一種高壓跨步電壓體感設(shè)備及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓跨步電壓體感設(shè)備，其特征在于：包括控制和調(diào)節(jié)設(shè)備中各部件參數(shù)的控制系統(tǒng)、設(shè)有等電位圈的模擬地面、檢測(cè)人在模擬地面上行走腳印的腳印感應(yīng)裝置、使學(xué)員體驗(yàn)跨步電壓和接觸電壓的模擬觸電裝置、顯示學(xué)員的行走軌跡及所觸發(fā)的高壓跨步電壓的電壓值和在學(xué)員觸發(fā)高壓跨步電壓時(shí)發(fā)出警告聲的演示裝置。該體感設(shè)備使學(xué)員能夠更好地學(xué)習(xí)如何安全地在高壓跨步電壓電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)行走、逃生，并在安全的前提下直觀地體驗(yàn)在高壓跨步電壓電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的不規(guī)范操作可能帶來的危害，以獲得更好的培訓(xùn)效果。
【專利說明】一種高壓跨步電壓體感設(shè)備及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于電力系統(tǒng)教育器材領(lǐng)域，具體涉及一種跨步電壓體感設(shè)備及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓電氣設(shè)備或電力線路意外接地時(shí)，其周圍會(huì)形成一個(gè)以接地點(diǎn)為中心的高壓跨步電壓電場(chǎng)區(qū)域，人走近該電場(chǎng)區(qū)域是，兩腳之間形成跨步電壓，當(dāng)跨步電壓達(dá)到40V-50V時(shí)即有觸電危險(xiǎn)?？绮诫妷哼€會(huì)使人摔倒或?qū)⑷艘蚪拥攸c(diǎn)，以致發(fā)生觸電死亡事故。
[0003]傳統(tǒng)的電力安全培訓(xùn)關(guān)于跨步電壓的部分多是通過視頻教學(xué)或?qū)嶋H操作時(shí)的言傳口授，學(xué)員無(wú)法直觀體會(huì)到跨步電壓的危害，培訓(xùn)效果較為一般。如公開(公告)號(hào):203552553U中公開的電力線路跨步電壓體感裝置，以較為直觀的方式用假人演示了跨步電壓，但其與傳統(tǒng)的視頻教學(xué)并無(wú)本質(zhì)不同，教學(xué)效果還有較大提升空間。
[0004]發(fā)明專利內(nèi)容
[0005]本發(fā)明專利的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作直觀、培訓(xùn)效果好的高壓跨步電壓體感設(shè)備及其使用方法。
[0006]本發(fā)明專利采用如下技術(shù)方案:一種高壓跨步電壓體感設(shè)備，其特征在于:包括控制系統(tǒng)、模擬地面、腳印感應(yīng)裝置、模擬觸電裝置和演示裝置，其中所述的控制系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)定模塊和電壓計(jì)算模塊，所述的控制系統(tǒng)與模擬地面、腳印感應(yīng)裝置、模擬觸電裝置電連接；所述的模擬地面上設(shè)有高壓導(dǎo)線落地點(diǎn)，以該落地點(diǎn)為中心標(biāo)示有等電位圈；所述的腳印感應(yīng)裝置布置在模擬地面上，用以檢測(cè)人在模擬地面上行走時(shí)兩腳與模擬地面接觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送至控制系統(tǒng)的電壓計(jì)算模塊；所述的模擬觸電裝置與控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊電連接并安裝在學(xué)員身上；所述的演示裝置與控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊電連接，包括顯示屏和音箱。
[0007]進(jìn)一步的，所述的模擬地面上層為鋼化玻璃，下層采用厚度為15_20mm的抗倍特板，模擬地面的底座為鋼架結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的模擬地面的抗倍特板上刻有用以安裝LED燈帶的凹槽，LED燈帶的安裝位置與模擬地面上標(biāo)示的等電位圈相對(duì)應(yīng)。
[0009]進(jìn)一步的，所述的腳印感應(yīng)裝置包括檢測(cè)學(xué)員兩腳所在位置的紅外漫反射開關(guān)。
[0010]進(jìn)一步的，還包括模擬桿塔，所述的模擬桿塔上設(shè)有絕緣子、高壓導(dǎo)線和用以判斷學(xué)員是否觸碰模擬桿塔的接觸感應(yīng)器，所述的高壓導(dǎo)線從絕緣子處下垂并在模擬地面上的高壓導(dǎo)線落地點(diǎn)與模擬地面連接，所述的接觸感應(yīng)器與控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊電連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述的演示裝置中的顯示屏包括顯示學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值和接觸電壓值的LED顯示屏、顯示學(xué)員在模擬地面內(nèi)行走軌跡的投影設(shè)備。
