任天鴻，符永康，黃建軍

一種高壓體感實(shí)訓(xùn)設(shè)備

任天鴻，符永康，黃建軍

（海南省電力學(xué)校，海南 ?？?570100）

探討了一種高壓體感實(shí)訓(xùn)設(shè)備，通過(guò)設(shè)置于平臺(tái)內(nèi)的線(xiàn)路模擬裝置為學(xué)員展示帶負(fù)荷拉刀閘時(shí)產(chǎn)生的燃弧現(xiàn)象，平臺(tái)的側(cè)面設(shè)有透明絕緣板，以保證設(shè)備在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中不會(huì)傷害到觀看的學(xué)員，所述模擬隔離刀閘可以通過(guò)遠(yuǎn)程操作演示燃弧放電，操作更加方便和安全，同時(shí)測(cè)量設(shè)備可以測(cè)量燃弧過(guò)程中的電流大小，并通過(guò)演示裝置向?qū)W員進(jìn)行量化展示，更加直觀，從而達(dá)到更好的培訓(xùn)效果。

電力設(shè)備；高壓體感設(shè)備；燃?。桓綦x刀閘

1 項(xiàng)目背景

電力安全事故每年都時(shí)有發(fā)生，操作人員安全意識(shí)較差、操作不規(guī)范是事故多發(fā)的主要原因之一，為減少乃至避免事故的發(fā)生，對(duì)操作人員進(jìn)行安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)是十分有必要的，為了提高培訓(xùn)效果，加強(qiáng)學(xué)員的安全意識(shí)，體感實(shí)訓(xùn)已經(jīng)成為電力企業(yè)進(jìn)行安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)的主要形式之一，然而，目前的體感實(shí)訓(xùn)設(shè)備還存在一些弊端，比如，在帶負(fù)荷拉刀閘項(xiàng)目的體感實(shí)訓(xùn)中，現(xiàn)有設(shè)備僅能展示燃弧過(guò)程，刀閘斷口電壓、燃弧電流大小、燃弧溫度等不能進(jìn)行直觀展示，其可能對(duì)人體造成的傷害以及對(duì)設(shè)備的燒損不直觀，從而無(wú)法令培訓(xùn)學(xué)員對(duì)違規(guī)操作可能帶來(lái)的嚴(yán)重后果有更深切的體會(huì)。

2 高壓體感實(shí)訓(xùn)技術(shù)內(nèi)容

高壓體感實(shí)訓(xùn)設(shè)備包括升壓設(shè)備、線(xiàn)路模擬裝置、演示裝置以及測(cè)量設(shè)備，所述線(xiàn)路模擬裝置包括平臺(tái)，其側(cè)面由透明絕緣板包圍，所述平臺(tái)內(nèi)設(shè)有絕緣線(xiàn)桿，絕緣線(xiàn)桿上設(shè)有3個(gè)柱形絕緣子，所述柱形絕緣子分別固定連接A、B、C三相輸電線(xiàn)，所述A、B、C三相輸電線(xiàn)通過(guò)升壓設(shè)備與三相電源相連接，在任意兩相輸電線(xiàn)間串聯(lián)有模擬隔離刀閘，所述測(cè)量設(shè)備包括電流互感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流互感器設(shè)于任一相輸電線(xiàn)上，電流互感器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與演示裝置電連接。

3 具體技術(shù)關(guān)鍵步驟

本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，高壓體感實(shí)訓(xùn)設(shè)備整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

線(xiàn)路模擬裝置用于模擬10 kV母線(xiàn)，包括一平臺(tái)11，所述平臺(tái)11的四個(gè)側(cè)面均由透明絕緣板12包圍，所述平臺(tái)11內(nèi)豎直設(shè)置有一絕緣線(xiàn)桿13。所述絕緣線(xiàn)桿13用于模擬電線(xiàn)桿，絕緣線(xiàn)桿13上設(shè)有三個(gè)柱形絕緣子144，每個(gè)柱形絕緣子144分別固定連接A相輸電線(xiàn)131、B相輸電線(xiàn)132和C相輸電線(xiàn)133，以起到支撐模擬線(xiàn)路的作用。所述A相輸電線(xiàn)131、B相輸電線(xiàn)132和C相輸電線(xiàn)133的輸入端均通過(guò)升壓設(shè)備與三相電源相連接，輸出端均與負(fù)載相連接，從而模擬架空輸電線(xiàn)路。在A、B、C三相輸電線(xiàn)的任意兩相輸電線(xiàn)之間串聯(lián)有模擬隔離刀閘14，例如圖1中在A相輸電線(xiàn)131和C相輸電線(xiàn)133之間串聯(lián)模擬隔離刀閘14，所述模擬隔離刀閘14用于演示燃弧拉開(kāi)放電現(xiàn)象，模擬隔離刀閘14在斷開(kāi)過(guò)程中其斷口處會(huì)產(chǎn)生燃弧拉開(kāi)放電現(xiàn)象，其原理對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言屬于公知常識(shí)，在此不再具體描述，學(xué)員可以透過(guò)構(gòu)成平臺(tái)11側(cè)壁的透明絕緣板12對(duì)燃弧放電現(xiàn)象進(jìn)行觀察。

