CN104464465A - 一种高压跨步电压体感设备及其使用方法 - Google Patents

一种高压跨步电压体感设备及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压跨步电压体感设备，其特征在于：包括控制和调节设备中各部件参数的控制系统、设有等电位圈的模拟地面、检测人在模拟地面上行走脚印的脚印感应装置、使学员体验跨步电压和接触电压的模拟触电装置、显示学员的行走轨迹及所触发的高压跨步电压的电压值和在学员触发高压跨步电压时发出警告声的演示装置。该体感设备使学员能够更好地学习如何安全地在高压跨步电压电场区域内行走、逃生，并在安全的前提下直观地体验在高压跨步电压电场区域内的不规范操作可能带来的危害，以获得更好的培训效果。

Description

一种高压跨步电压体感设备及其使用方法
技术领域
本发明专利属于电力系统教育器材领域，具体涉及一种跨步电压体感设备及其使用方法。
背景技术
高压电气设备或电力线路意外接地时，其周围会形成一个以接地点为中心的高压跨步电压电场区域，人走近该电场区域是，两脚之间形成跨步电压，当跨步电压达到40V-50V时即有触电危险。跨步电压还会使人摔倒或将人引向接地点，以致发生触电死亡事故。
传统的电力安全培训关于跨步电压的部分多是通过视频教学或实际操作时的言传口授，学员无法直观体会到跨步电压的危害，培训效果较为一般。如公开(公告)号：203552553U中公开的电力线路跨步电压体感装置，以较为直观的方式用假人演示了跨步电压，但其与传统的视频教学并无本质不同，教学效果还有较大提升空间。
发明专利内容
本发明专利的目的是针对现有技术的不足，提供一种操作直观、培训效果好的高压跨步电压体感设备及其使用方法。
本发明专利采用如下技术方案：一种高压跨步电压体感设备，其特征在于：包括控制系统、模拟地面、脚印感应装置、模拟触电装置和演示装置，其中所述的控制系统包括参数设定模块和电压计算模块，所述的控制系统与模拟地面、脚印感应装置、模拟触电装置电连接；所述的模拟地面上设有高压导线落地点，以该落地点为中心标示有等电位圈；所述的脚印感应装置布置在模拟地面上，用以检测人在模拟地面上行走时两脚与模拟地面接触点的数据，并将数据传送至控制系统的电压计算模块；所述的模拟触电装置与控制系统中的电压计算模块电连接并安装在学员身上；所述的演示装置与控制系统中的电压计算模块电连接，包括显示屏和音箱。
进一步的，所述的模拟地面上层为钢化玻璃，下层采用厚度为15-20mm的抗倍特板，模拟地面的底座为钢架结构。
进一步的，所述的模拟地面的抗倍特板上刻有用以安装LED灯带的凹槽，LED灯带的安装位置与模拟地面上标示的等电位圈相对应。
进一步的，所述的脚印感应装置包括检测学员两脚所在位置的红外漫反射开关。
进一步的，还包括模拟杆塔，所述的模拟杆塔上设有绝缘子、高压导线和用以判断学员是否触碰模拟杆塔的接触感应器，所述的高压导线从绝缘子处下垂并在模拟地面上的高压导线落地点与模拟地面连接，所述的接触感应器与控制系统中的电压计算模块电连接。
进一步的，所述的演示装置中的显示屏包括显示学员所触发的高压跨步电压值和接触电压值的LED显示屏、显示学员在模拟地面内行走轨迹的投影设备。
