CN107767746B - 一种导线聚集发热火灾危险性演示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区、第三负荷加载显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线、保险丝、带漏电保护短路保护器和短路保护器；在第二演示区布置演示模块，其结构为：在模拟框架上设置导线，一条导线为零线，一条导线为火线，且两条导线以缠绕方式聚集在一起。在第三负荷加载显示区上方布置负载和插座，中部布置触摸显示屏和按键模块，下方布置工作状态指示灯、网线接口模块和触摸显示屏开关。本发明装置演示导线聚集发热故障产生时，带漏电保护短路保护器和短路保护器并不会动作，因此具有很大的电气火灾危险性。

Description

一种导线聚集发热火灾危险性演示装置
技术领域
本发明属于电气火灾研究技术领域，特别是一种导线聚集发热火灾危险性演示装置。
背景技术
随着社会的进步发展，我国人均用电量越来越高，电气线路的布局也日趋复杂。电能在带给人们便利的同时，所引发的电气火灾事故也与日俱增。近年来据《中国消防年鉴》统计火灾显示，电气火灾发生率以及所造成的损失均位居各类火灾原因之首，发生起数比例多在30％左右，所造成的损失占全部火灾损失的40％左右。在各种引发电气火灾的引火源中，导线聚集(将较长的导线堆积聚集在一起)发热产生引火源是当前人们还未认识到的一种引火源类型。在日常生活中，人们常为了方便使用往往把过长的电线长时间堆积在一起，导致导线产生的热量无法有效地释放出来，当热量聚集到一定程度就可能会熔化或者引燃绝缘层，成为引火源引燃周围可燃物，或者使绝缘层失效导致短路故障的发生，也可成为引火源。目前，国内对该类故障产生引火源的机理还处于一片空白，而一种导线聚集发热火灾危险性演示装置就能有效填补这一空白，可使消防部队和火调人员清楚的认识到炭化路径放电的形成机理，还可使普通的人民大众认识到该类故障的火灾危险性，同时还能为预防该类引火源提供技术依据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，演示导线聚集发热故障产生时，传统的电路保护器并不会动作，因此，具有很大的电气火灾危险性。通过演示，可使电气火灾防控技术人员、火灾调查人员、普通大众认识到导线聚集发热引发火灾发生的过程、原因和火灾危险性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，包括：
A)装置的元器件
整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区、第三负荷加载及显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线、保险丝、带漏电保护短路保护器和短路保护器；中间分别布置有带漏电保护短路保护器和短路保护器的开关；
在第二演示区布置演示模块，所述演示模块用于演示导线聚集情况，其结构为：在模拟框架上设置导线，一条导线为零线，一条导线为火线，且两条导线以缠绕方式聚集在一起；
在第三负荷加载及显示区上方布置负载和插座，中部布置触摸显示屏和按键模块，下方布置工作状态指示灯、网线接口模块和触摸显示屏开关；
B)装置的内部电路
220V交流电源通过电源线、保险丝、总开关依次连接，所述总开关分别连接两条支路，两条支路分别为：带漏电保护短路保护器与一个开关串联的支路、短路保护器与一个开关串联的支路；两条支路分别独立连接第二演示区的演示模块，即与演示模块的输入端连接；
演示模块连接有一个开关，且所述演示模块连接到用电负载，；
演示模块的输入导线设置有一个电流互感器，电流互感器连接到信号调理模块，所述信号调理模块连接到MCU微处理器模块；所述MCU微处理器模块通过电源模块供电，且MCU微处理器模块还分别连接网线接口模块、按键模块和显示驱动模块；所述显示驱动模块连接到触摸显示屏。
进一步的，所述演示模块连接有显示其导通或者断开的指示灯。
进一步的，所述插座用于连接各种用电器具和模拟负载。
进一步的，所述MCU微处理器模块还连接有存储模块。
进一步的，所述触摸显示屏能直接进行波形显示、存储的操作指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：用于揭示在常见家庭中为了方便，人们往往把过长的导线缠绕成堆积状。一方面，大量导线缠绕在一起导致发热量大，同时也导致散热不好，当热量累积到一定程度时，一方面大量的热量引燃绝缘层进而引发火灾；另一方面，大量的热量也可能熔化绝缘层，使火线零线直接短接形成短路。短路产生的高温喷溅熔珠，引燃绝缘层，进而引发电气火灾的原理。该装置演示的导线聚集发热故障产生时，传统的电路保护器并不会动作，因此具有很大的电气火灾危险性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是家庭中常见的采用传统的短路保护器时导线聚集的情况示意图。
图3为本发明中电器元件连接电路图。
图中：1—电源线；2—保险丝；4—带漏电保护短路保护器；5—短路保护器；6—开关；11-指示灯；12—白炽灯；13—插座；14—触摸显示屏；15—触摸显示屏开关；16—按键模块；17—网线接口模块；18—工作状态指示灯；20—零线；21—火线；32-总开关；33-电流互感器；34-电源模块；35-存储模块；36-MCU微处理器模块；37-信号调理模块；39-显示驱动模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，其结构包括：
A)装置的元器件
整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区、第三负荷加载及显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线1、保险丝2、带漏电保护短路保护器4和短路保护器5；中间分别布置有带漏电保护短路保护器4和短路保护器5的开关6；
在第二演示区布置演示模块，所述演示模块用于演示导线聚集情况，其结构为：在模拟框架上设置导线，一条导线为零线20，一条导线为火线21，且两条导线以缠绕方式聚集在一起；
在第三负荷加载及显示区上方布置负载和插座13，中部布置触摸显示屏14和按键模块16，下方布置工作状态指示灯18、网线接口模块17和触摸显示屏开关15；
B)装置的内部电路
220V交流电源通过电源线1、保险丝2、总开关32依次连接，所述总开关32分别连接两条支路，两条支路分别为：带漏电保护短路保护器4与一个开关6串联的支路、短路保护器5与一个开关6串联的支路；两条支路分别独立连接第二演示区的演示模块，即与演示模块的输入端连接；
演示模块连接有一个开关6，且所述演示模块连接到负载；
演示模块的输入导线设置有一个电流互感器33，电流互感器33连接到信号调理模块37，所述信号调理模块37连接到MCU微处理器模块36；所述MCU微处理器模块36通过电源模块34供电，且MCU微处理器模块36还分别连接网线接口模块17、按键模块16和显示驱动模块39；所述显示驱动模块39连接到触摸显示屏14。
所述演示模块连接有显示其导通或者断开的指示灯11。所述MCU微处理器模块36还连接有存储模块35。插座13可以连接额外用电器具和模拟负载；触摸显示屏14既可以显示当前电流波形，也可以发送指令，选择所需要的功能；按键模块16可以发送指令，选择所需要的功能；网线接口模块17可以通过网线连接至电脑，在电脑终端储存和显示波形；工作状态指示灯18可指示当前工作状态。
在实际的演示中，首先把演示模块(即导线聚集模块)连接至220V电路中，分别连接带漏电短路保护器或短路保护器进行通电，为了直观地观察导线聚集模块的发热情况，用热红外成像仪进行观测，可以看到导线聚集模块温度上升趋势十分明显。通电一段时间后，可以闻到刺鼻的绝缘层产生的气味，绝缘层表面开始熔化发泡，并产生白烟，当绝缘层熔化到一定程度后，就可能引燃绝缘层，或者导致导线的零线20和火线21发生短接，产生短路故障，因此短路保护器无法消除该类故障产生的引火源。同时，将短路保护器更换为带漏电保护短路保护器再进行相同的实验，发现带漏电保护短路保护器也不能对该类故障产生的引火源具有消除作用。

