電路設(shè)計(jì)問題范文
時(shí)間:2023-10-09 17:13:09
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篇1
【關(guān)鍵詞】 電路設(shè)計(jì) 器材選擇 測量電路 控制電路
【中圖分類號】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)04(b)-0070-02
1 引言
電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,電路設(shè)計(jì)與器材的選擇問題是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個難點(diǎn),因?yàn)?既要考慮滑動變阻器是采用限流接法還是分壓接法,又要考慮測電阻是采用常規(guī)“伏安法”還是非常規(guī)“安安法”、“伏伏法”;另一方面要選擇合適的器材,即選擇合適的滑動變阻器,電流表、電壓表選擇合適的量程。
2 電路設(shè)計(jì)與器材選擇問題解決的程序
電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)電路一般都可以劃分為兩部分:控制電路(滑動變阻器和電源組成的部分電路)——提供合適的電壓,測量電路(電壓表或電流表及待測元件組成的部分電路)——測定待測電學(xué)量。要解決此類問題,我們可以先設(shè)計(jì)測量電路,后將測量電路當(dāng)作全電路一個元件,再設(shè)計(jì)控制電路。
3 典型例題解析
3.1 利用“伏安法”測定值電阻的阻值
例1、用伏安法測量某電阻Rx的阻值。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下:
待測電阻Rx(阻值約4Ω)電流表A1(量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω)
電流表A2(量程3A,內(nèi)阻約0.05Ω)電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ)電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約15kΩ)
滑動變阻器R0(最大電阻20Ω)電池組(電動勢6V)開關(guān),導(dǎo)線若干;為了較準(zhǔn)確地測量Rx阻值,保證器材安全以及操作方便,電流表、電壓表應(yīng)選 ,并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。
解析:(1)確定測量電路:
雖然測量電路和控制電路都沒有確定,更談不上討論電路中的電流及待測電阻兩端電壓的變化范圍,但是我們?nèi)匀豢梢允紫却_定測量電路。假設(shè)待測電阻兩端加3V的電壓,可知流過其中的電流為I=U/Rx=3/4=0.75A,如果加15V的電壓,可知流過其中的電流為I=U/Rx=15/4=3.75A。因此測量電路的選擇有兩種方案:一組為A1和V1,另一組為A2和V2。無論哪一組都采用外接法。
(2)確定控制電路
測量電路確定后,測量電路的電阻可粗略的等效為待測電阻。假定滑動變阻器采用限流接法,估算電阻Rx兩端的最小電壓和最大電壓:Umin==1V,。這說明可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使Rx兩端的電壓約從1V變化到6V,所以應(yīng)選用滑動變阻器限流式接法,同時(shí)可知測量電路選擇A1和V1。電路如圖1所示。
3.2 利用“伏伏法”測定值電阻的阻值
例2(04全國卷)用以下器材測量電阻RX的阻值(900—1000Ω):
電源E,有一定內(nèi)阻,電動勢約為9.0V;
電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻r1=750Ω;
電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r1=2500Ω;
滑動變阻器R,最大阻值約為100Ω;單刀單擲開關(guān)K,導(dǎo)線若干。
(1)測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3,試畫出測量電阻RX的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)。
(2)若電壓表V1的讀數(shù)為U1,電壓表V2的讀數(shù)為U2,則由已知量和測量量表示RX的公式為,RX= 。
解析:(1)確定測量電路:沒有電流表,只有電壓表,由于知道電壓表的內(nèi)阻,故可當(dāng)作電流表使用。電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻r1=750Ω,流過其最大電流為I=U1/r1=2mA;電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r1=2500Ω;流過其最大電流為I=U2/r2=2mA。為了滿足兩電表的量程,又能測出電阻RX的阻值,電路設(shè)計(jì)如圖2。
(2)確定控制電路:由于滑動變阻器的
阻值比RX的阻值小得多,故采用分壓接法。實(shí)驗(yàn)電路如圖3所示。
(答案:(1)如解析(2)RX=)
3.3 利用“安安法”測電流表的內(nèi)阻
