[0001] 本发明涉及一种教学实训装置，特别涉及一种电力教学实训多功能柜。

[0002] 电力行业具有基层单位分散，对作业人员技能要求高的特点。为了稳定与发展，每年都会到分散的基层单位对内部员工进行职业技能上的学习、培训及职业技能鉴定等。在目前的培训学习中，如果学员只通过书本或老师的讲解来学习，由于不直观，学员很难理解、掌握。为提高学习效率，培训大都采用了理论与实训相结合的方式。现有的实训柜一台柜只能完成一个项目的培训。若要进行多个项目的培训，必需携带若干零散的实训装置，这些零散的实训装置移动携带不便，极易丢失。且在进行培训时，需要从一大堆实训装置中找出需要的实训装置，导致了大量时间的浪费，培训效率低。

[0003] 且作为电力公司，将有必要宣传用电的基本常识及一些科普知识，包括节约用电。但是现在的宣传是靠一些发传单或者PPT，既花费人力，也花费财力，也没人愿意去看那枯燥的传单，因此到达宣传的效果也不是很理想；后来就采用实物和模型来进行宣传，虽然宣传效果有一定的提升，但是很花费财力，而且模型是单个的，对其进行保存也相当麻烦，并且移动也非常的不便。

[0020] 参见图1和图2，为电力教学实训多功能柜的一种实施例，包括立柜1。所述立柜下方设有滚轮，便于转动和移动立柜。所述立柜1的正面设置有用于安全用电保护的教学实训装置，所述用于安全用电保护的教学实训装置设置在立柜正面的第一基板2上。所述用于安全用电保护的教学实训装置包括隔离变压器、主变压器、漏保体验装置7、跨步电压体验装置8、大地模拟器9，所述隔离变压器TI、主变压器T、漏保体验装置、跨步电压体验装置、大地模拟器均设置在立柜正面的第一基板上。隔离变压器型号采用通用型号。隔离变压器TI安装在第一基板背面的立柜中，用于本电力教学实训多功能柜的电气隔离，可保护培训操作人员在实训操作过程中的人身安全。该隔离变压器TI前端和后端均设有引出测试点。隔离变压器TI前端和后端均设有引出测试点设置在一个隔离变压器模型5上，为了用于学员更直观地观察和操作演练。当然，所述隔离变压器TI前端和后端均设有引出测试点也可以设置在第一基板上的正面面板上。主变压器T安装在第一基板背面的立柜中，主变压器T的输出端与漏保体验装置电连接，用于为漏保体验装置供电。所述主变压器T的高压侧和低压侧均设有引出接口。主变压器T的高压侧和低压侧均设有引出接口设置在一个主变压器模型6上，为了用于学员更直观地观察和接线操作演练。当然，主变压器T的高压侧和低压侧均设有引出接口也可以设置在第一基板上的正面面板上。通过连接线连接主变压器T的高压侧和低压侧的引出接口，可以进行变压器的接线培训，包括变压器高压侧的星形接法培训以及低压侧的三角形接法培训。所述隔离变压器的输入端与输入电源之间设有断路刀闸HK、总电源开关LK，所述断路刀闸HK的输入端与输入电源连接，所述断路刀闸HK的输出端与总电源开关LK的输入端连接，所述总电源开关LK的输出端与隔离变压器TI的输入端连接，所述隔离变压器TI的输出端与主变压器的输入端之间设有调压模块TT，所述调压模块TT的输入端与隔离变压器TI的输出端连接，所述调压模块TT的输出端与主变压器的输入端连接。所述总电源开关LK的输出端与隔离变压器TI的输入端之间设有交流接触器KM。该交流接触器KM的主触点连接在总电源开关LK的输出端与隔离变压器TI的输入端之间。该交流接触器KM的线圈通过一急停按钮S控制其通电和断电。当遇到紧急情况，可以断开急停按钮S，立刻切断本多功能柜的输入电源，防止事故的发生。所述调压模块TT用于将市电降压为100V电压，能进一步保护培训操作人员在实训操作过程中的人身安全。本本多功能柜的输入电源为AC380V。总电源开关LK控制电源接入柜体。断路刀闸HK控制电源进入柜体。