圖1 本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 高壓體感實(shí)訓(xùn)設(shè)備整體結(jié)構(gòu)示意圖

一些實(shí)施方式中，在模擬隔離刀閘14與其所串聯(lián)的兩相輸電線(xiàn)的串聯(lián)電路中還可以設(shè)有限流裝置15，所述限流裝置15用于限制電路中的最大工作電流，所述限流裝置15可以采用AHH3限流器。

圖3為本實(shí)施例提供的模擬隔離刀閘整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，所述模擬隔離刀閘14包括一底座141，所述底座141上設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)142和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)143，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)142、第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)143頂部均設(shè)有一柱形絕緣子144，所述柱形絕緣子144的頂端固定設(shè)置有觸頭座145，所述觸頭座145上設(shè)置有觸刀片限位板146，所述觸刀片限位板146固定連接有觸刀片147。兩個(gè)觸頭座145分別連接A相輸電線(xiàn)和C相輸電線(xiàn)，在初始狀態(tài)下，兩塊觸刀片147相對(duì)設(shè)置并相接觸，從而形成通路，在演示帶負(fù)荷拉刀閘時(shí)，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)142逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)143順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，從而使兩塊觸刀片147分離，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中刀閘斷口處會(huì)產(chǎn)生持續(xù)、巨大的放電電弧，直至觸刀片147分離到最大位置電弧熄滅。

圖3 模擬隔離刀閘整體結(jié)構(gòu)示意圖

一些實(shí)施方式中，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)142、第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)143可以采用ZX110電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，ZX110電動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)可以配合ZK系列運(yùn)動(dòng)控制器對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。另外，所述升壓設(shè)備包括電源開(kāi)關(guān)21和升壓變壓器22，所述升壓變壓器22的輸入端通過(guò)電源開(kāi)關(guān)21與三相電源電連接，其輸出端分別與A相輸電線(xiàn)133、B相輸電線(xiàn)134和C相輸電線(xiàn)135電連接。所述升壓變壓器22可以將電源輸入的低壓轉(zhuǎn)換為高壓，本實(shí)施例中，所述三相電源可以采用380 V的三相電源，升壓變壓器22將輸入電壓提升至10 kV，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓輸電線(xiàn)路的模擬。一些實(shí)施方式中，所述A相輸電線(xiàn)133、B相輸電線(xiàn)134和C相輸電線(xiàn)135可以通過(guò)在透明絕緣板12上開(kāi)設(shè)的孔洞與升壓變壓器22、負(fù)載連接，也可以通過(guò)平臺(tái)11頂部穿出與升壓變壓器22、負(fù)載連接，本實(shí)施例在此不做具體限制。

所述測(cè)量設(shè)備包括電流互感器31和模數(shù)轉(zhuǎn)換器32，所述電流互感器31設(shè)于任一相輸電線(xiàn)上，用于測(cè)量模擬高壓負(fù)荷線(xiàn)路的電流，本實(shí)施例中電流互感器31可設(shè)于A相輸電線(xiàn)或C相輸電線(xiàn)上接近模擬隔離刀閘14處，以測(cè)量帶負(fù)荷拉刀閘時(shí)的電流，電流互感器31與模數(shù)轉(zhuǎn)換器32電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器32與演示裝置電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器32用于將電流互感器31采集的電流測(cè)量模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至演示裝置。模擬隔離刀閘整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，高壓體感實(shí)訓(xùn)設(shè)備整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖4、圖5所示，測(cè)量設(shè)備還包括電壓互感器33，其用于測(cè)量模擬隔離刀閘14的電壓值，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶負(fù)荷拉刀閘過(guò)程中電壓具體量的測(cè)量。電壓互感器33與模數(shù)轉(zhuǎn)換器32電連接，其測(cè)量的電壓測(cè)量模擬信號(hào)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器32轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至計(jì)算機(jī)主機(jī)42，以通過(guò)顯示器41進(jìn)行同步顯示。

圖4 平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)示意圖

本實(shí)施例在前一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加測(cè)量設(shè)備，使學(xué)員不僅能夠通過(guò)平臺(tái)觀察到帶負(fù)荷拉刀閘時(shí)產(chǎn)生的燃弧放電現(xiàn)象，還通過(guò)演示裝置令燃弧電流、斷口電壓、燃弧溫度量化和可視化，進(jìn)一步增強(qiáng)培訓(xùn)效果，以增強(qiáng)學(xué)員的安全生產(chǎn)意識(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本案例的有益效果為：提供了一種高壓體感實(shí)訓(xùn)設(shè)備，通過(guò)設(shè)置于平臺(tái)內(nèi)的線(xiàn)路模擬裝置為學(xué)員展示帶負(fù)荷拉刀閘時(shí)產(chǎn)生的燃弧現(xiàn)象，平臺(tái)的側(cè)面設(shè)有透明絕緣板，以保證設(shè)備在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中不會(huì)傷害到觀看的學(xué)員，操作和演示更加方便和安全，同時(shí)測(cè)量設(shè)備可以測(cè)量燃弧過(guò)程中的電流大小，并通過(guò)演示裝置向?qū)W員進(jìn)行量化展示，更加直觀，從而達(dá)到更好的培訓(xùn)效果。

U461

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.08.058

2095－6835（2020）08－0132－02

〔編輯：張思楠〕