[0012]一種高壓跨步電壓體感設(shè)備的使用方法，其特征在于:包括以下步驟:在控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定模塊中設(shè)定好各部件的參數(shù)；學(xué)員進(jìn)入模擬地面進(jìn)行模擬高壓跨步電壓電場(chǎng)區(qū)域的體驗(yàn)，此時(shí)，腳印感應(yīng)裝置收集學(xué)員兩腳所在的位置的信息，并將所獲得的信息傳送至控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊和演示裝置；控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊根據(jù)來自腳印感應(yīng)裝置的信息計(jì)算學(xué)員與高壓導(dǎo)線落地點(diǎn)之間的距離、學(xué)員兩腳之間的橫向距離和縱向距離，并依此計(jì)算出學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值；控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊將學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值傳送至演示裝置，演示裝置的顯示屏顯示學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓和學(xué)員在模擬地面上行走的軌跡，演示裝置中的音箱播放警報(bào)聲；控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊將學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值等比例縮小至安全電壓以下，獲得模擬跨步電壓值，并將模擬跨步電壓值的信息傳送至模擬觸電裝置；模擬觸電裝置向?qū)W員施加模擬跨步電壓，使學(xué)員體驗(yàn)?zāi)M跨步電壓。
[0013]進(jìn)一步的，控制系統(tǒng)中的參數(shù)設(shè)定模塊所設(shè)定的參數(shù)包括接地的高壓導(dǎo)線的電壓值、安全電壓限值、演示系統(tǒng)中音箱的音量和警報(bào)聲的播放頻率。
[0014]進(jìn)一步的，學(xué)員在模擬地面內(nèi)采用單腳跳躍或者雙腳并攏跳躍的行走方式時(shí)，所觸發(fā)的高壓跨步電壓值為0，所體驗(yàn)的模擬跨步電壓值為0，即不產(chǎn)生觸電感覺；當(dāng)學(xué)員采取一般行走方式時(shí)，觸發(fā)高壓跨步電壓，并體驗(yàn)的模擬跨步電壓，學(xué)員的步幅大小與所觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小正相關(guān)，學(xué)員與導(dǎo)線落地點(diǎn)之間距離與所觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小負(fù)相關(guān)，學(xué)員觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小與學(xué)員所體驗(yàn)的模擬跨步電壓值的大小正相關(guān)。
[0015]進(jìn)一步的，還包括設(shè)置在模擬桿塔上、與控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊電連接的接觸感應(yīng)器，所述的接觸感應(yīng)器用以判斷學(xué)員是否觸碰到模擬桿塔，若學(xué)員在模擬地面上行走的過程中觸碰到模擬桿塔，則控制系統(tǒng)控制模擬觸電裝置向?qū)W員施加模擬觸碰電壓，所述的模擬觸碰電壓值小于安全電壓值。
[0016]由上述對(duì)本發(fā)明專利的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利可取得的有益效果是:
[0017]使學(xué)員能夠更好地學(xué)習(xí)如何安全地在高壓跨步電壓電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)行走、逃生，并在安全的前提下直觀地體驗(yàn)在高壓跨步電壓電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的不規(guī)范操作可能帶來的危害，以獲得更好的培訓(xùn)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明專利中模擬地面和腳印感應(yīng)裝置的示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明專利中一種高壓跨步電壓體感設(shè)備的操作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本高壓跨步電壓體感設(shè)備作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021]本實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)參見圖1所示。該高壓跨步電壓體感設(shè)備包括控制系統(tǒng)10、模擬地面20、腳印感應(yīng)裝置30、模擬觸電裝置40、演示裝置50和模擬桿塔60。