[0021] 所述漏保体验装置包括三相漏电开关FK1、单相漏电开关FK2、三相空气开关LK1、单相空气开关LK2、三相设备、单相设备，所述三相漏电开关、三相空气开关的输入端均与主变压器T的输出端电连接，所述三相漏电开关、三相空气开关的输出端均与三相设备电连接，所述单相漏电开关、单相空气开关的输入端均与主变压器T的输出端电连接，所述单相漏电开关、单相空气开关的输出端均与单相设备电连接。所述三相设备包括电阻R1、开关SB1，以及三个指示灯HL4、HL5、HL6。电阻R1与开关SB1串联在三相漏电开关LK1、三相空气开关FK1的输出端与地之间。三个指示灯HL4、HL5、HL6分别连接在三相漏电开关LK1、三相空气开关FK1的输出端与PEN线之间。所述单相设备包括电阻R2、开关SB2，以及指示灯HL7。电阻R2与开关SB2串联在单相漏电开关LK2、单相空气开关FK2的输出端与地之间。指示灯HL7连接在单相漏电开关LK2、单相空气开关FK2的输出端与PEN线之间。所述第一基板上设有接口PE与PE线电连接，PE线与接口PE之间设有调压装置。所述第一基板上设有接口PEN与PEN线电连接。所述接口PE至少为两个。所述接口PEN至少为两个。

[0022] 三相漏保体验装置的操作步骤：将主变压器T的输出端电源引至三相漏保体验装置的三相漏电开关FK1输入端，将三相设备的开关SB1按至漏电档位，随着漏电强度增大，可观察三相设备的指示灯，观察三相漏电开关漏电保护动作；将三相设备的开关SB1按至按至短路档位，可观察三相漏电开关短路动作。将主变压器T的输出端电源引至三相漏保体验装置的三相空气开关LK1输入端，将三相设备的开关SB1按至漏电档位，随着漏电强度增大，可观察三相设备的指示灯，观察三相漏电开关漏电保护动作；将三相设备的开关SB1按至按至短路档位，可观察三相漏电开关短路动作。单相漏保体验装置的操作步骤与三相漏保体验装置的操作步骤相同。本发明还可以实现漏电保护开关与空气开关的比较。

[0023] 所述跨步电压体验装置与大地模拟器电连接，所述立柜正面的第一基板上还设有用于与跨步电压体验装置电连接的接口L和接口N，所述接口L和接口N通过单相开关与输入电源电连接。本实施例的所述接口L和接口N通过单相漏电开关LK3与输入电源电连接。所述单相漏电开关LK3的输入端与输入电源电连接，单相漏电开关LK3的输出端分别与接口L和接口N电连接。所述单相漏电开关LK3的两端并联有单相空气开关FK3，所述单相空气开关FK3的输入端与输入电源电连接，单相空气开关FK3的输出端与接口L电连接。所述跨步电压体验装置由多个相互独立的测试点组成，各测试点与大地模拟器的各接地接口相对应电连接，将大地模拟器的各接地接口引出至立柜正面的第一基板上。本实施例的测试点中包括有一个中心接口和多个导电环（28），多个导电环以中心接口为圆心呈同心圆状分布。本实施例的导电环有六个
所述大地模拟器包括多个流散模拟器，以及多个接地接口，接地接口的数量比流散模拟器数量多一个，从第二接地接口至倒数第二接地接口的各相邻的两个接地接口之间分别串联一个流散模拟器，第一接地接口与第三接地接口之间串联一个流散模拟器，最后一个接地接口与倒数第三个接地接口之间串联一个流散模拟器，各个流散模拟器混联形成所述大地模拟器。本优选实施例采用的所述大地模拟器包括六个流散模拟器和七个接地接口，六个流散模拟器分别为第一流散模拟器R1、第二流散模拟器R2、第三流散模拟器R3、第四流散模拟器R4、第五流散模拟器R5、第六流散模拟器R6，七个接地接口分别为第一接地接口ME1、第二接地接口ME2、第三接地接口ME3、第四接地接口ME4、第五接地接口ME5、第六接地接口ME6、第七接地接口ME7，六个流散模拟器串联的总阻值不大于10Ω，将所有流散模拟器并联的总阻值为0.27Ω。所述流散模拟器采用阻值为1.6Ω的金属铝壳电阻。所述流散模拟器采用能承受大功率的小阻值电阻。所述流散模拟器采用大功率小阻值的金属铝壳电阻。所述金属铝壳电阻的功率为50W至100W。

