电气火灾情景体验装置及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种电气火灾情景体验装置及其控制方法，该装置包括：电源控制单元、故障单元、接线系统、燃烧池和灭火单元，其中电源控制单元通过接线系统与故障单元连接，用于为故障单元提供所需的电压和电流；故障单元包括若干个故障设置电路，每个故障设置电路对应于一种故障模式；燃烧池内设置有可燃物，故障单元的故障触发点设置在燃烧池内；灭火单元设置于燃烧池的一侧。该方法是：设置一种故障模式，接通电源触发故障电弧，引燃燃烧池中的可燃物，同时通过对燃烧池监控、数据采集和对比，发出报警信号，之后，采用灭火单元中的灭火器进行灭火。本发明不仅能够专门进行电气火灾的实验模拟，还能进行消防演习训练课科普教育。
【专利说明】电气火灾情景体验装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及消防设备研究领域，特别涉及一种电气火灾情景体验装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]火灾的情景模拟是以尽可能接近实际的方式再现火灾场面，给观众以真实的火灾现场情景，是实现火灾科研、防火科普教育、消防培训的有效途径。目前，国内外对火灾的情景模拟主要集中于数值模拟和在此基础上的虚拟现实技术。然而，就专门的电气火灾产生方面的情景模拟还未有研究，无论在软件仿真还是装置设计方面均未有报道。
[0003]因此，对专门的电气火灾进行情景模拟对于防范电气类火灾、增强民众的防火用电意识具有重要的实用价值。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种电气火灾情景体验装置，该装置不仅能够专门进行电气火灾的实验模拟，还能进行消防演习训练课科普教育。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种基于上述电气火灾情景体验装置的控制方法，通过该方法可以控制上述装置实现多种电气故障火灾的情景模拟。
[0006]本发明的目的通过以下的技术方案实现:电气火灾情景体验装置，包括:电源控制单元、故障单元、接线系统、燃烧池和灭火单元，其中电源控制单元通过接线系统与故障单元连接，用于为故障单元提供所需的电压和电流；故障单元包括若干个故障设置电路，每个故障设置电路对应于一种故障模式；燃烧池内设置有可燃物，故障单元的故障触发点设置在燃烧池内；灭火单元设置于燃烧池的一侧。
[0007]更进一步的，所述电源控制单元包括三相调压器，用于调整加载在故障设置电路上的电压、电流和功率。
[0008]优选的，故障单元内包括4个故障设置电路，分别为并联短路故障设置电路、接地短路故障设置电路、过载故障设置电路和接触不良故障设置电路，每个电路均分别通过接线系统和电源控制单元连接。
[0009]具体的，所述并联短路故障设置电路包括两路电线，一路连接相线，一路连接零线；故障发生时两路电线短接，相线和零线的接触点为故障触发点。
[0010]具体的，所述接地短路故障设置电路包括两路电线，一路连接相线，一路连接地线；故障发生时两路电线短接，相线和地线的接触点为故障触发点。
[0011]具体的，所述过载故障设置电路包括一路电线，控制单元通过接线系统在该路电线两端加载大于数倍该电线安全电流负载的电流，该电线任何一点均可为故障触发点。
[0012]具体的，所述接触不良故障设置电路包括两根导线，两根导线表面之间接触间隙大于安全值，控制单元通过接线系统供电，故障触发点在两根导线之间的间隙处。
[0013]优选的，所述电气火灾情景体验装置还包括情景监控单元，该单元包括温度传感器、烟气浓度测试装置和显示单元，温度传感器、烟气浓度测试装置设置在燃烧池周围，温度传感器采集的温度值、烟气浓度测试装置采集的烟气浓度值实时地显示在显示单元上。
[0014]优选的，所述电气火灾情景体验装置还包括火灾报警单元，用于在情景监控单元中的数据大于预设的数据时对外报警。
[0015]优选的，所述燃烧池为下凹容器，其内的可燃物为汽油、酒精、聚氨酯泡沫材料、白纸、衣物。
[0016]一种基于上述电气火灾情景体验装置的控制方法，包括步骤:
[0017](I)用户在故障单元选定一种故障模式，对其对应的故障设置电路进行设定，然后设定的信号发送到电源控制单元；
[0018](2)电源控制单元根据选定的故障模式对相应的故障设置电路提供电压或电流；
