器2为三相调压器，输入接入市电400V，采用漏电保护器进行保护，输出0-400V可调，实现电压平滑输出，调压器容量和系统电弧放电时容量相匹配。三相调压器采用减速电机实现自动控制，限位开关接入PLC进行控制，实现自动调节电压的可控性。调压器2与触摸一体操作台I连接，触摸一体操作台输出的信号控制调压器2实现电压平滑输出本实施例所用拉弧装置5包括推杆以及设于推杆顶端的小球，推杆和小球之间采用绝缘管进行连接，推杆与触摸一体操作台I连接，触摸一体操作台I输出信号控制推杆向上或者向下以实现控制小球与放电球之间的距离；此外，小球与放电电阻7 (接地电阻)连接，用于限制放电现象产生时的电流值