[0024] 本实施例的所述大地模拟器的第一接地接口ME1与跨步电压体验装置的中心接口电连接，所述大地模拟器的第二接地接口ME2与第一导电环电连接，大地模拟器的第三接地接口ME3与第二导电环电连接，大地模拟器的第四接地接口ME4与第三导电环电连接，大地模拟器的第五接地接口ME5与第四导电环电连接，大地模拟器的第六接地接口ME6与第五导电环电连接，大地模拟器的第七接地接口ME7与第六导电环电连接。

[0025] 进行跨步电压实验验证时，用连接线将接口L与跨步电压体验装置的中心接口接通；合上单相漏电开关LK3，就可以模拟相线“L”掉落地上或设备故障接地。用万用表电压档分别测量跨步电压体验装置的各同心圆间的电位差，可知距离掉落点越近电位越高，距离掉落点越远电位越低。用连接线将接口L与跨步电压体验装置的第一接地接口ME1接通，第一接地接口ME1作为掉落点B，形成第一流散电流，第一流散电流流过第一流散模拟器R1，在第三接地接口ME3处形成新的电位，此时第一接地接口ME1与第三接地接口ME3间形成电位差（跨步电压）U1；第一连接线短接第二接地接口ME2与第四接地接口ME4，第二流散模拟器R2与第三流散模拟器R3并联，第一流散电流分流为第二流散电流、第三流散电流，在第四接地接口ME4处形成新的电位，此时第三接地接口ME3与第四接地接口ME4间形成电位差U2(跨步电压)；第二、三连接线分别短接第四接地接口ME4与第六接地接口ME6、第六接地接口ME6与第七接地接口ME7，第四流散模拟器R4、第五流散模拟器R5和第六流散模拟器R6并联，第二流散电流、第三流散电流在第四接地接口ME4处分流为第四流散电流、第五流散电流、第六流散电流分别流过第四流散模拟器R4、第五流散模拟器R5和第六流散模拟器R6，在第五接地接口ME5处形成新的电位，此时第四接地接口ME4与第五接地接口ME5间形成电位差U3（跨步电压）。

[0026] 流散电流从掉落点B向四周流散，在第三接地接口ME3处形成新的电位，此时第一接地接口ME1与第三接地接口ME3间形成电位差（跨步电压）U1；在第四接地接口ME4处形成新的电位，此时第三接地接口ME3与第四接地接口ME4间形成电位差U2(跨步电压)；在第五接地接口ME5处形成新的电位，此时第四接地接口ME4与第五接地接口ME5间形成电位差U3（跨步电压）。从图中可以看出，离接地点B距离越近电位衰减的越快，其电位差越大；离接地点越远电位衰减的越慢，其电位差越小。

[0027] 用连接线将接口N或PE与跨步电压体验装置的中心接口接通；合上单相漏电开关LK3，就可以模拟零线“N”或保护线“PE”掉落地上或设备故障接地。用万用表电压档分别测量跨步电压体验装置的各同心圆间的电位差，可知距离掉落点远近均无电位。