一种高压跨步电压体感设备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：在控制系统的参数设定模块中设定好各部件的参数；学员进入模拟地面进行模拟高压跨步电压电场区域的体验，此时，脚印感应装置收集学员两脚所在的位置的信息，并将所获得的信息传送至控制系统中的电压计算模块和演示装置；控制系统中的电压计算模块根据来自脚印感应装置的信息计算学员与高压导线落地点之间的距离、学员两脚之间的横向距离和纵向距离，并依此计算出学员所触发的高压跨步电压值；控制系统中的电压计算模块将学员所触发的高压跨步电压值传送至演示装置，演示装置的显示屏显示学员所触发的高压跨步电压和学员在模拟地面上行走的轨迹，演示装置中的音箱播放警报声；控制系统中的电压计算模块将学员所触发的高压跨步电压值等比例缩小至安全电压以下，获得模拟跨步电压值，并将模拟跨步电压值的信息传送至模拟触电装置；模拟触电装置向学员施加模拟跨步电压，使学员体验模拟跨步电压。
进一步的，控制系统中的参数设定模块所设定的参数包括接地的高压导线的电压值、安全电压限值、演示系统中音箱的音量和警报声的播放频率。
进一步的，学员在模拟地面内采用单脚跳跃或者双脚并拢跳跃的行走方式时，所触发的高压跨步电压值为0，所体验的模拟跨步电压值为0，即不产生触电感觉；当学员采取一般行走方式时，触发高压跨步电压，并体验的模拟跨步电压，学员的步幅大小与所触发的高压跨步电压值的大小正相关，学员与导线落地点之间距离与所触发的高压跨步电压值的大小负相关，学员触发的高压跨步电压值的大小与学员所体验的模拟跨步电压值的大小正相关。
进一步的，还包括设置在模拟杆塔上、与控制系统中的电压计算模块电连接的接触感应器，所述的接触感应器用以判断学员是否触碰到模拟杆塔，若学员在模拟地面上行走的过程中触碰到模拟杆塔，则控制系统控制模拟触电装置向学员施加模拟触碰电压，所述的模拟触碰电压值小于安全电压值。
由上述对本发明专利的描述可知，与现有技术相比，本发明专利可取得的有益效果是：
使学员能够更好地学习如何安全地在高压跨步电压电场区域内行走、逃生，并在安全的前提下直观地体验在高压跨步电压电场区域内的不规范操作可能带来的危害，以获得更好的培训效果。
附图说明
图1是本发明专利中模拟地面和脚印感应装置的示意图。
图2是本发明专利中一种高压跨步电压体感设备的操作流程图。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本高压跨步电压体感设备作进一步的详细说明。
本实施例的整体结构参见图1所示。该高压跨步电压体感设备包括控制系统10、模拟地面20、脚印感应装置30、模拟触电装置40、演示装置50和模拟杆塔60。
控制系统10与模拟地面20、脚印感应装置30、模拟触电装置40、演示装置50和模拟杆塔60电连接，用以控制设备的电源开关、调节设定设备中各个部分的参数、收集和处理来自脚印感应装置30的信息，判断人在模拟地面上行走时是否触发高压跨步电压、是否由于接触模拟杆塔60而触发接触电压，并将处理结果输送至模拟触电装置40执行，控制系统10包括参数设定模块11和电压计算模块12。
模拟地面20的上层为厚度为10mm的钢化玻璃21，下层为厚度为18mm抗倍特板22，模拟底面采用钢架23支撑，钢化玻璃21上喷涂有以落地点12为中心的等电位圈24，抗倍特板22上刻有用以安装指示等电位圈24的LED灯带25凹槽，模拟地面20上设有高压导线的落地点26.
