任天鸿，符永康，黄建军

一种高压体感实训设备

任天鸿，符永康，黄建军

（海南省电力学校，海南 海口 570100）

探讨了一种高压体感实训设备，通过设置于平台内的线路模拟装置为学员展示带负荷拉刀闸时产生的燃弧现象，平台的侧面设有透明绝缘板，以保证设备在实训过程中不会伤害到观看的学员，所述模拟隔离刀闸可以通过远程操作演示燃弧放电，操作更加方便和安全，同时测量设备可以测量燃弧过程中的电流大小，并通过演示装置向学员进行量化展示，更加直观，从而达到更好的培训效果。

电力设备；高压体感设备；燃弧；隔离刀闸

1 项目背景

电力安全事故每年都时有发生，操作人员安全意识较差、操作不规范是事故多发的主要原因之一，为减少乃至避免事故的发生，对操作人员进行安全生产教育培训是十分有必要的，为了提高培训效果，加强学员的安全意识，体感实训已经成为电力企业进行安全生产教育培训的主要形式之一，然而，目前的体感实训设备还存在一些弊端，比如，在带负荷拉刀闸项目的体感实训中，现有设备仅能展示燃弧过程，刀闸断口电压、燃弧电流大小、燃弧温度等不能进行直观展示，其可能对人体造成的伤害以及对设备的烧损不直观，从而无法令培训学员对违规操作可能带来的严重后果有更深切的体会。

2 高压体感实训技术内容

高压体感实训设备包括升压设备、线路模拟装置、演示装置以及测量设备，所述线路模拟装置包括平台，其侧面由透明绝缘板包围，所述平台内设有绝缘线杆，绝缘线杆上设有3个柱形绝缘子，所述柱形绝缘子分别固定连接A、B、C三相输电线，所述A、B、C三相输电线通过升压设备与三相电源相连接，在任意两相输电线间串联有模拟隔离刀闸，所述测量设备包括电流互感器和模数转换器，电流互感器设于任一相输电线上，电流互感器与模数转换器电连接，模数转换器与演示装置电连接。

3 具体技术关键步骤

本实用新型一实施例提供的平台整体结构示意图如图1所示，高压体感实训设备整体结构示意图如图2所示。

线路模拟装置用于模拟10 kV母线，包括一平台11，所述平台11的四个侧面均由透明绝缘板12包围，所述平台11内竖直设置有一绝缘线杆13。所述绝缘线杆13用于模拟电线杆，绝缘线杆13上设有三个柱形绝缘子144，每个柱形绝缘子144分别固定连接A相输电线131、B相输电线132和C相输电线133，以起到支撑模拟线路的作用。所述A相输电线131、B相输电线132和C相输电线133的输入端均通过升压设备与三相电源相连接，输出端均与负载相连接，从而模拟架空输电线路。在A、B、C三相输电线的任意两相输电线之间串联有模拟隔离刀闸14，例如图1中在A相输电线131和C相输电线133之间串联模拟隔离刀闸14，所述模拟隔离刀闸14用于演示燃弧拉开放电现象，模拟隔离刀闸14在断开过程中其断口处会产生燃弧拉开放电现象，其原理对于本领域技术人员而言属于公知常识，在此不再具体描述，学员可以透过构成平台11侧壁的透明绝缘板12对燃弧放电现象进行观察。

图1 本实用新型一实施例提供的平台整体结构示意图

图2 高压体感实训设备整体结构示意图

一些实施方式中，在模拟隔离刀闸14与其所串联的两相输电线的串联电路中还可以设有限流装置15，所述限流装置15用于限制电路中的最大工作电流，所述限流装置15可以采用AHH3限流器。

图3为本实施例提供的模拟隔离刀闸整体结构示意图。如图3所示，所述模拟隔离刀闸14包括一底座141，所述底座141上设有第一旋转电机142和第二旋转电机143，所述第一旋转电机142、第二旋转电机143顶部均设有一柱形绝缘子144，所述柱形绝缘子144的顶端固定设置有触头座145，所述触头座145上设置有触刀片限位板146，所述触刀片限位板146固定连接有触刀片147。两个触头座145分别连接A相输电线和C相输电线，在初始状态下，两块触刀片147相对设置并相接触，从而形成通路，在演示带负荷拉刀闸时，所述第一旋转电机142逆时针旋转90°，第二旋转电机143顺时针旋转90°，从而使两块触刀片147分离，旋转过程中刀闸断口处会产生持续、巨大的放电电弧，直至触刀片147分离到最大位置电弧熄灭。

图3 模拟隔离刀闸整体结构示意图

一些实施方式中，所述第一旋转电机142、第二旋转电机143可以采用ZX110电动旋转台，ZX110电动旋转台可以配合ZK系列运动控制器对其进行远程控制。另外，所述升压设备包括电源开关21和升压变压器22，所述升压变压器22的输入端通过电源开关21与三相电源电连接，其输出端分别与A相输电线133、B相输电线134和C相输电线135电连接。所述升压变压器22可以将电源输入的低压转换为高压，本实施例中，所述三相电源可以采用380 V的三相电源，升压变压器22将输入电压提升至10 kV，以实现对高压输电线路的模拟。一些实施方式中，所述A相输电线133、B相输电线134和C相输电线135可以通过在透明绝缘板12上开设的孔洞与升压变压器22、负载连接，也可以通过平台11顶部穿出与升压变压器22、负载连接，本实施例在此不做具体限制。

所述测量设备包括电流互感器31和模数转换器32，所述电流互感器31设于任一相输电线上，用于测量模拟高压负荷线路的电流，本实施例中电流互感器31可设于A相输电线或C相输电线上接近模拟隔离刀闸14处，以测量带负荷拉刀闸时的电流，电流互感器31与模数转换器32电连接，模数转换器32与演示装置电连接，所述模数转换器32用于将电流互感器31采集的电流测量模拟信号转换为数字信号并发送至演示装置。模拟隔离刀闸整体结构示意图如图3所示，平台整体结构示意图如图4所示，高压体感实训设备整体结构示意图如图5所示。

在上述实施例的基础上，如图4、图5所示，测量设备还包括电压互感器33，其用于测量模拟隔离刀闸14的电压值，实现对带负荷拉刀闸过程中电压具体量的测量。电压互感器33与模数转换器32电连接，其测量的电压测量模拟信号由模数转换器32转换为数字信号后发送至计算机主机42，以通过显示器41进行同步显示。

图4 平台整体结构示意图

本实施例在前一实施例的基础上，通过增加测量设备，使学员不仅能够通过平台观察到带负荷拉刀闸时产生的燃弧放电现象，还通过演示装置令燃弧电流、断口电压、燃弧温度量化和可视化，进一步增强培训效果，以增强学员的安全生产意识。

4 结束语

与现有技术相比，本案例的有益效果为：提供了一种高压体感实训设备，通过设置于平台内的线路模拟装置为学员展示带负荷拉刀闸时产生的燃弧现象，平台的侧面设有透明绝缘板，以保证设备在实训过程中不会伤害到观看的学员，操作和演示更加方便和安全，同时测量设备可以测量燃弧过程中的电流大小，并通过演示装置向学员进行量化展示，更加直观，从而达到更好的培训效果。

U461

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.08.058

2095－6835（2020）08－0132－02

〔编辑：张思楠〕