[0028] 参见图3和图4，所述立柜1的左侧面设有用于节约用电展示的教学实训装置，该用于节约用电展示的教学实训装置设置在立柜的左侧面的第二基板3上。所述用于节约用电展示的教学实训装置包括各种节能性能不同的用电设备以及用于显示各种节能性能不同的用电设备的用电量的测量仪。所述各用电设备与供电电源之间分别设有控制开关。所述用于节约用电展示的教学实训装置通过用电设备的数据测试，来展示其最优化的节能用电。本实施例的用电设备采用照明灯效果为优。本实施例的各种节能性能不同的用电设备采用普通日光灯、LED日光灯、普通白炽灯、普通节能灯、LED节能灯。用电量的测量仪采用电流测量仪。所述LED日光灯、普通日光灯、普通白炽灯、普通节能灯、LED节能灯的功率相同。本实施例的LED日光灯、普通日光灯、普通白炽灯、普通节能灯、LED节能灯的功率为8W。本实施例的所述供电电源为220V交流。所述供电电源与电流测量仪的电源端之间设有第一开关电源U1。本实施例的所述用于节约用电展示的教学实训装置包括电度表KWH2、第一开关电源U1、普通日光灯L1、LED日光灯L2、普通白炽灯L3、普通节能灯L4、LED节能灯L5、五个电流测量仪A1-A5和五个控制开关K1-K5。所述普通日光灯、第一电流测量仪、第一控制开关串联在220V的供电回路中。所述LED日光灯、第二电流测量仪、第二控制开关串联在220V的供电回路中。所述第二电流测量仪用于测量LED日光灯消耗电流的大小。所述普通白炽灯、第三电流测量仪、第三控制开关串联在220V的供电回路中。所述第三电流测量仪用于测量普通白炽灯消耗电流的大小。所述普通节能灯、第四电流测量仪、第四控制开关串联在220V的供电回路中。所述第四电流测量仪用于测量普通节能灯消耗电流的大小。
所述LED节能灯、第五电流测量仪、第五控制开关串联在220V的供电回路中。所述第五电流测量仪用于测量LED节能灯消耗电流的大小。所述第一开关电源将220V电压转换成12V电压，用于给五个电流测量仪供电。本实施例的所述第一开关电源采用型号为DL-200的开关电源芯片。所述电度表用于计量该220V的供电回路的用电量。

[0029] 所述五个控制开关设置在第二基板的最底部，从左到右依次是第一控制开关、第二控制开关、第四控制开关、第五控制开关。当打开第一控制开关时，普通日光灯会工作，其下方的第一电流测量仪会显示其消耗电流的大小；当打开第二控制开关时， LED日光灯会工作，其下方的第二电流测量仪会显示其消耗电流的大小；当打开第三控制开关时，普通白炽灯L2会工作，其下方的第三电流测量仪会显示其消耗电流的大小；当打开第四控制开关时，第一普通节能灯L3会工作，其下方的第四电流测量仪会显示其消耗电流的大小；当打开第五控制开关时，LED节能灯L4会工作，其下方的第五电流测量仪会显示其消耗电流的大小。

[0030] 所述用于节约用电展示的教学实训装置还包括第二开关电源U2、手摇式发电机10、第二普通节能灯L6以及发电机电流测量仪A6、电压显示器V1。所述手摇式发电机与第二普通节能灯之间连接有稳压器。所述发电机电流测量仪、电压显示器用来显示手摇式发电机发出电流和电压的大小。所述第二开关电源将220V电压转换成24V电压，用于给发电机电流测量仪供电。本实施例的所述第二开关电源采用型号为DL-200的开关电源芯片。当用手指转动手摇式发电机的小马达轴，可以感觉磁极的磁力，手摇动手摇式发电机的摇把速度越快，发出的电越强，第二普通节能灯L1就越亮。即使摇动的速度很快，电压最大也不会超过36V,即保证学员能绝对的处于安全电压之下。