例3、(00全國卷)從下列器材中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一個電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1,要求方法簡捷,有盡可能高的精確度,并測量多組數(shù)據(jù)。
(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖:標(biāo)明所用器材的代號。
(2)若選取測量中的一組數(shù)據(jù)來計(jì)算r1,則所用的表達(dá)式r1= ,式中各符號的意義是: 。
器材(代號)與規(guī)格如下:電流表A1,量程10mA,內(nèi)阻待測(約40Ω);電流表A2,量程500μA,內(nèi)阻r2=750Ω;電壓表V,量程10V,內(nèi)阻r2=10kΩ:電阻R1,阻值約為100Ω;滑動變阻器R2,總阻值約50Ω;電池E,電動勢1.5V,內(nèi)阻很小;電鍵K,導(dǎo)線若干。
解析:(1)確定測量電路:
此題要測電流表的內(nèi)阻,只需再加一個電壓表或一個已知阻值的電流表充當(dāng)電壓表。電流表A1,量程10mA,內(nèi)阻待測(約40Ω),其兩端最大電壓為0.4V。不能用電壓表測電壓,只能用電流表A2測電壓。電流表A2,量程500μA,內(nèi)阻r2=750Ω,其兩端最大電壓為0.375V,故只需將兩表并聯(lián)即可。
(2)確定控制電路
由于要測量多組數(shù)據(jù),故要采用滑動變阻器分壓接法。用定值電阻保護(hù)電流表。實(shí)驗(yàn)電路如圖4所示。
(答案:(1)如解析(2)表達(dá)式,式中I1、I2、r1、r2分別表示通過電流表A1、A2的電流和它們的內(nèi)阻。)
3.4 用“伏伏法”測電壓表的內(nèi)阻
例4、為了測量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻(內(nèi)阻約2000Ω),實(shí)驗(yàn)室可以提供的器材有:電流表A1,量程為0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω;電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻約3500Ω;變阻箱R1阻值范圍為0-9999Ω;變阻箱R2阻值范圍為0-99.9Ω;滑動變阻器R3,最大阻值約為100Ω,額定電流1.5A;電源E,電動勢6V,內(nèi)阻約0.5Ω;單刀單擲開關(guān)K,導(dǎo)線若干。
(1)請從上述器材中選擇必要的器材,設(shè)計(jì)一個測量電壓表V的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路,畫出電路原理圖(圖5中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注),要求測量盡量準(zhǔn)確。
(2)寫出計(jì)算電壓表V的內(nèi)阻RV的計(jì)算公式為RV= 。
解析:(1)確定測量電路:
此題要測電壓表的內(nèi)阻,只需再加一個電流表或一個已知阻值的電壓表充當(dāng)電流表,但此題電壓表V2的內(nèi)阻未知,此方法不行。待測電壓表V,量程為3V,內(nèi)阻約2000Ω,流過其最大電流為I=U/RV=3/2000=1.5×10-3A=1.5mA,電流表A1的量程為0.6A,也不能用。變阻箱可充當(dāng)定值電阻,電壓表V2的量程為5V與待測電壓表V的量程3V比較接近,可考慮它們串并聯(lián)測電壓表的內(nèi)阻,串聯(lián)電阻R的阻值為R=(U2-U)RV/U=(5-3)×2000/3≈1333Ω,故選用變阻箱R1,測量電路如圖6。
(2)確定控制電路
測量電路確定后,可估算其整體電阻為R測=1700Ω,比滑動變阻器的阻值大得多,故采用分壓接法。實(shí)驗(yàn)電路如圖7所示。
(答案:(1)如解析(2))
綜上所述,關(guān)于解“電路設(shè)計(jì)與器材選擇”這類問題時(shí),引導(dǎo)學(xué)生按照一定的程序,即先確定測量電路,后確定控制電路去分析、解答,就能變復(fù)雜為簡單、頭緒清晰,得到正確的解答。
篇2
隨著電子電路復(fù)雜程度越來越高、更新速度越來越快、設(shè)計(jì)規(guī)模越來越大、推向市場時(shí)間越來越短,這就迫切需要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的自動化。電子設(shè)計(jì)自動化(EDA)技術(shù)的出現(xiàn),改革了傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)方法。
2 Multisim仿真軟件的功能及特點(diǎn)
Multisim是一個原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測試的虛擬仿真軟件,可實(shí)現(xiàn)原理圖捕獲、電路分析、電路仿真、仿真儀器測試等功能;具有如下特點(diǎn):界面設(shè)計(jì)人性化、操作簡潔明了、元件庫規(guī)模龐大、儀器儀表庫種類齊全(包括函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、邏輯分析儀等)、分析功能強(qiáng)大(包括直流工作點(diǎn)分析、交流分析、噪聲分析等)。
3 應(yīng)用實(shí)例