Claims (5)

1.一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，其特征在于，包括：
A)装置的元器件
整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区和第三负荷加载及显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线(1)、保险丝(2)、带漏电保护短路保护器(4)和短路保护器(5)；中间分别布置有、带漏电保护短路保护器(4)和短路保护器(5)的开关(6)；
在第二演示区布置演示模块，所述演示模块用于演示导线聚集情况，其结构为：在模拟框架上设置导线，一条导线为零线(20)，一条导线为火线(21)，且两条导线以缠绕方式聚集在一起；
在第三负荷加载及显示区上方布置负载和插座(13)，中部布置触摸显示屏(14)和按键模块(16)，下方布置工作状态指示灯(18)、网线接口模块(17)和触摸显示屏开关(15)；
B)装置的内部电路
220V交流电源通过电源线(1)、保险丝(2)和总开关(32)依次连接，所述总开关(32)分别连接两条支路，两条支路分别为：带漏电保护短路保护器(4)与一个开关(6)串联的支路、短路保护器(5)与一个开关(6)串联的支路；两条支路分别独立连接第二演示区的演示模块，即与演示模块的输入端连接；
演示模块连接有一个开关(6)，且所述演示模块连接到用电负载；所述负载连接有插座(13)；
演示模块的输入导线设置有一个电流互感器(33)，电流互感器(33)连接到信号调理模块(37)，所述信号调理模块(37)连接到MCU微处理器模块(36)；所述MCU微处理器模块(36)通过电源模块(34)供电，且MCU微处理器模块(36)还分别连接网线接口模块(17)、按键模块(16)和显示驱动模块(39)；所述显示驱动模块(39)连接到触摸显示屏(14)。
2.如权利要求1所述的一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，其特征在于，所述演示模块连接有显示其导通或者断开的指示灯(11)。
3.如权利要求1所述的一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，其特征在于，所述插座(13)用于连接各种用电器具和模拟负载。
4.如权利要求1所述的一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，其特征在于，所述MCU微处理器模块(36)还连接有存储模块(35)。
5.如权利要求1所述的一种导线聚集发热火灾危险性演示装置，其特征在于，所述触摸显示屏(14)能直接进行波形显示、存储的操作指令。
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