[0022]控制系統(tǒng)10與模擬地面20、腳印感應(yīng)裝置30、模擬觸電裝置40、演示裝置50和模擬桿塔60電連接，用以控制設(shè)備的電源開關(guān)、調(diào)節(jié)設(shè)定設(shè)備中各個(gè)部分的參數(shù)、收集和處理來自腳印感應(yīng)裝置30的信息，判斷人在模擬地面上行走時(shí)是否觸發(fā)高壓跨步電壓、是否由于接觸模擬桿塔60而觸發(fā)接觸電壓，并將處理結(jié)果輸送至模擬觸電裝置40執(zhí)行，控制系統(tǒng)10包括參數(shù)設(shè)定模塊11和電壓計(jì)算模塊12。
[0023]模擬地面20的上層為厚度為1mm的鋼化玻璃21，下層為厚度為18mm抗倍特板22，模擬底面采用鋼架23支撐，鋼化玻璃21上噴涂有以落地點(diǎn)12為中心的等電位圈24，抗倍特板22上刻有用以安裝指示等電位圈24的LED燈帶25凹槽，模擬地面20上設(shè)有高壓導(dǎo)線的落地點(diǎn)26.
[0024]腳印感應(yīng)裝置30包括均勻布置在模擬地面20的抗倍特板22下方的多個(gè)紅外漫反射開關(guān)31，這些紅外漫反射開關(guān)31用以檢測(cè)學(xué)員在模擬地面20上行走時(shí)和落地點(diǎn)13之間的距離和兩腳之間的橫向距離及縱向距離，并將收集到的信息傳送至控制系統(tǒng)10中的電壓計(jì)算模塊12。
[0025]模擬觸電裝置40包括安裝在學(xué)員腳上的跨步電壓模擬裝置41和安裝在學(xué)員手上的接觸電壓模擬裝置42。當(dāng)學(xué)員在模擬地面20上跨步行走時(shí)，觸發(fā)高壓跨步電壓，控制系統(tǒng)10中的電壓計(jì)算模塊計(jì)算學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓及模擬跨步電壓，跨步電壓模擬裝置41向?qū)W員施加模擬跨步電壓；當(dāng)學(xué)員身體或手觸碰到模擬桿塔60時(shí)，觸發(fā)接觸電壓，接觸電壓模擬裝置42使學(xué)員體驗(yàn)?zāi)M接觸電壓。
[0026]演示裝置50包括實(shí)時(shí)顯示學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值及接觸電壓值的LED顯示屏51、實(shí)時(shí)顯示學(xué)員的行走軌跡的投影設(shè)備52、在學(xué)員觸發(fā)高壓跨步電壓或接觸電壓時(shí)發(fā)出警報(bào)聲的音箱53，學(xué)員所觸發(fā)的電壓值越高，則音箱53發(fā)出的警報(bào)聲越大。
[0027]模擬桿塔60上有絕緣子61，高壓導(dǎo)線62從絕緣子61上懸垂下來，高壓導(dǎo)線62在落地點(diǎn)26上與模擬地面20接觸導(dǎo)通，模擬桿塔60上還設(shè)有觸碰感應(yīng)器63，用以判斷學(xué)員在模擬地面20內(nèi)行走時(shí)是否觸碰模擬桿塔60。
[0028]以下為本實(shí)施例中高壓跨步電壓體感設(shè)備的使用步驟，操作流程參見圖2。
[0029]1、培訓(xùn)教師檢查并確認(rèn)設(shè)備安全可靠。
[0030]2、培訓(xùn)教師打開設(shè)備的電源開關(guān)，在控制系統(tǒng)10的參數(shù)設(shè)定模塊12中設(shè)定好各部件的參數(shù)，需要設(shè)定的參數(shù)包括接地的高壓導(dǎo)線的電壓值、安全電壓限值、演示系統(tǒng)中音箱的音量和警報(bào)聲的播放頻率。
[0031]3、學(xué)員進(jìn)入模擬地面20行走，腳印感應(yīng)裝置30收集學(xué)員兩腳所在的位置的信息，并將所獲得的信息傳送至控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊和演示裝置。