以數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)為例,闡述采用Multisim仿真軟件進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過程。
設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一個數(shù)字搶答器,設(shè)計(jì)要求:
1)搶答器可同時(shí)供8名選手參加比賽,每個選手擁有一個搶答按鍵,分別用按鍵J0~J7表示,按鍵編號和選手編號相同;
2)主持人扳動控制開關(guān)J8,可控制系統(tǒng)的復(fù)位和搶答的開始;
3)搶答器具有第一搶答信息的鑒別、鎖存和顯示功能,搶答開始后,第一搶答者按動搶答按鍵時(shí),該選手的編號立即被鎖存,并顯示在LED數(shù)碼管上,控制電路使揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲音,并對輸入電路進(jìn)行封鎖,使其他選手的搶答不起作用;
4)搶答器具有定時(shí)搶答功能,主持人通過設(shè)定一次搶答時(shí)間,控制比賽的開始和結(jié)束[1]。
電路組成 搶答器由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成。主體電路由主持人控制開關(guān)、搶答按鍵、控制電路、優(yōu)先編碼器、鎖存器、譯碼器、編號顯示器和報(bào)警電路構(gòu)成,完成基本搶答的功能;擴(kuò)展電路由秒脈沖產(chǎn)生電路、定時(shí)電路、譯碼器和定時(shí)顯示器構(gòu)成,完成定時(shí)搶答的功能。
搶答器工作過程:首先,接通搶答器電源,主持人將開關(guān)J8置于復(fù)位位置,禁止搶答器工作,編號顯示器被熄滅,定時(shí)顯示器顯示定時(shí)時(shí)間;然后,主持人將開關(guān)J8置于開始位置,允許搶答器工作,計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)時(shí);當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí),計(jì)數(shù)器停止工作,編號顯示器顯示搶答選手的編號,定時(shí)顯示器顯示剩余搶答時(shí)間,并禁止其他選手隨后的搶答;當(dāng)定時(shí)時(shí)間到,但無人搶答時(shí),系統(tǒng)報(bào)警,并禁止選手超時(shí)搶答。
電路設(shè)計(jì)及仿真
1)搶答器電路。搶答器電路如圖1所示。優(yōu)先編碼器74LS148能鑒別第一搶答者的按鍵操作,并使其他選手的操作無效;RS鎖存器74LS279能鎖存第一搶答者的編號,并經(jīng)譯碼器74LS48譯碼后顯示在LED數(shù)碼管上。
搶答器電路仿真波形如圖2所示。借助于Multisim仿真軟件中的邏輯分析儀,可對搶答器電路的多路邏輯信號同步進(jìn)行高速采集和時(shí)序分析。將邏輯分析儀的輸入端口相應(yīng)地連接到電路的如下測試點(diǎn)上:開關(guān)J8,74LS279的輸出端Q4、Q3、Q2、Q1(EI、BI),按鍵J7、J6、J5、J4、
J3、J2、J1、J0。被采集的輸入信號將顯示在屏幕上。
由圖2可知,在第一個Clock脈沖的上升沿,主持人將開關(guān)J8置于復(fù)位位置時(shí),74LS279被復(fù)位,禁止鎖存器工作,其輸出Q4Q3Q2Q1=0000。于是,74LSl48的選通輸入端EI=0,允許優(yōu)先編碼器工作;74LS48的消隱輸入端BI=0,編號顯示器被熄滅。在第一個Clock脈沖的下降沿,當(dāng)主持人將開關(guān)J8置于開始位置時(shí),允許優(yōu)先編碼器和鎖存器工作。在第二個Clock脈沖的下降沿,將J6按鍵按下時(shí),74LSl48的輸出A2A1A0=001,GS=0,經(jīng)RS鎖存后,Q4Q3Q2Q1=1101。于是,Q1=1,使BI=1,允許74LS48工作;Q4Q3Q2=110,經(jīng)譯碼顯示為“6”。此外,Q1=1,使EI=1,禁止74LSl48工作,封鎖了其他按鍵的輸入(即在第三個Clock脈沖的上升沿J3按鍵的輸入)。在第四個Clock脈沖的上升沿,當(dāng)按下的J6鍵松開后,GS=1,此時(shí)由于仍為Q1=1,使EI=1,所以仍禁止74LSl48工作,封鎖了其他按鍵的輸入(即第五個Clock脈沖的下降沿J0按鍵的輸入),從而實(shí)現(xiàn)了搶答的優(yōu)先性,保證了電路的準(zhǔn)確性。在第六個Clock脈沖的下降沿,主持人將開關(guān)J8重新置于復(fù)位位置,以便進(jìn)行下一輪的搶答。
2)定時(shí)電路。將兩片同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LSl92級聯(lián),以串行進(jìn)位方式構(gòu)成百進(jìn)制計(jì)數(shù)器;計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖由555定時(shí)器構(gòu)成的秒脈沖電路提供;通過預(yù)置時(shí)間電路,主持人對計(jì)數(shù)器進(jìn)行一次搶答時(shí)間的預(yù)置;74LS48譯碼器和定時(shí)顯示器構(gòu)成譯碼顯示電路。當(dāng)主持人將開關(guān)J8置于復(fù)位位置時(shí),計(jì)數(shù)器預(yù)置定時(shí)時(shí)間,并顯示在定時(shí)顯示器上。