CN104715661A - 跨步电压演示实训系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及跨步电压演示实训系统及方法，该系统包括380V电源及与其连接的电动调压器，还包括正向演示区、逆向体验区和控制台；所述正向演示区包括第一模拟电力架空线路和第一模拟地面，所述第一模拟电力架空线路与所述电动调压器连接；所述第一模拟地面上设有模拟人体；所述逆向体验区包括第二模拟电力架空线路和第二模拟地面，所述第二模拟地面设有压力传感器；所述控制台包括电源开关、电压检测器、电流电压显示屏、步距控制开关、处理器和报警装置。本发明不仅能够让受训学员能够真实感受跨步电压所产生的影响，而且还能够指导受训学员逃离接地点避免跨步电压所造成的危害。

Description

跨步电压演示实训系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电力安全培训模拟装置，具体地指一种跨步电压演示实训系统及方法，用于模拟人体对跨步电压的体感实验。

背景技术

电气设备漏电或电力系统一相接地短路时，电流从接地极四散流出，在地面上形成不同的电位分布，当人走近接地点时，两脚之间会形成跨步电压。当跨步电压达到40～50V时，将会使人有触电危险，特别是跨步电压会使人摔倒而加大人体的触电电压，严重时会导致人发生触电死亡。

传统的跨步电压电力安全培训一般是课程培训或者播放安全教学视频，学员无法直观、真切地体会到跨步电压的危害，无法体感出事故的危险性及严重后果，缺乏真实感、事故预期感和体感。因此，有必要研究一种新型跨步电压演示及实训系统及方法，该体感装置能够在确保受训学员安全的前提下，针对跨步电压触电安全事故案例，采用现场体感的表现形式，使学员更加直观、真切地体感现实场景，进一步提高安全意识，使学员明确认知跨步电压对人体的危害及如何做到自我防护，强化风险管控，减少生产现场跨步电压触电事故发生。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种跨步电压演示实训系统及方法，本发明系统不仅能够让受训学员能够真实感受跨步电压所产生的影响，而且还能够指导受训学员逃离接地点避免跨步电压所造成的危害。

实现本发明目的采用的技术方案是：一种跨步电压演示实训系统包括380V电源及与其连接的电动调压器，还包括正向演示区、逆向体验区和控制台；

所述正向演示区包括第一模拟电力架空线路和第一模拟地面，所述第一模拟电力架空线路与所述电动调压器连接，从而获得所需电压；所述第一模拟电力架空线路通过第一导线与所述第一模拟地面连接，所述第一模拟地面上设有模拟人体，所述模拟人体包括左、右脚，所述左、右脚底分别设有铜片，两铜片之间通过导线连接有灯泡；

所述逆向体验区包括第二模拟电力架空线路和第二模拟地面，所述第二模拟电力架空线路通过第二导线与所述第二模拟地面连接，所述第二模拟地面设有压力传感器；

所述控制台包括电源开关、电压检测器、电流电压显示屏、步距控制开关、处理器和报警装置；所述电源开关与所述380V电源连接；所述电压检测器与所述两铜片连接，所述处理器与所述电压检测器连接；所述步距控制开关与所述模拟人体连接，用于控制模拟人体的行走；所述处理器还分别与所述电压检测器、压力传感器和报警器连接。

进一步地，所述第一模拟地面上设有步进电机及与其连接的两个推杆，所述两个推杆分别与模拟人体的双腿连接，步进电机驱动所述两个推杆带动模拟人体走动；所述步进电机与所述步距控制开关连接。

进一步地，所述第一模拟地面覆盖有第一绝缘层，所述绝缘层上敷设有第一模拟等电位电势圈，所述第一模拟等电位电势圈上盖有第一半透明橡胶。

进一步地，所述模拟等电位电势圈由LED灯带布局设置而成。

进一步地，所述第二模拟地面覆盖有第二绝缘层，所述第二绝缘层上敷设有第二模拟等电位电势圈，所述第二模拟等电位电势圈上盖有第二半透明橡胶。

进一步地，所述压力传感器设于所述第二模拟等电位电势圈与第二半透明橡胶之间。

进一步地，：所述第二模拟等电位电势圈由LED灯带布局设置而成。

此外，本发明还提供一种通过上述系统实现跨步电压演示实训方法，该方法包括：

操作控制台上的步距控制开关，步距控制开关控制步进电机驱动位于第一模拟地面上的模拟人体走动，模拟人体靠近所述第一导线与第一模拟地面的落地点处，在模拟人体的左、右脚之间产生跨步电压，当跨步电压达到一定数值，则连接在模拟人体左右脚之间的灯泡被点亮，从而实现对学员的跨步电压演示；

