CN110111660A - 一种电弧模拟演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电弧模拟演示装置。包括用于引入电源的第一部分、用于产生电弧的第二部分和用于人机交互的第三部分，所述第一部分在所述第二部分的一侧设置，所述第三部分在所述第二部分的另一侧设置，所述第二部分包括底座、两个用于连接高压电源的第一接线柱、两个用于连接市电的第二接线柱、用于产生电弧的实验板。本发明能够解决现有实验室缺少电弧电弧模拟演示的问题。

Description

一种电弧模拟演示装置

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，具体涉及一种电弧模拟演示装置。

背景技术

在电气线路中，由于零线和火线两相线之间某对应点附近的绝缘层因老化或拉拽、摩擦等作用出现微小破损处，在持续的通电情况下，在零线和火线对应的微小破损处会不间断地产生微小的放电电弧；并在电弧能量作用下，破损处的表层绝缘层逐步炭化，慢慢形成具有导电性能的石墨炭层，当形成的石墨炭层逐步从表层延伸至绝缘层内表面时，相当于火线通过该石墨炭与零线短接产生放电电弧，成为电气火灾引火源。

该放电电弧所释放的能量足以将可燃物引燃，具有很大的火灾危害性。国内对该类故障产生的引火源的机理研究尚处于空白阶段，现有针对电气火灾调查以及痕迹查找主要集中在短路、漏电、接触不良等电气故障上，对炭化路径放电故障这一引火源的研究和痕迹分析处于空白状况。

而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和痕迹特征；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

针对现有技术的不足，本发明公开一种电弧模拟演示装置，能够解决现有实验室缺少电弧电弧模拟演示的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种电弧模拟演示装置，包括用于引入电源的第一部分、用于产生电弧的第二部分和用于人机交互的第三部分，所述第一部分在所述第二部分的一侧设置，所述第三部分在所述第二部分的另一侧设置，所述第二部分包括底座、两个用于连接高压电源的第一接线柱、两个用于连接市电的第二接线柱、用于产生电弧的实验板，所述第一接线柱在所述底座的一端设置，所述第二接线柱在所述底座的另一端设置，所述实验板包括两个第三接线柱、两个第四接线柱、第一导线和第二导线，两个所述第三接线柱在所述实验板的一端设置，两个所述第四接线柱在所述实验板的另一端设置，所述第一导线的一端连接所述所述第三接线柱、另一端连接所述第四接线柱，所述第二导线的一端连接另一所述第三接线柱、另一端连接另一所述第四接线柱，所述第一导线的绝缘层和所述第二导线的绝缘层抵接，在所述底座的上表面设有横截面为T形的滑槽，所述滑槽由所述第一接线柱向所述第二接线柱延伸，所述滑槽的开口在所述底座的侧壁设置，在所述实验板的下表面设有和所述滑槽配合的T形的突起，所述突起在所述滑槽内滑动以引导两个所述第三接线柱对齐并连接两个所述第一接线柱或两个所述第二接线柱。

优选的，在所述第二部分的一侧通过铰链铰接有用于防护的透明防护盖，所述透明防护盖位于第一位置，所述透明防护盖完全遮挡所述第二部分，用于在模拟电弧时隔绝电弧，所述透明防护盖位于第二位置，所述透明防护盖离开所述第二部分，用于调整所述实验板的位置。

优选的，在所述第一接线柱设有用于提高电压的变压器，所述变压器的一侧和所述第一接线柱电连接、另一侧连接市电。

优选的，所述实验板位于第一位置，所述第一接线柱连接所述第三接线柱连接，所述实验板连接高压电用于加速所述第一导线的绝缘层和所述第二导线的绝缘层之间的碳化，所述实验板位于第二位置，所述第二接线柱连接所述第三接线柱，所述实验板连接市电用于在所述第一导线和所述第二导线之间产生电弧。

优选的，所述第一部分包括用于接入市电的电源线、用于控制市电通断的总开关、用于保护电路的的保险丝、用于避免电路漏电的漏电保护器、用于避免电路短路的短路保护器、用于控制电路通断的第一开关，所述电源线、所述总开关、所述保险丝、所述漏电保护器、所述短路保护器和所述开关相互之间电连接。

优选的，所述第三部分包括用于连接用电器的插座、用于显示的显示屏、用于操作的按键、用于显示工作状态的指示灯、用于连接网络的网线接口、用于控制显示屏启停的第二开关，所述插座、所述显示屏、所述按键、所述指示灯、所述网线接口所述第二开关在所述第三部分的表面设置。