脚印感应装置30包括均匀布置在模拟地面20的抗倍特板22下方的多个红外漫反射开关31，这些红外漫反射开关31用以检测学员在模拟地面20上行走时和落地点13之间的距离和两脚之间的横向距离及纵向距离，并将收集到的信息传送至控制系统10中的电压计算模块12。
模拟触电装置40包括安装在学员脚上的跨步电压模拟装置41和安装在学员手上的接触电压模拟装置42。当学员在模拟地面20上跨步行走时，触发高压跨步电压，控制系统10中的电压计算模块计算学员所触发的高压跨步电压及模拟跨步电压，跨步电压模拟装置41向学员施加模拟跨步电压；当学员身体或手触碰到模拟杆塔60时，触发接触电压，接触电压模拟装置42使学员体验模拟接触电压。
演示装置50包括实时显示学员所触发的高压跨步电压值及接触电压值的LED显示屏51、实时显示学员的行走轨迹的投影设备52、在学员触发高压跨步电压或接触电压时发出警报声的音箱53，学员所触发的电压值越高，则音箱53发出的警报声越大。
模拟杆塔60上有绝缘子61，高压导线62从绝缘子61上悬垂下来，高压导线62在落地点26上与模拟地面20接触导通，模拟杆塔60上还设有触碰感应器63，用以判断学员在模拟地面20内行走时是否触碰模拟杆塔60。
以下为本实施例中高压跨步电压体感设备的使用步骤，操作流程参见图2。
1、培训教师检查并确认设备安全可靠。
2、培训教师打开设备的电源开关，在控制系统10的参数设定模块12中设定好各部件的参数，需要设定的参数包括接地的高压导线的电压值、安全电压限值、演示系统中音箱的音量和警报声的播放频率。
3、学员进入模拟地面20行走，脚印感应装置30收集学员两脚所在的位置的信息，并将所获得的信息传送至控制系统中的电压计算模块和演示装置。
4、控制系统10中的电压计算模块12根据来自脚印感应装置30的信息计算学员与高压导线落地点26之间的距离、学员两脚之间的横向距离和纵向距离，并依此计算出学员所触发的高压跨步电压值，学员在模拟地面内采用单脚跳跃或者双脚并拢跳跃的行走方式时，所触发的高压跨步电压值为0，所体验的模拟跨步电压值为0，即不产生触电感觉；当学员采取一般行走方式时，触发高压跨步电压，并体验的模拟跨步电压，学员的步幅大小与所触发的高压跨步电压值的大小正相关，学员与导线落地点之间距离与所触发的高压跨步电压值的大小负相关，学员触发的高压跨步电压值的大小与学员所体验的模拟跨步电压值的大小正相关。
5、控制系统10中的电压计算模块12将学员所触发的高压跨步电压值传送至演示装置50，演示装置50的LED显示屏51显示学员所触发的高压跨步电压，投影设备52显示学员在模拟地面上行走的轨迹，音箱52播放警报声。
6、控制系统10中的电压计算模块12将学员所触发的高压跨步电压值等比例缩小至安全电压以下，获得模拟跨步电压值，并将模拟跨步电压值的信息传送至模拟触电装置40
7、触电模拟装置40中的跨步电压模拟装置41向学员施加模拟跨步电压。
8、设置在模拟杆塔60上的接触感应器63判断学员是否触碰到模拟杆塔，并将信息传送到控制系统10的电压计算模块12上。
9、若学员在模拟地面20上行走的过程中触碰到模拟杆塔60，则控制系统10控制模拟触电装置40中的接触电压模拟装置42向学员施加模拟触碰电压，所述的模拟触碰电压值小于安全电压值。
10、学员体验完成后退出模拟地面20，教师关停高压跨步电压体感设备。
上述仅为本发明专利的一个具体实施方式，但本发明专利的涉及构想并不局限于此，凡利用此构思对本发明专利进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明专利保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种高压跨步电压体感设备，其特征在于：包括控制系统、模拟地面、脚印感应装置、模拟触电装置和演示装置，其中
所述的控制系统包括参数设定模块和电压计算模块，所述的控制系统与模拟地面、脚印感应装置、模拟触电装置电连接；