当学员进入第二模拟地面时，设于所述第二模拟地面内的压力传感器感应学员双脚在第二模拟地面上的压力值，处理器根据所述压力值计算学员两脚步距，并根据与第二导线落地点的距离推算出跨步电压的大小；如果学员做出正确的逃生动作，并成功退出电场范围则提示学员逃生成功，反之则通过处理器控制报警器发出警报，并提示学员已触电身亡，从而实现对学员的跨步电压实训。

本发明通过第一模拟电力架空线路模拟一相接地短路，从而对位于第一模拟地面上的模拟人体形成跨步电压，通过灯泡在跨步电压作用下的亮度，反应出跨步电压的大小，从而实现对学员的跨步电压演示；同时，本发明还通过第二模拟电力架空线路模拟另一相接地短路，并且通过压力传感器及模拟等电位电势圈计算学院的步距，然后指导正确的逃离接地点避免跨步电压方法，从而对电力安全培训中的学员形成更直观的体感，有利于增强学员的安全意识。

附图说明

图1为本发明跨步电压演示实训系统的结构示意图。

图2为本发明所用控制台的结构框图。

图3为本发明通过跨步电压演示实训系统进行实训的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明跨步电压演示实训系统包括380V电源(图中未示出)、与该380V电源连接的电动调压器、控制台100、正向演示区200和逆向体验区300。其中，

正向演示区200包括第一模拟电力架空线路和第一模拟地面201，第一模拟电力架空线路包括杆塔207和设于杆塔207顶端的三相导线(208，209，210)，杆塔207底端设于第一模拟地面201上，三相导线(208，209，210)与电动调压器连接，从而获得所需模拟电压。三相导线(208，209，210)中的一相通过导线206与第一模拟地面201连接，以导线206的落地点为中心，形成了一个电势分布区域，离落地点越远，电流越分散，地面电势也越低。第一模拟地面201上设有模拟人体400，模拟人体400的左、右脚底分别设有铜片，两铜片之间通过导线连接有灯泡401。第一模拟地面201覆盖有第一绝缘层202，绝缘层202上敷设有第一模拟等电位电势圈，第一模拟等电位电势圈上盖有第一半透明橡胶。本发明所用模拟等电位电势圈由LED灯带布局设置而成。为了实现模拟人体400在第一模拟地面201上行走，第一模拟地面201上设有步进电机204及与其连接的两个推杆205，两个推杆205分别与模拟人体400的双腿连接，步进电机204驱动两个推杆205带动模拟人体400走动。

逆向体验区300包括第二模拟电力架空线路和第二模拟地面301，第二模拟电力架空线路包括杆塔305和设于杆塔305顶端的三相导线(306，307，308)，杆塔305底端设于第二模拟地面301上，三相导线(306，307，308)中的一相与电动调压器连接，从而获得所需模拟电压。第二模拟地面301覆盖有第二绝缘层302，第二绝缘层302上敷设有第二模拟等电位电势圈，第二模拟等电位电势圈上盖有第二半透明橡胶。第二模拟等电位电势圈与第二半透明橡胶之间设有压力传感器303，压力传感器303形成压力传感器矩阵。第二模拟等电位电势圈由LED灯带布局设置而成。

如图2所示，控制台100包括电源开关、电压检测器、电流电压显示屏、步距控制开关、处理器和报警装置，处理器分别与电压检测器、电流电压显示屏、压力传感器和报警器连接。电源开关与380V电源连接，用于控制电源的开断；电压检测器与两铜片连接，然后将检测的电压信号传输到处理器；步距控制开关与步进电机204连接。处理器还连接有模式切换开关，用于切换正向演示区200和逆向体验区300的电源导通，避免因同时操作两个区域而发生触电危险。

