本实用新型专利技术公开了一种高仿真度跨步电压安全体验装置，设有前端低压电极、后端低压电极、高压电极、半导体橡胶垫、绝缘底座、限流电阻和交流电源模块；半导体橡胶垫铺设在绝缘底座的顶面上，前端低压电极、后端低压电极和高压电极均安装在半导体橡胶垫的底面与绝缘底座的顶面之间，前端低压电极、后端低压电极和高压电极分别与半导体橡胶垫的半导体板的前端部、后端部和中部电连接，前端低压电极和后端低压电极分别接地，高压电极与限流电阻的一端电连接，交流电源模块的输出端正极与限流电阻的另一端电连接、输出端负极接地。本实用新型专利技术能帮助使用者更为真实的对跨步电压进行体验并了解学习跨步电压的特性。
【技术实现步骤摘要】
一种高仿真度跨步电压安全体验装置
本技术涉及一种高仿真度跨步电压安全体验装置。
技术介绍
所谓跨步电压，就是指电气设备发生接地故障时，在接地电流入地点周围电位分布区行走的人，其两脚之间的电压。对于电力行业的从业人员来说，其工作环境中多存在高压线路，因此对其进行跨步电压安全体验学习、避免由高压线路短路接地而引起的触电事故，显得尤为重要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种高仿真度跨步电压安全体验装置。解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：一种高仿真度跨步电压安全体验装置，其特征在于：所述的高仿真度跨步电压安全体验装置设有前端低压电极、后端低压电极、高压电极、半导体橡胶垫、绝缘底座、限流电阻和交流电源模块；所述半导体橡胶垫由半导体板和包覆在所述半导体板之外的橡胶层组成，所述半导体橡胶垫铺设在所述绝缘底座的顶面上，所述前端低压电极、后端低压电极和高压电极均安装在所述半导体橡胶垫的底面与所述绝缘底座的顶面之间，所述前端低压电极、后端低压电极和高压电极分别与所述半导体橡胶垫的半导体板的前端部、后端部和中部电连接，所述前端低压电极和后端低压电极分别通过穿过所述绝缘底座的导线接地，所述高压电极通过穿过所述绝缘底座的导线与所述限流电阻的一端电连接，所述交流电源模块的输出端正极与所述限流电阻的另一端电连接、输出端负极接地；所述交流电源模块通过所述限流电阻和高压电极加在所述半导体橡胶垫的半导体板中部的对地电压有效值小于10mA*ρ*L/s，所述交流电源模块通过所述限流电阻和高压电极向所述半导体橡胶垫的半导体板中部输出的电流有效值在5mA至10mA之间；其中，ρ、L和s分别为所述半导体板的电导率、长度和横截面积。作为本技术的一种优选实施方式，所述的交流电源模块由升压变压器和调压控制箱组成；所述调压控制箱的输入端接入220V交流市电、输出端与所述升压变压器的原边绕组并联连接，所述升压变压器的副边绕组的两端即为所述交流电源模块的输出端正极和输出端负极。作为本技术的一种优选实施方式，所述的高仿真度跨步电压安全体验装置还设有两根绝缘扶手；所述两根绝缘扶手均固定在所述绝缘底座的顶面上并分别位于所述半导体橡胶垫的左右两侧位置。作为本技术的一种优选实施方式，所述半导体橡胶垫的顶面上沿前后方向设有多个脚印图案；相邻两个所述脚印图案之间的距离为60cm。作为本技术的一种优选实施方式，所述半导体橡胶垫的半导体板为矩形半导体板，所述前端低压电极、后端低压电极和高压电极均为条形电极。作为本技术的一种优选实施方式，所述半导体橡胶垫的半导体板的长度、宽度、厚度和电阻率分别为10cm、2mm、2cm和1.25MΩ，所述交流电源模块通过所述限流电阻和高压电极加在所述半导体橡胶垫的半导体板中部的对地电压有效值小于1000V，所述交流电源模块通过所述限流电阻和高压电极向所述半导体橡胶垫的半导体板中部输出的电流有效值为5mA至10mA。