[0032]4、控制系統(tǒng)10中的電壓計(jì)算模塊12根據(jù)來自腳印感應(yīng)裝置30的信息計(jì)算學(xué)員與高壓導(dǎo)線落地點(diǎn)26之間的距離、學(xué)員兩腳之間的橫向距離和縱向距離，并依此計(jì)算出學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值，學(xué)員在模擬地面內(nèi)采用單腳跳躍或者雙腳并攏跳躍的行走方式時(shí)，所觸發(fā)的高壓跨步電壓值為0，所體驗(yàn)的模擬跨步電壓值為0，即不產(chǎn)生觸電感覺；當(dāng)學(xué)員采取一般行走方式時(shí)，觸發(fā)高壓跨步電壓，并體驗(yàn)的模擬跨步電壓，學(xué)員的步幅大小與所觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小正相關(guān)，學(xué)員與導(dǎo)線落地點(diǎn)之間距離與所觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小負(fù)相關(guān)，學(xué)員觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小與學(xué)員所體驗(yàn)的模擬跨步電壓值的大小正相關(guān)。
[0033]5、控制系統(tǒng)10中的電壓計(jì)算模塊12將學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值傳送至演示裝置50，演示裝置50的LED顯示屏51顯示學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓，投影設(shè)備52顯示學(xué)員在模擬地面上行走的軌跡，音箱52播放警報(bào)聲。
[0034]6、控制系統(tǒng)10中的電壓計(jì)算模塊12將學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值等比例縮小至安全電壓以下，獲得模擬跨步電壓值，并將模擬跨步電壓值的信息傳送至模擬觸電裝置40
[0035]7、觸電模擬裝置40中的跨步電壓模擬裝置41向?qū)W員施加模擬跨步電壓。
[0036]8、設(shè)置在模擬桿塔60上的接觸感應(yīng)器63判斷學(xué)員是否觸碰到模擬桿塔，并將信息傳送到控制系統(tǒng)10的電壓計(jì)算模塊12上。
[0037]9、若學(xué)員在模擬地面20上行走的過程中觸碰到模擬桿塔60，則控制系統(tǒng)10控制模擬觸電裝置40中的接觸電壓模擬裝置42向?qū)W員施加模擬觸碰電壓，所述的模擬觸碰電壓值小于安全電壓值。
[0038]10、學(xué)員體驗(yàn)完成后退出模擬地面20，教師關(guān)停高壓跨步電壓體感設(shè)備。
[0039]上述僅為本發(fā)明專利的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明專利的涉及構(gòu)想并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明專利保護(hù)范圍的行為。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓跨步電壓體感設(shè)備，其特征在于:包括控制系統(tǒng)、模擬地面、腳印感應(yīng)裝置、模擬觸電裝置和演示裝置，其中 所述的控制系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)定模塊和電壓計(jì)算模塊，所述的控制系統(tǒng)與模擬地面、腳印感應(yīng)裝置、模擬觸電裝置電連接； 所述的模擬地面上設(shè)有高壓導(dǎo)線落地點(diǎn)，以該落地點(diǎn)為中心標(biāo)示有等電位圈； 所述的腳印感應(yīng)裝置布置在模擬地面上，用以檢測(cè)人在模擬地面上行走時(shí)兩腳與模擬地面接觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送至控制系統(tǒng)的電壓計(jì)算模塊； 所述的模擬觸電裝置與控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊電連接并安裝在學(xué)員身上； 所述的演示裝置與控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊電連接，包括顯示屏和音箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓跨步電壓體感設(shè)備，其特征在于:所述的模擬地面上層為鋼化玻璃，下層采用厚度為15-20mm的抗倍特板，模擬地面的底座為鋼架結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壓跨步電壓體感設(shè)備，其特征在于:所述的模擬地面的抗倍特板上刻有用以安裝LED燈帶的凹槽，LED燈帶的安裝位置與模擬地面上標(biāo)示的等電位圈相對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓跨步電壓體感設(shè)備，其特征在于:所述的腳印感應(yīng)裝置包括檢測(cè)學(xué)員兩腳所在位置的紅外漫反射開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓跨步電壓體感設(shè)備，其特征在于:還包括模擬桿塔，所述的模擬桿塔上設(shè)有絕緣子、高壓導(dǎo)線和用以判斷學(xué)員是否觸碰模擬桿塔的接觸感應(yīng)器，所述的高壓導(dǎo)線從絕緣子處下垂并在模擬地面上的高壓導(dǎo)線落地點(diǎn)與模擬地面連接，所述的接觸感應(yīng)器與控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓跨步電壓體感設(shè)備，其特征在于:所述的演示裝置中的顯示屏包括顯示學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值和接觸電壓值的LED顯示屏、顯示學(xué)員在模擬地面內(nèi)行走軌跡的投影設(shè)備。