當(dāng)主持人將開關(guān)J8置于開始位置時(shí),74LS279的輸出Q1=0,經(jīng)非門反相后,使555定時(shí)器的時(shí)鐘輸出端CP與74LSl92的時(shí)鐘輸入端CPD相連,計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)時(shí);在定時(shí)時(shí)間未到時(shí),74LS192的借位輸出端BO2=1,使74LSl48的EI=0,允許74LSl48工作。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí),Q1=1,經(jīng)非門反相后,封鎖CP信號,計(jì)數(shù)器停止工作,定時(shí)顯示器上顯示剩余搶答時(shí)間,并保持到主持人將系統(tǒng)復(fù)位為止;同時(shí),EI=1,禁止74LSl48工作。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到無人搶答時(shí),BO2=0,EI=1,禁止74LSl48工作,禁止選手超時(shí)搶答;同時(shí),BO2=0,封鎖CP信號,計(jì)數(shù)器停止工作,定時(shí)顯示器上顯示00[2]。
3)報(bào)警電路。報(bào)警電路由555定時(shí)器、三極管推動級和揚(yáng)聲器構(gòu)成。由若干電阻、電容和555定時(shí)器接成多諧振蕩器,將時(shí)序電路控制信號PR接至555定時(shí)器的清零端,以控制多諧振蕩器振蕩的起停,多諧振蕩器輸出信號控制三極管的導(dǎo)通、截止,從而推動揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲音。
根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路,畫出各單元電路的仿真電路圖,先對各單元電路逐個進(jìn)行仿真調(diào)試,再將各單元電路連接起 isim仿真,觀察各部分電路之間的時(shí)序配合關(guān)系,測量電路各項(xiàng)性能指標(biāo),調(diào)整部分元器件參數(shù),檢查電路各部分功能,使其滿足設(shè)計(jì)要求;最后進(jìn)行電路焊接與裝配,并對實(shí)際電路進(jìn)行測試。
4 結(jié)語
Multisim是電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與分析的基礎(chǔ),在電子電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用Multisim仿真軟件,把虛擬仿真和硬件實(shí)現(xiàn)相結(jié)合,可以節(jié)約設(shè)計(jì)成本、縮短開發(fā)周期和提高設(shè)計(jì)效率,有利于培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐、綜合分析和開發(fā)創(chuàng)新能力,提高學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)工具的能力。
參考文獻(xiàn)
篇3
關(guān)鍵詞:輸電線路;初步設(shè)計(jì);施工圖設(shè)計(jì);導(dǎo)線選擇
中圖分類號:S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
35kV輸電線路的設(shè)計(jì)一般分為三個階段,即可行性研究、初步設(shè)計(jì)階段與施工圖設(shè)計(jì)階段,其主要的內(nèi)容包括很多方面,例如導(dǎo)線型式選擇、線路路徑選擇、桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及桿塔形式選擇等。35kV輸電線路的設(shè)計(jì),要保證輸電線路在施工之后能夠經(jīng)濟(jì)、安全的運(yùn)行,更好的確保線路無故障的運(yùn)行。
一、可行性研究
可行性研究在35kV輸電線路中的設(shè)計(jì)具有關(guān)鍵性的地位,這一階段目前基本決定了線路的規(guī)模和造價(jià)??尚行匝芯糠治鰣?bào)告的內(nèi)容具體包括研究方案、內(nèi)容真實(shí)、準(zhǔn)確的預(yù)測以及嚴(yán)密的論證。研究方案是指在研究設(shè)計(jì)高壓35kV輸電線路時(shí),對其可行性要做出研究方案,更好的確定研究的對象。內(nèi)容真實(shí)是指可行性研究報(bào)告要對35kV輸電線路的設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、工程等方面進(jìn)行調(diào)查研究,并且對線路建成之后的社會影響以及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行有效的預(yù)測,并對于是否進(jìn)行下一步的投資以及如何建設(shè)提出建議,這就要求可行性報(bào)告要準(zhǔn)確、可靠。準(zhǔn)確的預(yù)測就是在投資決策之前對35kV高壓線路進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)研,并對所產(chǎn)生的問題和結(jié)果進(jìn)行估計(jì),深入調(diào)查研究,對其前景進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測。嚴(yán)密的論證是指要圍繞影響項(xiàng)目的各種因素,并且運(yùn)用好微觀和宏觀的方法進(jìn)行分析。
