一种炭化路径放电火灾危险性演示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种炭化路径放电火灾危险性演示装置，整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区、第三负荷加载显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线、保险丝、带漏电保护短路保护器和短路保护器；在第二演示区布置演示模块，其结构为：在炭化路径板上设置有两条已局部炭化完成的导线；在第三负荷加载显示区上方布置负载和插座，中部布置触摸显示屏和按键模块，下方布置工作状态指示灯、网线接口模块和触摸显示屏开关。本发明专利技术装置演示了零线和火线经过石墨炭层直接短接产生剧烈的放电电弧和高温的电气火灾引火源的现象和原因、痕迹特征；以及带漏电保护短路保护器和短路保护器无法消除该类故障产生的引火源。

A demonstration device for the fire hazard of carbonization path discharge

【技术实现步骤摘要】
一种炭化路径放电火灾危险性演示装置
本专利技术属于电气火灾研究
，特别是一种炭化路径放电火灾危险性演示装置。
技术介绍
在电气线路中，由于零线和火线两相线之间某对应点附近的绝缘层因老化或拉拽、摩擦等作用出现微小破损处，在持续的通电情况下，在零线和火线对应的微小破损处会不间断地产生微小的放电电弧；并在电弧能量作用下，破损处的表层绝缘层逐步炭化，慢慢形成具有导电性能的石墨炭层，当形成的石墨炭层逐步从表层延伸至绝缘层内表面时，相当于火线通过该石墨炭与零线短接产生放电电弧，成为电气火灾引火源。该放电电弧所释放的能量足以将可燃物引燃，具有很大的火灾危害性。国内对该类故障产生的引火源的机理研究尚处于空白阶段，现有针对电气火灾调查以及痕迹查找主要集中在短路、漏电、接触不良等电气故障上，对炭化路径放电故障这一引火源的研究和痕迹分析处于空白状况。而一种炭化路径放电火灾危险性演示装置就能有效填补这一空白，可使消防部队和火调人员清楚的认识到炭化路径放电的形成机理和痕迹特征；还可使普通的人民大众认识到该类故障的火灾危险性；同时还能为预防该类引火源提供技术依据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种炭化路径放电火灾危险性演示装置，通过演示炭化路径实验以及实验后形成的痕迹特征，可使电气火灾防控技术人员、火灾调查人员、普通大众认识到炭化路径放电引发电气火灾发生的过程、原因以及火灾物证鉴定人员判别鉴定该类故障产生的痕迹特征。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种炭化路径放电火灾危险性演示装置，包括：A)装置的元器件整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区、第三负荷加载及显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线、保险丝、带漏电保护短路保护器和短路保护器；中间分别布置有电气火灾带漏电保护短路保护器和短路保护器对应的开关；在第二演示区布置演示模块，所述演示模块用于演示炭化路径放电，其结构为：在炭化路径板上设置有两条已局部炭化完成的导线；在第三负荷加载及显示区上方布置负载和插座，中部布置触摸显示屏和按键模块，下方布置工作状态指示灯、网线接口模块和触摸显示屏开关；B)装置的内部电路220V交流电源通过电源线、保险丝、总开关依次连接，所述总开关分别连接两条支路，两条支路分别为：带漏电保护短路保护器与一个开关串联的支路、短路保护器与一个开关串联的支路；两条支路分别独立连接第二演示区的演示模块，即与演示模块的输入端连接；演示模块连接有一个开关，所述演示模块还连接到负载，所述负载连接有插座；演示模块的输入导线设置有一个电流互感器，电流互感器连接到信号调理模块，所述信号调理模块连接到MCU微处理器模块；所述MCU微处理器模块通过电源模块供电，且MCU微处理器模块还分别连接网线接口模块、按键模块和显示驱动模块；所述显示驱动模块连接到触摸显示屏。进一步的，演示模块连接有显示此模块导通或者断开的指示灯。进一步的，所述演示模块前端串联有升压变压器和开关。进一步的，所述插座用于连接各种用电器具或模拟负载。进一步的，所述MCU微处理器模块还连接有存储模块。进一步的，所述触摸显示屏能直接进行波形显示、存储的操作指令。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：演示了零线和火线经过石墨炭层短接产生剧烈放电电弧和高温的电气火灾引火源的现象。可使消防部队和火调人员清楚的认识到炭化路径放电的形成机理和痕迹特征；还可使普通的人民大众认识到该类故障的火灾危险性；同时还能为预防该类火灾引火源的科技人员提供技术依据。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术中炭化演示部分示意图。图3是本专利技术中设置有升压变压器时的电路图。图4是本专利技术中电器元件连接电路图。图中：1—电源线；2—保险丝；4—带漏电保护短路保护器；5—短路保护器；6—开关；7—石墨炭；8-炭化路径板；9—交流负载；11—指示灯；12—白炽灯；13—插座；14—触摸显示屏；15—触摸显示屏开关；16—按键模块；17—网线接口模块；18—工作状态指示灯；20—零线；21—火线；22-升压变压器；23-开关；32-总开关；33-电流互感器；34-电源模块；35-存储模块；36-MCU微处理器模块；37-信号调理模块；39-显示驱动模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术揭示了炭化引起电气火灾的现象和原因，即导线由于拉拽，摩擦，碰撞等机械作用造成绝缘层破损，在破损处由于放电电弧作用下，逐渐形成石墨炭层，当达到一定程度后，零线和火线经过石墨炭层短接产生剧烈的放电电弧和高温的电气火灾引火源。本专利技术一种炭化路径放电火灾危险性演示装置，其结构包括：A)装置的元器件整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区、第三负荷加载及显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线1、保险丝2、带漏电保护短路保护器4和短路保护器5；中间分别布置有带漏电保护短路保护器4和短路保护器5的开关6；在第二演示区布置演示模块，所述演示模块用于演示炭化路径放电，其结构为：在炭化路径板8上设置有两条已局部炭化完成的导线；在第三负荷加载及显示区上方布置负载和插座13，中部布置触摸显示屏14和按键模块16，下方布置工作状态指示灯18、网线接口模块17和触摸显示屏开关15；B)装置的内部电路220V交流电源通过电源线1、保险丝2、总开关32依次连接，所述总开关32分别连接两条支路，两条支路分别为：带漏电保护短路保护器4与一个开关6串联的支路、短路保护器5与一个开关6串联的支路；两条支路分别独立连接第二演示区的演示模块，即与演示模块的输入端连接；演示模块连接有一个开关6，所述演示模块还连接到负载；演示模块的输入导线设置有一个电流互感器33，电流互感器33连接到信号调理模块37，所述信号调理模块37连接到MCU微处理器模块36；所述MCU微处理器模块36通过电源模块34供电，且MCU微处理器模块36还分别连接网线接口模块17、按键模块16和显示驱动模块39；所述显示驱动模块39连接到触摸显示屏14。演示模块连接有显示此模块导通或者断开的指示灯11。所述MCU微处理器模块36还连接有存储模块35。插座13可以连接各种用电器具和模拟负载；触摸显示屏14既可以显示当前电流波形；按键模块16可以发送指令，选择所需要的功能；网线接口模块17可以通过网线连接至电脑，在电脑终端储存和显示波形；工作状态指示灯18可指示当前工作状态。本专利技术装置演示因电路绝缘层被电弧作用高温热解形成石墨炭，石墨炭瞬间导通放电的电气故障即为炭化路径导通放电故障。炭化路径放电放电原理是电路导线的绝缘因老化、腐蚀或拉拽、摩擦等机械作用造成线路两相电线之间的绝缘层对应点有破损，破损处会出现瞬间放电电弧，这种电弧可以使电线的绝缘发生炭化并形成石墨炭层，这种故障会在电路中较长时间内间歇性地不断发生，电路绝缘被不断炭化，当炭化达到一定程度后，会在电路某一电流出现的瞬间，炭化形成的石墨炭导通放电形成电弧放电故障，该放电电弧足以引燃可燃物形成引火源。该装置主要分为两大部分，分别是加速炭化部分和炭化放电部分。加速炭化：首先在两截导线之间制作绝缘层破损口通过升压变压器22将220V电压升高为1～3kV，将1～3kV高压加在两截导线之间，绝缘层破损处在高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭化路径放电火灾危险性演示装置，其特征在于，包括：A)装置的元器件整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区、第三负荷加载显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线(1)、保险丝(2)、带漏电保护短路保护器(4)和短路保护器(5)；中间分别布置有带漏电保护短路保护器(4)和短路保护器(5)的开关(6)；在第二演示区布置演示模块，所述演示模块用于演示炭化路径放电，其结构为：在炭化路径板(8)上设置有两条已局部炭化完成的导线；在第三负荷加载及显示区上方布置负载和插座(13)，中部布置触摸显示屏(14)和按键模块(16)，下方布置工作状态指示灯(18)、网线接口模块(17)和触摸显示屏开关(15)；B)装置的内部电路220V交流电源通过电源线(1)、保险丝(2)、总开关(32)依次连接，所述总开关(32)分别连接三条支路，三条支路分别为：电气火灾引火源消控装置(3)与一个开关(6)串联的支路、带漏电保护短路保护器(4)与一个开关(6)串联的支路、短路保护器(5)与一个开关(6)串联的支路；三条支路分别独立连接第二演示区的演示模块，即与演示模块的输入端连接；演示模块连接有一个开关(6)，所述演示模块还连接到负载，所述负载连接有插座(13)；演示模块的输入导线设置有一个电流互感器(33)，电流互感器(33)连接到信号调理模块(37)，所述信号调理模块(37)连接到MCU微处理器模块(36)；所述MCU微处理器模块(36)通过电源模块(34)供电，且MCU微处理器模块(36)还分别连接网线接口模块(17)、按键模块(16)和显示驱动模块(39)；所述显示驱动模块(39)连接到触摸显示屏(14)。...