7.一種高壓跨步電壓體感設(shè)備的使用方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1，在控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定模塊中設(shè)定好各部件的參數(shù)； 步驟2，學(xué)員進(jìn)入模擬地面進(jìn)行模擬高壓跨步電壓電場(chǎng)區(qū)域的體驗(yàn)，此時(shí)，腳印感應(yīng)裝置收集學(xué)員兩腳所在的位置的信息，并將所獲得的信息傳送至控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊和演示裝置； 步驟3，控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊根據(jù)來自腳印感應(yīng)裝置的信息計(jì)算學(xué)員與高壓導(dǎo)線落地點(diǎn)之間的距離、學(xué)員兩腳之間的橫向距離和縱向距離，并依此計(jì)算出學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值； 步驟4，控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊將學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值傳送至演示裝置，演示裝置的顯示屏顯示學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓和學(xué)員在模擬地面上行走的軌跡，演示裝置中的音箱播放警報(bào)聲； 步驟5，控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊將學(xué)員所觸發(fā)的高壓跨步電壓值等比例縮小至安全電壓以下，獲得模擬跨步電壓值，并將模擬跨步電壓值的信息傳送至模擬觸電裝置； 步驟6，模擬觸電裝置向?qū)W員施加模擬跨步電壓，使學(xué)員體驗(yàn)?zāi)M跨步電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高壓跨步電壓體感設(shè)備的使用方法，其特征在于:步驟1中，控制系統(tǒng)中的參數(shù)設(shè)定模塊所設(shè)定的參數(shù)包括接地的高壓導(dǎo)線的電壓值、安全電壓限值、演示系統(tǒng)中音箱的音量和警報(bào)聲的播放頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高壓跨步電壓體感設(shè)備的使用方法，其特征在于:學(xué)員在模擬地面內(nèi)采用單腳跳躍或者雙腳并攏跳躍的行走方式時(shí)，所觸發(fā)的高壓跨步電壓值為0，所體驗(yàn)的模擬跨步電壓值為0，即不產(chǎn)生觸電感覺；當(dāng)學(xué)員采取一般行走方式時(shí)，觸發(fā)高壓跨步電壓，并體驗(yàn)的模擬跨步電壓，學(xué)員的步幅大小與所觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小正相關(guān)，學(xué)員與導(dǎo)線落地點(diǎn)之間距離與所觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小負(fù)相關(guān)，學(xué)員觸發(fā)的高壓跨步電壓值的大小與學(xué)員所體驗(yàn)的模擬跨步電壓值的大小正相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高壓跨步電壓體感設(shè)備的使用方法，其特征在于:還包括設(shè)置在模擬桿塔上、與控制系統(tǒng)中的電壓計(jì)算模塊電連接的接觸感應(yīng)器，所述的接觸感應(yīng)器用以判斷學(xué)員是否觸碰到模擬桿塔，若學(xué)員在模擬地面上行走的過程中觸碰到模擬桿塔，則控制系統(tǒng)控制模擬觸電裝置向?qū)W員施加模擬觸碰電壓，所述的模擬觸碰電壓值小于安全電壓值。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK104464465SQ201410767609
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】陳靈根, 陳清諒, 葉曉紅, 邱碧丹, 李燕燕, 王錦坤, 趙鳳梅, 陳雪琨 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 福建省電力有限公司泉州電力技能研究院