优选的，所述插座、所述显示屏、所述按键、所述指示灯、所述网线接口所述第二开关连接市电。

本发明公开一种电弧模拟演示装置，具有以下优点：

第一部分、第二部分和第三部分固定连接，用于形成能够模拟演示电弧的试验设备，有利于在实验室对电弧进行模拟，以便于研究电弧的形成和电弧特性，相应的，也能够用于对电弧的相关特性向公众进行宣传，以减少电弧的形成降低电弧带来的财产损失。

第一接线柱和第二接线柱用于连接不同电压的电源，用于对电弧的分阶段形成进行模拟演示，能够进一步的研究电弧的形成和电弧特性，以提高对电弧的研究效果和研究程度。

沿滑槽移动实验板能够方便的切换实验板的试验状态，即处于加速炭化过程或炭化放电过程。T形的滑槽和T形的突起能够使得实验板牢固的卡在底座内，不会出现滑动错位等现象。位于底座侧壁的开口便于试验完成移出实验板，即实验板向开口滑出底座。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的俯视图；

图2是本发明实施例的主视图；

图3是本发明实施例的侧视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明实施例所述一种电弧模拟演示装置，包括用于引入电源的第一部分1、用于产生电弧的第二部分2和用于人机交互的第三部分3，所述第一部分1在所述第二部分2的一侧设置，所述第三部分3在所述第二部分2的另一侧设置。第一部分1、第二部分2和第三部分3固定连接，用于形成能够模拟演示电弧的试验设备，有利于在实验室对电弧进行模拟，以便于研究电弧的形成和电弧特性，相应的，也能够用于对电弧的相关特性向公众进行宣传，以减少电弧的形成降低电弧带来的财产损失。

所述第二部分2包括底座20、两个用于连接高压电源的第一接线柱21、两个用于连接市电的第二接线柱22、用于产生电弧的实验板5，所述第一接线柱21在所述底座20的一端固定设置，所述第二接线柱22在所述底座20的另一端固定设置。在所述第一接线柱21设有用于提高电压的变压器，所述变压器的一侧和所述第一接线柱21电连接、另一侧连接市电。第一接线柱21和第二接线柱22用于连接不同电压的电源，用于对电弧的分阶段形成进行模拟演示，能够进一步的研究电弧的形成和电弧特性，以提高对电弧的研究效果和研究程度。

所述实验板5包括两个第三接线柱51、两个第四接线柱52、第一导线53和第二导线54，两个所述第三接线柱51在所述实验板5的一端设置，两个所述第四接线柱52在所述实验板5的另一端设置，所述第一导线53的一端连接所述所述第三接线柱51、另一端连接所述第四接线柱52，所述第二导线54的一端连接另一所述第三接线柱51、另一端连接另一所述第四接线柱52，所述第一导线53的绝缘层和所述第二导线54的绝缘层抵接。

第一导线53和第二导线54之间的绝缘层预先设置有相互对应的破损，电弧在位于实验板5上的第一导线53和第二导线54之间的破损处产生。产生电弧多过程包括加速炭化过程和炭化放电过程。

首先在两导线之间制作绝缘层破损口，通过升压变压器22将220V电压升高为1～3kV，将1～3kV高压加在两截导线之间，绝缘层破损处在高压的作用下产生放电，放电电弧产生的高温使周围的绝缘层逐步炭化，形成石墨炭的过程。

再将制作好的炭化路径板(即固定有两导线经过加速炭化后破损处绝缘层形成石墨炭的炭化路径板)转接至220V交流电路中，在石墨炭层发生剧烈放电电弧的过程称之为炭化放电。

在所述底座20的上表面设有横截面为T形的滑槽23，所述滑槽23由所述第一接线柱21向所述第二接线柱22延伸，所述滑槽23的开口在所述底座20的侧壁设置，在所述实验板5的下表面设有和所述滑槽23配合的T形的突起55，所述突起55在所述滑槽23内滑动以引导两个所述第三接线柱51对齐并连接两个所述第一接线柱21或两个所述第二接线柱22。

沿滑槽23移动实验板5能够方便的切换实验板5的试验状态，即处于加速炭化过程或炭化放电过程。T形的滑槽23和T形的突起55能够使得实验板5牢固的卡在底座20内，不会出现滑动错位等现象。位于底座20侧壁的开口便于试验完成移出实验板5，即实验板5向开口滑出底座20。

在所述第二部分2的一侧通过铰链41铰接有用于防护的透明防护盖4，所述透明防护盖4位于第一位置，所述透明防护盖4完全遮挡所述第二部分2，用于在模拟电弧时隔绝电弧，所述透明防护盖4位于第二位置，所述透明防护盖4离开所述第二部分2，用于调整所述实验板5的位置。