【技术特征摘要】
1.一种炭化路径放电火灾危险性演示装置，其特征在于，包括：A)装置的元器件整个演示装置从左至右分别为第一电源接入区、第二演示区、第三负荷加载显示区；在第一电源接入区左侧布置电源线(1)、保险丝(2)、带漏电保护短路保护器(4)和短路保护器(5)；中间分别布置有带漏电保护短路保护器(4)和短路保护器(5)的开关(6)；在第二演示区布置演示模块，所述演示模块用于演示炭化路径放电，其结构为：在炭化路径板(8)上设置有两条已局部炭化完成的导线；在第三负荷加载及显示区上方布置负载和插座(13)，中部布置触摸显示屏(14)和按键模块(16)，下方布置工作状态指示灯(18)、网线接口模块(17)和触摸显示屏开关(15)；B)装置的内部电路220V交流电源通过电源线(1)、保险丝(2)、总开关(32)依次连接，所述总开关(32)分别连接三条支路，三条支路分别为：电气火灾引火源消控装置(3)与一个开关(6)串联的支路、带漏电保护短路保护器(4)与一个开关(6)串联的支路、短路保护器(5)与一个开关(6)串联的支路；三条支路分别独立连接第二演示区的演示模块，即与演示模块的输入端连接；演示模块连接有一个开关(6)，所述演示模块还...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳世群，赵长征，黄曜伟，吕忠，高鹏，王立芬，彭波，祝兴华，张怡，黄涵煜，
申请(专利权)人：公安部四川消防研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51