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术能够高仿真度的模拟高压线路短路接地后的跨步电压分布特性，并且，能够对使用者产生具有刺痛感的电压、且确保流入人体的电流在安全范围以内，并能利用半导体橡胶垫的橡胶层模拟高压线路所在环境的土壤质感，从而帮助使用者更为真实的对跨步电压进行体验并了解学习跨步电压的特性。附图说明下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明：图1为本技术的高仿真度跨步电压安全体验装置的主视结构示意图；图2为本技术的高仿真度跨步电压安全体验装置的俯视结构示意图。具体实施方式如图1和图2所示，本技术的高仿真度跨步电压安全体验装置，设有两根绝缘扶手1、前端低压电极2、后端低压电极9、高压电极3、半导体橡胶垫4、绝缘底座5、限流电阻6和交流电源模块。上述半导体橡胶垫4由矩形半导体板和包覆在半导体板之外的橡胶层组成，矩形半导体板的长度、宽度、厚度和电阻率分别为10cm、2mm、2cm和1.25MΩ，从而能够利用半导体板模拟土壤的电阻率特性、利用橡胶层模拟土壤的质感；前端低压电极2、后端低压电极9和高压电极3均为条形电极，绝缘底座5放置在地面上而与地绝缘，半导体橡胶垫4铺设在绝缘底座5的顶面上，前端低压电极2、后端低压电极9和高压电极3均安装在半导体橡胶垫4的底面与绝缘底座5的顶面之间，前端低压电极2、后端低压电极9和高压电极3分别与半导体橡胶垫4的半导体板的前端部、后端部和中部电连接，前端低压电极2和后端低压电极9分别通过穿过绝缘底座5的导线接地，高压电极3通过穿过绝缘底座5的导线与限流电阻6的一端电连接，交流电源模块的输出端正极与限流电阻6的另一端电连接、输出端负极接地；交流电源模块通过限流电阻6和高压电极3加在半导体橡胶垫4的半导体板中部的对地电压有效值小于1000V，交流电源模块通过限流电阻6和高压电极3向半导体橡胶垫4的半导体板中部输出的电流有效值在5mA至10mA之间，从而，使得高压电极3分别与前端低压电极2和后端低压电极9之间形成跨步电压梯度，以模拟真实环境下的跨步电压特性，并且，交流电源模块通过限流电阻6和高压电极3向半导体橡胶垫4的半导体板中部输出的电流通过半导体板向前端低压电极2和后端低压电极9扩散，真实性的模拟了高压线路短路接地后的电压分布特性，并使得流入人脚部的最大电流为1mA，以确保本高仿真度跨步电压安全体验装置的使用者的人身安全。两根绝缘扶手1均固定在绝缘底座5的顶面上并分别位于半导体橡胶垫4的左右两侧位置。其中，上述交流电源模块由升压变压器7和调压控制箱8组成；调压控制箱8的输入端接入220V交流市电、输出端与升压变压器7的原边绕组并联连接，升压变压器7的副边绕组的两端即为交流电源模块的输出端正极和输出端负极。另外，上述半导体橡胶垫4的顶面上沿前后方向还可增设多个脚印图案4a；相邻两个脚印图案4a之间的距离为60cm，以便于提醒使用者行走间距。因此，利用本技术的高仿真度跨步电压安全体验装置，可以进行安全学习体验外，还可对跨步电压梯度特性进行分析，能够通过亲身体验跨步电压触电，让学员了解跨步电压产生的原理、容易产生跨步电压的场所、跨步电压触电的原因，遇到跨步电压如何来正确地脱离危险区，帮助学员掌握正确的预防跨步电压的方法，避免不必要的触电事故的发生。需要说明的是，上述矩形半导体板的长度、宽度、厚度和电阻率还可选用其它尺寸规格，只需确保交流电源模块通过限流电阻6和高压电极3加在半导体橡胶垫4的半导体板中部的对地电压有效值小于10mA*ρ*L/s即可，其中，ρ、L和s分别为所述半导体板的电导率、长度和横截面积。