所述实验板5位于第一位置，所述第一接线柱21连接所述第三接线柱51连接，所述实验板5连接高压电用于加速所述第一导线53的绝缘层和所述第二导线54的绝缘层之间的碳化，所述实验板5位于第二位置，所述第二接线柱22连接所述第三接线柱51，所述实验板5连接市电用于在所述第一导线53和所述第二导线54之间产生电弧。

所述第一部分1包括用于接入市电的电源线11、用于控制市电通断的总开关12、用于保护电路的的保险丝13、用于避免电路漏电的漏电保护器14、用于避免电路短路的短路保护器15、用于控制电路通断的第一开关16，所述电源线11、所述总开关12、所述保险丝13、所述漏电保护器14、所述短路保护器15和所述开关相互之间电连接。

所述第三部分3包括用于连接用电器的插座31、用于显示的显示屏32、用于操作的按键35、用于显示工作状态的指示灯33、用于连接网络的网线接口36、用于控制显示屏32启停的第二开关34，所述插座31、所述显示屏32、所述按键35、所述指示灯33、所述网线接口36所述第二开关34在所述第三部分3的表面设置。所述插座31、所述显示屏32、所述按键35、所述指示灯33、所述网线接口36所述第二开关34连接市电。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电弧模拟演示装置，其特征在于：包括用于引入电源的第一部分、用于产生电弧的第二部分和用于人机交互的第三部分，所述第一部分在所述第二部分的一侧设置，所述第三部分在所述第二部分的另一侧设置，所述第二部分包括底座、两个用于连接高压电源的第一接线柱、两个用于连接市电的第二接线柱、用于产生电弧的实验板，所述第一接线柱在所述底座的一端设置，所述第二接线柱在所述底座的另一端设置，所述实验板包括两个第三接线柱、两个第四接线柱、第一导线和第二导线，两个所述第三接线柱在所述实验板的一端设置，两个所述第四接线柱在所述实验板的另一端设置，所述第一导线的一端连接所述所述第三接线柱、另一端连接所述第四接线柱，所述第二导线的一端连接另一所述第三接线柱、另一端连接另一所述第四接线柱，所述第一导线的绝缘层和所述第二导线的绝缘层抵接，在所述底座的上表面设有横截面为T形的滑槽，所述滑槽由所述第一接线柱向所述第二接线柱延伸，所述滑槽的开口在所述底座的侧壁设置，在所述实验板的下表面设有和所述滑槽配合的T形的突起，所述突起在所述滑槽内滑动以引导两个所述第三接线柱对齐并连接两个所述第一接线柱或两个所述第二接线柱。

2.如权利要求1所述电弧模拟演示装置，其特征在于：在所述第二部分的一侧通过铰链铰接有用于防护的透明防护盖，所述透明防护盖位于第一位置，所述透明防护盖完全遮挡所述第二部分，用于在模拟电弧时隔绝电弧，所述透明防护盖位于第二位置，所述透明防护盖离开所述第二部分，用于调整所述实验板的位置。

3.如权利要求1所述电弧模拟演示装置，其特征在于：在所述第一接线柱设有用于提高电压的变压器，所述变压器的一侧和所述第一接线柱电连接、另一侧连接市电。

4.如权利要求1所述电弧模拟演示装置，其特征在于：所述实验板位于第一位置，所述第一接线柱连接所述第三接线柱连接，所述实验板连接高压电用于加速所述第一导线的绝缘层和所述第二导线的绝缘层之间的碳化，所述实验板位于第二位置，所述第二接线柱连接所述第三接线柱，所述实验板连接市电用于在所述第一导线和所述第二导线之间产生电弧。

5.如权利要求1所述电弧模拟演示装置，其特征在于：所述第一部分包括用于接入市电的电源线、用于控制市电通断的总开关、用于保护电路的的保险丝、用于避免电路漏电的漏电保护器、用于避免电路短路的短路保护器、用于控制电路通断的第一开关，所述电源线、所述总开关、所述保险丝、所述漏电保护器、所述短路保护器和所述开关相互之间电连接。

6.如权利要求1所述电弧模拟演示装置，其特征在于：所述第三部分包括用于连接用电器的插座、用于显示的显示屏、用于操作的按键、用于显示工作状态的指示灯、用于连接网络的网线接口、用于控制显示屏启停的第二开关，所述插座、所述显示屏、所述按键、所述指示灯、所述网线接口所述第二开关在所述第三部分的表面设置。

7.如权利要求6所述电弧模拟演示装置，其特征在于：所述插座、所述显示屏、所述按键、所述指示灯、所述网线接口所述第二开关连接市电。