所述的模拟地面上设有高压导线落地点，以该落地点为中心标示有等电位圈；
所述的脚印感应装置布置在模拟地面上，用以检测人在模拟地面上行走时两脚与模拟地面接触点的数据，并将数据传送至控制系统的电压计算模块；
所述的模拟触电装置与控制系统中的电压计算模块电连接并安装在学员身上；
所述的演示装置与控制系统中的电压计算模块电连接，包括显示屏和音箱。
2.根据权利要求1所述的一种高压跨步电压体感设备，其特征在于：所述的模拟地面上层为钢化玻璃，下层采用厚度为15-20mm的抗倍特板，模拟地面的底座为钢架结构。
3.根据权利要求2所述的一种高压跨步电压体感设备，其特征在于：所述的模拟地面的抗倍特板上刻有用以安装LED灯带的凹槽，LED灯带的安装位置与模拟地面上标示的等电位圈相对应。
4.根据权利要求1所述的一种高压跨步电压体感设备，其特征在于：所述的脚印感应装置包括检测学员两脚所在位置的红外漫反射开关。
5.根据权利要求1所述的一种高压跨步电压体感设备，其特征在于：还包括模拟杆塔，所述的模拟杆塔上设有绝缘子、高压导线和用以判断学员是否触碰模拟杆塔的接触感应器，所述的高压导线从绝缘子处下垂并在模拟地面上的高压导线落地点与模拟地面连接，所述的接触感应器与控制系统中的电压计算模块电连接。
6.根据权利要求1所述的一种高压跨步电压体感设备，其特征在于：所述的演示装置中的显示屏包括显示学员所触发的高压跨步电压值和接触电压值的 LED显示屏、显示学员在模拟地面内行走轨迹的投影设备。
7.一种高压跨步电压体感设备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，在控制系统的参数设定模块中设定好各部件的参数；
步骤2，学员进入模拟地面进行模拟高压跨步电压电场区域的体验，此时，脚印感应装置收集学员两脚所在的位置的信息，并将所获得的信息传送至控制系统中的电压计算模块和演示装置；
步骤3，控制系统中的电压计算模块根据来自脚印感应装置的信息计算学员与高压导线落地点之间的距离、学员两脚之间的横向距离和纵向距离，并依此计算出学员所触发的高压跨步电压值；
步骤4，控制系统中的电压计算模块将学员所触发的高压跨步电压值传送至演示装置，演示装置的显示屏显示学员所触发的高压跨步电压和学员在模拟地面上行走的轨迹，演示装置中的音箱播放警报声；
步骤5，控制系统中的电压计算模块将学员所触发的高压跨步电压值等比例缩小至安全电压以下，获得模拟跨步电压值，并将模拟跨步电压值的信息传送至模拟触电装置；
步骤6，模拟触电装置向学员施加模拟跨步电压，使学员体验模拟跨步电压。
8.根据权利要求7所述的一种高压跨步电压体感设备的使用方法，其特征在于：步骤1中，控制系统中的参数设定模块所设定的参数包括接地的高压导线的电压值、安全电压限值、演示系统中音箱的音量和警报声的播放频率。
9.根据权利要求7所述的一种高压跨步电压体感设备的使用方法，其特征在于：学员在模拟地面内采用单脚跳跃或者双脚并拢跳跃的行走方式时，所触发的高压跨步电压值为0，所体验的模拟跨步电压值为0，即不产生触电感觉；当学员采取一般行走方式时，触发高压跨步电压，并体验的模拟跨步电压，学员的步幅大 小与所触发的高压跨步电压值的大小正相关，学员与导线落地点之间距离与所触发的高压跨步电压值的大小负相关，学员触发的高压跨步电压值的大小与学员所体验的模拟跨步电压值的大小正相关。
10.根据权利要求7所述的一种高压跨步电压体感设备的使用方法，其特征在于：还包括设置在模拟杆塔上、与控制系统中的电压计算模块电连接的接触感应器，所述的接触感应器用以判断学员是否触碰到模拟杆塔，若学员在模拟地面上行走的过程中触碰到模拟杆塔，则控制系统控制模拟触电装置向学员施加模拟触碰电压，所述的模拟触碰电压值小于安全电压值。
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