[0031] 参见图5至图7，所述立柜的右侧面设有用于光伏发电的教学实训装置。所述用于光伏发电的教学实训装置安装在立柜的右侧面的第三基板4上。所述用于光伏发电的教学实训装置包括光伏发电装置11、输出显示装置以及模拟太阳的发光装置，所述光伏发电装置的输出端与输出显示装置通过第一电接点连接。所述第一电接点为相对应的两个接线接口。所述输出显示装置包含有电压表、电流表以及显示灯泡。所述光伏发电装置包括光伏发电板、控制器、逆变器以及蓄电池。所述光伏发电装置的蓄电池可以给提供24V电源。所述光伏发电板的输出端通过第二电接点与蓄电池连接，给蓄电池充电。所述第二电接点为相对应的两个接线接口。所述光伏发电装置的光伏发电板的上端铰接在第三基板的安装槽中，通过一可收折的支架111支撑在第三基板上。该可收折的支架一端与第三基板固定连接，该可收折的支架111另一端与光伏发电板的背面固定连接。光伏发电板可以绕光伏发电板上端的铰点转动，调整光伏发电板与水平面之间的夹角，光伏发电板调整好角度后，通过可收折的支架上的定位装置定位。所述光伏发电板的下端与第三基板的安装槽中设有相配合的固定装置112，将光伏发电板固定在第三基板的发电板安装槽中。本实施例中，所述光伏发电板的下端设置衔铁，所述第三基板的发电板安装槽中设置磁铁。所述模拟太阳的发光装置设置在光伏发电板的上方。所述模拟太阳的发光装置用于没有太阳或太阳光强度不够时，进行光能补偿，使得本发明的使用不受场地、天气等的影响，可以在任何环境下进行实训操作。本实施例的模拟太阳的发光装置为两组不同功率的发光灯泡。每组灯泡包含两个不同功率相同的发光灯泡。第一组发光灯泡通过灯座固定安装在光伏发电板上方的立柜上，第二组发光灯泡通过舌簧管安装在光伏发电板上方的立柜上，可以通过舌簧管调整第二组灯泡的高度位置。第一组发光灯泡包括发光灯泡L9、发光灯泡L10。第二组发光灯泡包括发光灯泡L11、发光灯泡L12。所述第三基板上还设有用于控制发光装置点亮、熄灭的开关SB3、SB4，以及用于控制发光装置亮度的调压器X1、X2的旋转按钮，以及用于显示蓄电池充电状态的充电指示灯，以及用于显示光伏发电板的输出电压的电压表V2，以及用于显示发电的显示灯泡L7、L8，以及用于显示光伏发电板工作时的电流的电流表A7，以及用于连接光伏发电板输出端与蓄电池的第二对接线接口，以及用于连接光伏发电板输出端与指示灯泡的第一对接线接口。本实施例的第三基板上设有五个接线接口，分别为第一接线接口J1、第二接线接口J2、第三接线接口J3、第四接线接口J4、第五接线接口J5。本实施例的所述调压器X1、X2分别用于控制发光灯泡L11、发光灯泡L12的亮度。开关SB3用于控制发光灯泡L9、发光灯泡L11的通电和断电，开关SB4用于控制发光灯泡L10、发光灯泡L12的通电和断电。本实施例的发光灯泡L9、发光灯泡L10、发光灯泡L11、发光灯泡L12通过220V交流供电。用连接线连接第一接线接口J1和第五接线接口J5时，此时，光伏发电板给指示灯泡L7供电。连接第二接线接口J2和第四接线接口J4时，光伏发电板给指示灯泡L8供电。连接第二接线接口J2和第三接线接口J3时，此时，光伏发电板给蓄电池进行充电。随着充电的进行，4个充电指示灯会逐渐亮完，指示灯亮完也就表示蓄电池电已充满。

[0032] 所述电压表V2与光伏发电装置的输出端连接，所述电流表通过转换开关与光伏发电装置的输出端连接。打开转换开关NO后，电流表能显示电流大小。所述转换开关NO通过继电器控制电流表的通电和断电。

[0033] 所述立柜右侧面的第三基板上还设有微电击体验装置，该微电击体验装置包括微电击手摇发电机141和微电击触头142，所述微电击手摇发电机与微电击触头电连接。所述微电击触头为四个，四个微电击触头设置在第三基板上。

[0034] 微电击体验装置操作过程如下：（1）摇动微电击手摇发电机，从慢至快均匀加速。

[0035] （2）用左手触摸其四个微电击触头，摇动越快，电击越强烈。

[0036] 参见图8，所述立柜1的背面设有展板和用于放置展板报的放物架。本实施例的展板为两个，两个展板分别通过合页对称铰接在立柜的左右两侧。所述展板上设有多个用于固定展板报的小磁铁，所述展板报上也有相应的铁，这样挂海报既方便有快捷。所述放置展板报的放物架设置在立柜内。展开展板即可进行展板报展示，关闭展板，两展板合上，且位于同一平面，通过展板上的锁紧装置，将放物架关在立柜内。而放物架是用来放海报的，当宣传结束，把海报收起后就放在放物架上。

[0037] 使用时，插上本多功能柜的电源插头，将输入电源（工作电源AC380V）接入柜体，绿色的安全指示灯HL1-G亮，表明有外电源；合上第一基板右上方的断路刀闸HK，第一基板上的黄色预备指示灯HL2-Y亮，表明有电源进入柜体；合上第一基板中上位置的总电源开关LK，第一基板上的红色运行指示灯HL3-R亮，表明工作电源已接入柜体。本多功能柜设有电压和电流漏电防护电路，确保培训操作人员的人身安全，同时还设有过流和短路保护装置，以确保设备的安全和人身安全。