一種高壓體感實訓設備

任天鴻，符永康，黃建軍

一種高壓體感實訓設備

任天鴻，符永康，黃建軍

（海南省電力學校，海南 海口 570100）

探討了一種高壓體感實訓設備，通過設置于平臺內的線路模擬裝置為學員展示帶負荷拉刀閘時產生的燃弧現象，平臺的側面設有透明絕緣板，以保證設備在實訓過程中不會傷害到觀看的學員，所述模擬隔離刀閘可以通過遠程操作演示燃弧放電，操作更加方便和安全，同時測量設備可以測量燃弧過程中的電流大小，并通過演示裝置向學員進行量化展示，更加直觀，從而達到更好的培訓效果。

電力設備；高壓體感設備；燃弧；隔離刀閘

1 項目背景

電力安全事故每年都時有發生，操作人員安全意識較差、操作不規范是事故多發的主要原因之一，為減少乃至避免事故的發生，對操作人員進行安全生產教育培訓是十分有必要的，為了提高培訓效果，加強學員的安全意識，體感實訓已經成為電力企業進行安全生產教育培訓的主要形式之一，然而，目前的體感實訓設備還存在一些弊端，比如，在帶負荷拉刀閘項目的體感實訓中，現有設備僅能展示燃弧過程，刀閘斷口電壓、燃弧電流大小、燃弧溫度等不能進行直觀展示，其可能對人體造成的傷害以及對設備的燒損不直觀，從而無法令培訓學員對違規操作可能帶來的嚴重后果有更深切的體會。

2 高壓體感實訓技術內容

高壓體感實訓設備包括升壓設備、線路模擬裝置、演示裝置以及測量設備，所述線路模擬裝置包括平臺，其側面由透明絕緣板包圍，所述平臺內設有絕緣線桿，絕緣線桿上設有3個柱形絕緣子，所述柱形絕緣子分別固定連接A、B、C三相輸電線，所述A、B、C三相輸電線通過升壓設備與三相電源相連接，在任意兩相輸電線間串聯有模擬隔離刀閘，所述測量設備包括電流互感器和模數轉換器，電流互感器設于任一相輸電線上，電流互感器與模數轉換器電連接，模數轉換器與演示裝置電連接。

3 具體技術關鍵步驟

本實用新型一實施例提供的平臺整體結構示意圖如圖1所示，高壓體感實訓設備整體結構示意圖如圖2所示。

線路模擬裝置用于模擬10 kV母線，包括一平臺11，所述平臺11的四個側面均由透明絕緣板12包圍，所述平臺11內豎直設置有一絕緣線桿13。所述絕緣線桿13用于模擬電線桿，絕緣線桿13上設有三個柱形絕緣子144，每個柱形絕緣子144分別固定連接A相輸電線131、B相輸電線132和C相輸電線133，以起到支撐模擬線路的作用。所述A相輸電線131、B相輸電線132和C相輸電線133的輸入端均通過升壓設備與三相電源相連接，輸出端均與負載相連接，從而模擬架空輸電線路。在A、B、C三相輸電線的任意兩相輸電線之間串聯有模擬隔離刀閘14，例如圖1中在A相輸電線131和C相輸電線133之間串聯模擬隔離刀閘14，所述模擬隔離刀閘14用于演示燃弧拉開放電現象，模擬隔離刀閘14在斷開過程中其斷口處會產生燃弧拉開放電現象，其原理對于本領域技術人員而言屬于公知常識，在此不再具體描述，學員可以透過構成平臺11側壁的透明絕緣板12對燃弧放電現象進行觀察。

圖1 本實用新型一實施例提供的平臺整體結構示意圖

圖2 高壓體感實訓設備整體結構示意圖

一些實施方式中，在模擬隔離刀閘14與其所串聯的兩相輸電線的串聯電路中還可以設有限流裝置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為本實施例提供的模擬隔離刀閘整體結構示意圖。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上設有第一旋轉電機142和第二旋轉電機143，所述第一旋轉電機142、第二旋轉電機143頂部均設有一柱形絕緣子144，所述柱形絕緣子144的頂端固定設置有觸頭座145，所述觸頭座145上設置有觸刀片限位板146，所述觸刀片限位板146固定連接有觸刀片147。兩個觸頭座145分別連接A相輸電線和C相輸電線，在初始狀態下，兩塊觸刀片147相對設置并相接觸，從而形成通路，在演示帶負荷拉刀閘時，所述第一旋轉電機142逆時針旋轉90°，第二旋轉電機143順時針旋轉90°，從而使兩塊觸刀片147分離，旋轉過程中刀閘斷口處會產生持續、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構示意圖

一些實施方式中，所述第一旋轉電機142、第二旋轉電機143可以采用ZX110電動旋轉臺，ZX110電動旋轉臺可以配合ZK系列運動控制器對其進行遠程控制。另外，所述升壓設備包括電源開關21和升壓變壓器22，所述升壓變壓器22的輸入端通過電源開關21與三相電源電連接，其輸出端分別與A相輸電線133、B相輸電線134和C相輸電線135電連接。所述升壓變壓器22可以將電源輸入的低壓轉換為高壓，本實施例中，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，以實現對高壓輸電線路的模擬。一些實施方式中，所述A相輸電線133、B相輸電線134和C相輸電線135可以通過在透明絕緣板12上開設的孔洞與升壓變壓器22、負載連接，也可以通過平臺11頂部穿出與升壓變壓器22、負載連接，本實施例在此不做具體限制。

所述測量設備包括電流互感器31和模數轉換器32，所述電流互感器31設于任一相輸電線上，用于測量模擬高壓負荷線路的電流，本實施例中電流互感器31可設于A相輸電線或C相輸電線上接近模擬隔離刀閘14處，以測量帶負荷拉刀閘時的電流，電流互感器31與模數轉換器32電連接，模數轉換器32與演示裝置電連接，所述模數轉換器32用于將電流互感器31采集的電流測量模擬信號轉換為數字信號并發送至演示裝置。模擬隔離刀閘整體結構示意圖如圖3所示，平臺整體結構示意圖如圖4所示，高壓體感實訓設備整體結構示意圖如圖5所示。

在上述實施例的基礎上，如圖4、圖5所示，測量設備還包括電壓互感器33，其用于測量模擬隔離刀閘14的電壓值，實現對帶負荷拉刀閘過程中電壓具體量的測量。電壓互感器33與模數轉換器32電連接，其測量的電壓測量模擬信號由模數轉換器32轉換為數字信號后發送至計算機主機42，以通過顯示器41進行同步顯示。

圖4 平臺整體結構示意圖

本實施例在前一實施例的基礎上，通過增加測量設備，使學員不僅能夠通過平臺觀察到帶負荷拉刀閘時產生的燃弧放電現象，還通過演示裝置令燃弧電流、斷口電壓、燃弧溫度量化和可視化，進一步增強培訓效果，以增強學員的安全生產意識。

4 結束語

與現有技術相比，本案例的有益效果為：提供了一種高壓體感實訓設備，通過設置于平臺內的線路模擬裝置為學員展示帶負荷拉刀閘時產生的燃弧現象，平臺的側面設有透明絕緣板，以保證設備在實訓過程中不會傷害到觀看的學員，操作和演示更加方便和安全，同時測量設備可以測量燃弧過程中的電流大小，并通過演示裝置向學員進行量化展示，更加直觀，從而達到更好的培訓效果。

U461

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.08.058

2095－6835（2020）08－0132－02

〔編輯：張思楠〕