[0019](3)开启该故障设置电路，故障设置电路中的故障触发点处发出电火花，进而引燃燃烧池内的可燃物，产生火焰；
[0020](4)用户关闭故障设置电路，开启灭火单元对燃烧池内火焰进行灭火。
[0021]优选的，所述故障设置电路中的器件为可替换器件，电源控制单元根据不同器件提供不同的电压或电流。从而可以对器件的安全性进行测试，为电气火灾的情景模拟提供了技术参数。
[0022]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0023]1、本发明装置是消防演习和训练系统方案设计的一部分，主要可用于企业消防培训和应急演习，也可作为消防警示体验场馆的一部分，特别是能对由于电气故障引起的火灾进行实验模拟、消防应急演练。
[0024]2、本发明中的电源控制单元可以根据不同的故障设置电路、同一故障设置电路中不同器件设置不同的电压或电流，从而可以对各电器件的安全性进行测试，为电气火灾的情景模拟提供了技术参数。
[0025]3、通过对本发明装置的使用，可以告诫人们一些电气故障是如何引发火灾的，给人们一种亲临现场的体验，同时也为人们对电气安全提供一些警示。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明装置的结构示意图。
[0027]图2是并联短路故障设置电路的示例图。
[0028]图3是接地短路故障设置电路的示例图。
[0029]图4是过载故障设置电路的示例图。
[0030]图5是接触不良故障设置电路的示例图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0032]实施例1
[0033]如图1所示，本实施例电气火灾情景体验装置包括:电源控制单元、故障单元、接线系统、燃烧池和灭火单元，其中电源控制单元通过接线系统与故障单元连接，用于为故障单元提供所需的电压和电流；故障单元包括若干个故障设置电路，每个故障设置电路对应于一种故障模式；燃烧池内设置有可燃物，故障单元的故障触发点设置在燃烧池内；灭火单元设置于燃烧池的一侧。所述电源控制单元包括三相调压器，用于调整加载在故障设置电路上的电压、电流和功率。
[0034]本实施例装置还包括情景监控单元，该单元包括温度传感器、烟气浓度测试装置和显示单元，温度传感器、烟气浓度测试装置设置在燃烧池周围，温度传感器采集的温度值、烟气浓度测试装置采集的烟气浓度值实时地显示在显示单元上。
[0035]本实施例装置还包括火灾报警单元，用于在情景监控单元中的数据大于预设的数据时对外报警。
[0036]所述燃烧池为下凹容器，其内的可燃物为汽油、酒精、聚氨酯泡沫材料、白纸、衣物
坐寸ο
[0037]基于上述电气火灾情景体验装置的控制方法，包括步骤:
[0038](I)用户在故障单元选定一种故障模式，对其对应的故障设置电路进行设定，然后设定的信号发送到电源控制单元；
[0039](2)电源控制单元根据选定的故障模式对相应的故障设置电路提供电压或电流；
[0040](3)开启该故障设置电路，故障设置电路中的故障触发点处发出电火花，进而引燃燃烧池内的可燃物，产生火焰；
[0041](4)用户关闭故障设置电路，开启灭火单元对燃烧池内火焰进行灭火。
[0042]所述故障设置电路中的器件为可替换器件，电源控制单元根据不同器件提供不同的电压或电流。
[0043]在本实施例中，故障单元内包括4个故障设置电路，分别为并联短路故障设置电路、接地短路故障设置电路、过载故障设置电路和接触不良故障设置电路，每个电路均分别通过接线系统和电源控制单元连接。下面结合图2-5分别对每种电路故障进行详细描述。
[0044]如图2所示，为并联短路故障设置电路，包括两路电线，一路连接相线，一路连接零线，图中21为接线部分，22为压线装置，23为接触闸刀。故障发生时两路电线短接，相线和零线的接触点为故障触发点。在选择此故障模式时，调整好电压和电流并且通电后，将接触闸刀合上，进入短路状态，在短路接触点(即故障触发点)中会发出电火花，从而点燃燃烧池中的可燃物，与此同时情景监控单元对温度和烟气浓度进行监控，并采集数据，通过与预设的数据进行对比，若出现异常，则火灾报警单元会对外发出报警信号，接收到报警信号后，通过灭火单元中的灭火器对燃烧池进行灭火。
[0045]如图3所示，为接地短路故障设置电路，包括两路电线，一路连接相线，一路连接地线(实线代表相线，虚线代表地线)；故障发生时两路电线短接，相线和地线的接触点为故障触发点。图中31为接线部分，32为压线装置，33为接触闸刀。在选择此故障模式时，通过接地短路弓I起电火花，点燃燃烧池中的可燃物。