使用本发明跨步电压演示实训系统进行跨步电压演示和实训的过程如下：

操作控制台上的步距控制开关，步距控制开关控制步进电机工作，步进电机驱动推杆205伸缩，以实现模拟人体400在模拟地面201上行走，模拟人体400靠近导线206与第一模拟地面的落地点处，在模拟人体的左、右脚之间产生跨步电压，当跨步电压达到一定数值，则连接在模拟人体左右脚之间的灯泡被点亮，从而实现对学员的跨步电压演示；当模拟人体400两脚之间的距离足够大时，跨步电压达到一定数值，灯泡401亮。控制模拟人体400越靠近导线落地点，则灯泡401的亮度越大，通过灯泡401的亮暗程度表现跨步电压的大小。通过上述模拟过程，能够让学员清楚、直观地观察到跨步电压的产生，从而了解到跨步电压对人体的伤害程度，进而增强对跨步电压的安全意识。

当学员进入第二模拟地面301时，如图3所示，压力传感器矩阵能够感应学员双脚在模拟地面301上的压力值计算学员两脚步距，处理器根据所述压力值计算学员两脚步距，并根据与导线落地点的距离推算出跨步电压的大小。如果学员做出正确的逃生动作，并成功退出电场范围则提示学员逃生成功，反之则通过处理器控制报警器发出警报，并提示学员已触电身亡，从而实现对学员的跨步电压实训。

Claims (8)

1.一种跨步电压演示实训系统，包括380V电源及与其连接的电动调压器，其特征在于：还包括正向演示区、逆向体验区和控制台；

所述正向演示区包括第一模拟电力架空线路和第一模拟地面，所述第一模拟电力架空线路与所述电动调压器连接，从而获得所需电压；所述第一模拟电力架空线路通过第一导线与所述第一模拟地面连接，所述第一模拟地面上设有模拟人体，所述模拟人体包括左、右脚，所述左、右脚底分别设有铜片，两铜片之间通过导线连接有灯泡；

所述逆向体验区包括第二模拟电力架空线路和第二模拟地面，所述第二模拟电力架空线路通过第二导线与所述第二模拟地面连接，所述第二模拟地面设有压力传感器；

所述控制台包括电源开关、电压检测器、电流电压显示屏、步距控制开关、处理器和报警装置；所述电源开关与所述380V电源连接；所述电压检测器与所述两铜片连接，所述处理器与所述电压检测器连接；所述步距控制开关与所述模拟人体连接，用于控制模拟人体的行走；所述处理器还分别与所述电压检测器、压力传感器和报警器连接。

2.根据权利要求1所述的跨步电压演示实训系统，其特征在于：所述第一模拟地面上设有步进电机及与其连接的两个推杆，所述两个推杆分别与模拟人体的双腿连接，步进电机驱动所述两个推杆带动模拟人体走动；所述步进电机与所述步距控制开关连接。

3.根据权利要求2所述的跨步电压演示实训系统，其特征在于：所述第一模拟地面覆盖有第一绝缘层，所述绝缘层上敷设有第一模拟等电位电势圈，所述第一模拟等电位电势圈上盖有第一半透明橡胶。

4.根据权利要求3所述的跨步电压演示实训系统，其特征在于：所述模拟等电位电势圈由LED灯带布局设置而成。

5.根据权利要求4所述的跨步电压演示实训系统，其特征在于：所述第二模拟地面覆盖有第二绝缘层，所述第二绝缘层上敷设有第二模拟等电位电势圈，所述第二模拟等电位电势圈上盖有第二半透明橡胶。

6.根据权利要求5所述的跨步电压演示实训系统，其特征在于：所述压力传感器设于所述第二模拟等电位电势圈与第二半透明橡胶之间。

7.根据权利要求6所述的跨步电压演示实训系统，其特征在于：所述第二模拟等电位电势圈由LED灯带布局设置而成。

8.一种通过权利要求1所述系统实现跨步电压演示实训方法，其特征在于：

操作控制台上的步距控制开关，步距控制开关控制步进电机驱动位于第一模拟地面上的模拟人体走动，模拟人体靠近所述第一导线与第一模拟地面的落地点处，在模拟人体的左、右脚之间产生跨步电压，当跨步电压达到一定数值，则连接在模拟人体左右脚之间的灯泡被点亮，从而实现对学员的跨步电压演示；

当学员进入第二模拟地面时，设于所述第二模拟地面内的压力传感器感应学员双脚在第二模拟地面上的压力值，处理器根据所述压力值计算学员两脚步距，并根据与第二导线落地点的距离推算出跨步电压的大小；如果学员做出正确的逃生动作，并成功退出电场范围则提示学员逃生成功，反之则通过处理器控制报警器发出警报，并提示学员已触电身亡，从而实现对学员的跨步电压实训。