其中，上述对地电压有效值小于10mA*ρ*L/s和电流有效值在5mA至10mA之间的取值范围，是由按以下思路得出的：设流经半导体橡胶垫的总电流10mA进行设计，其中向两侧各流5mA。为保证电压在60cm的步幅中，有足够的电压可以使电流灌入人体，电压设为200V，则在200cm长度上的电压应在1000V。则半导体橡胶垫的电阻为200kΩ。设半导体橡胶垫的厚度为1cm，宽度为0.5米，长度为2米，根据公式其中ρ为电阻率，L为长度、s为截面积。ρ＝R*S/L＝0.2M*0.01*0.5/2＝500欧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高仿真度跨步电压安全体验装置，其特征在于：所述的高仿真度跨步电压安全体验装置设有前端低压电极(2)、后端低压电极(9)、高压电极(3)、半导体橡胶垫(4)、绝缘底座(5)、限流电阻(6)和交流电源模块；所述半导体橡胶垫(4)由半导体板和包覆在所述半导体板之外的橡胶层组成，所述半导体橡胶垫(4)铺设在所述绝缘底座(5)的顶面上，所述前端低压电极(2)、后端低压电极(9)和高压电极(3)均安装在所述半导体橡胶垫(4)的底面与所述绝缘底座(5)的顶面之间，所述前端低压电极(2)、后端低压电极(9)和高压电极(3)分别与所述半导体橡胶垫(4)的半导体板的前端部、后端部和中部电连接，所述前端低压电极(2)和后端低压电极(9)分别通过穿过所述绝缘底座(5)的导线接地，所述高压电极(3)通过穿过所述绝缘底座(5)的导线与所述限流电阻(6)的一端电连接，所述交流电源模块的输出端正极与所述限流电阻(6)的另一端电连接、输出端负极接地；所述交流电源模块通过所述限流电阻(6)和高压电极(3)加在所述半导体橡胶垫(4)的半导体板中部的对地电压有效值小于10mA*ρ*L/s，所述交流电源模块通过所述限流电阻(6)和高压电极(3)向所述半导体橡胶垫(4)的半导体板中部输出的电流有效值在5mA至10mA之间；其中，ρ、L和s分别为所述半导体板的电导率、长度和横截面积。...
【技术特征摘要】
1.一种高仿真度跨步电压安全体验装置，其特征在于：所述的高仿真度跨步电压安全体验装置设有前端低压电极(2)、后端低压电极(9)、高压电极(3)、半导体橡胶垫(4)、绝缘底座(5)、限流电阻(6)和交流电源模块；所述半导体橡胶垫(4)由半导体板和包覆在所述半导体板之外的橡胶层组成，所述半导体橡胶垫(4)铺设在所述绝缘底座(5)的顶面上，所述前端低压电极(2)、后端低压电极(9)和高压电极(3)均安装在所述半导体橡胶垫(4)的底面与所述绝缘底座(5)的顶面之间，所述前端低压电极(2)、后端低压电极(9)和高压电极(3)分别与所述半导体橡胶垫(4)的半导体板的前端部、后端部和中部电连接，所述前端低压电极(2)和后端低压电极(9)分别通过穿过所述绝缘底座(5)的导线接地，所述高压电极(3)通过穿过所述绝缘底座(5)的导线与所述限流电阻(6)的一端电连接，所述交流电源模块的输出端正极与所述限流电阻(6)的另一端电连接、输出端负极接地；所述交流电源模块通过所述限流电阻(6)和高压电极(3)加在所述半导体橡胶垫(4)的半导体板中部的对地电压有效值小于10mA*ρ*L/s，所述交流电源模块通过所述限流电阻(6)和高压电极(3)向所述半导体橡...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘林，李威，王鹏，郭艳辉，
申请(专利权)人：刘林，李威，王鹏，郭艳辉，
类型：新型
国别省市：河南,41
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