[0046]如图4所示，为过载故障设置电路，包括一路电线，图中41为接线部分，42为压线装置。控制单元通过接线系统在该路电线两端加载大于数倍该电线安全电流负载的电流，该电线任何一点均可为故障触发点。在选择此故障模式时，通过对电线进行加载远远大于其允许的最大电流值，使其处于过载状态，从而出现故障引起电火花，点燃燃烧池中的可燃物。[0047]如图5所示，为接触不良故障设置电路，包括两根导线，两根导线表面之间接触间隙大于安全值，控制单元通过接线系统供电，故障触发点在两根导线之间的间隙处。如图中51表示接线部分，52为可动调节支架，53为金属接触端。在选择此故障模式时，由于两根导线之间压力太小造成导线表面并不是完全接触，其间存在间隙，当空隙大于一定值时，通上电流后，在这间隙之间会出现电火花，点燃燃烧池中的可燃物。
[0048]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.电气火灾情景体验装置，其特征在于，包括:电源控制单元、故障单元、接线系统、燃烧池和灭火单元，其中电源控制单元通过接线系统与故障单元连接，用于为故障单元提供所需的电压和电流；故障单元包括若干个故障设置电路，每个故障设置电路对应于一种故障模式；燃烧池内设置有可燃物，故障单元的故障触发点设置在燃烧池内；灭火单元设置于燃烧池的一侧。
2.根据权利要求1所述的电气火灾情景体验装置，其特征在于，所述电源控制单元包括三相调压器，用于调整加载在故障设置电路上的电压、电流和功率。
3.根据权利要求1所述的电气火灾情景体验装置，其特征在于，故障单元内包括4个故障设置电路，分别为并联短路故障设置电路、接地短路故障设置电路、过载故障设置电路和接触不良故障设置电路，每个电路均分别通过接线系统和电源控制单元连接。
4.根据权利要求3所述的电气火灾情景体验装置，其特征在于，所述并联短路故障设置电路包括两路电线，一路连接相线，一路连接零线；故障发生时两路电线短接，相线和零线的接触点为故障触发点。
5.根据权利要求3所述的电气火灾情景体验装置，其特征在于，所述接地短路故障设置电路包括两路电线，一路连接相线，一路连接地线；故障发生时两路电线短接，相线和地线的接触点为故障触发点。
6.根据权利要求3所述的电气火灾情景体验装置，其特征在于，所述过载故障设置电路包括一路电线，控制单元通过接线系统在该路电线两端加载大于数倍该电线安全电流负载的电流，该电线任何一点均可为故障触发点。
7.根据权利要求3所述的电气火灾情景体验装置，其特征在于，所述接触不良故障设置电路包括两根导线，两根导线表面之间接触间隙大于安全值，控制单元通过接线系统供电，故障触发点在两根导线之间的间隙处。
8.根据权利要求1所述的电气火灾情景体验装置，其特征在于， 所述电气火灾情景体验装置还包括情景监控单元，该单元包括温度传感器、烟气浓度测试装置和显示单元，温度传感器、烟气浓度测试装置设置在燃烧池周围，温度传感器采集的温度值、烟气浓度测试装置采集的烟气浓度值实时地显示在显示单元上； 所述电气火灾情景体验装置还包括火灾报警单元，用于在情景监控单元中的数据大于预设的数据时对外报警； 所述燃烧池为下凹容器，其内的可燃物为汽油、酒精、聚氨酯泡沫材料、白纸、衣物。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述的电气火灾情景体验装置的控制方法，其特征在于，包括步骤: (1)用户在故障单元选定一种故障模式，对其对应的故障设置电路进行设定，然后设定的信号发送到电源控制单元； (2)电源控制单元根据选定的故障模式对相应的故障设置电路提供电压或电流； (3)开启该故障设置电路，故障设置电路中的故障触发点处发出电火花，进而引燃燃烧池内的可燃物，产生火焰； (4)用户关闭故障设置电路,开启灭火单兀对燃烧池内火焰进行灭火。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述故障设置电路中的器件为可替换器件，电源控制单元根据不同器件提供不同的电压或电流。
【文档编号】G09B25/00GK103839473SQ201410083657
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】莫善军, 刘石亮, 梁栋, 王粤 申请人:中山大学