二、初步設(shè)計(jì)
初步設(shè)計(jì)是工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個重要的階段,著重對于線路路徑的實(shí)行方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,從中選擇出一個最佳的設(shè)計(jì)方案,對設(shè)計(jì)原則進(jìn)行進(jìn)一步的明確。
(一)導(dǎo)線的確定
根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃中所提供的一些負(fù)荷資料以及選擇的一些導(dǎo)線的截面,并且結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃來校驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各行各業(yè)以及人們生活用電量日益增加,而且在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候,對于個別的行業(yè)沒有進(jìn)行長遠(yuǎn)的規(guī)劃,這就造成了線路已建成,達(dá)到了滿負(fù)荷的運(yùn)行。長期以往,線路的滿負(fù)荷運(yùn)用,造成了導(dǎo)線的損耗大,而且使導(dǎo)線的連接點(diǎn)持續(xù)發(fā)熱,給安全運(yùn)行造成了很大的威脅。因此,在對導(dǎo)線的截面進(jìn)行選擇的時(shí)候,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,選擇合適的導(dǎo)線截面,而且對于導(dǎo)線截面的選擇,要選擇一些偏大的截面,不要選擇一些偏小的截面,偏大的截面可以承受很大的負(fù)荷,更好的保證輸電線路的安全。而且,在導(dǎo)線選擇之后,還要根據(jù)規(guī)格的要求選擇一些避雷針的型號,更好的保證避雷針與導(dǎo)線截面型號相配,保證輸電線路的安全。
(二)氣象條件的選擇
在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)的過程中,氣候條件與輸電線路有著十分重要的關(guān)系,因此,要明確當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件。充分考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,對于當(dāng)期的氣象資料以及已有線路的運(yùn)行情況等因素要綜合的進(jìn)行考慮,更好的確保輸電線路設(shè)計(jì)的合理和安全。對于氣象條件進(jìn)行考慮,主要從以下幾方面進(jìn)行,當(dāng)?shù)氐淖罡邷囟?,這是為了計(jì)算導(dǎo)線最大的弧垂,更好的保證線路與建筑路以及地面的安全距離;當(dāng)?shù)氐淖畹蜏囟?,這是為了更好的確定導(dǎo)線的最大應(yīng)力,這也是導(dǎo)線進(jìn)行最大應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的一個最基本的條件;當(dāng)?shù)刈顭嵩路莸钠骄鶞囟龋@是為了更好對導(dǎo)線的安全載流量進(jìn)行驗(yàn)算;當(dāng)?shù)刈畲蟮娘L(fēng)速,這是為了更好的確定電桿、導(dǎo)線、拉線一些受力部件的外部負(fù)荷,對導(dǎo)線與其所接近的建筑物水平的安全距離進(jìn)行驗(yàn)算,防止由于風(fēng)力造成的一些安全事故的發(fā)生;導(dǎo)線覆冰,更好的計(jì)算出電桿、導(dǎo)線等部件的一些機(jī)械的強(qiáng)度;雷電日數(shù),針對雷電情況,采取相應(yīng)的防雷措施,更好的保護(hù)輸電線路。
(三)絕緣配合設(shè)計(jì)
對于絕緣的設(shè)計(jì),要根據(jù)絕緣強(qiáng)度進(jìn)行區(qū)段劃分,送電路的絕緣強(qiáng)度可以按照污穢區(qū)以及清潔區(qū)進(jìn)行劃分,污穢等級與污穢區(qū)段的劃分是按照附鹽的密度、污穢性質(zhì)、污鹽距離等進(jìn)行的,并且提出有效的防污穢的措施,更好的確定絕緣設(shè)計(jì)。對于絕緣子串和片數(shù),要根據(jù)電壓的等級以及負(fù)荷的條件對不同型式的絕緣條件進(jìn)行選擇。
對于防雷設(shè)計(jì),要按照送電線的電壓等級、已有線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及本地區(qū)的雷電活動情況來選擇避雷線的根數(shù)、避雷線的保護(hù)角以及避雷線與檔距中央導(dǎo)線之間的最小距離。對于架空送電線來說,最好的避雷保護(hù)方法,就是要運(yùn)用接地避雷線,而且要保證避雷線保護(hù)角度要小,這樣才能取得很好的遮蔽效果。但是,隨著線路電壓等級日益降低,避雷線的造價(jià)卻日益增大。35kV線路一般在發(fā)電廠以及變電站架設(shè)1~2km的避雷線,一般在不會沿著全線架設(shè)避雷線。35kV線路允許單相接短時(shí)運(yùn)行,在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí),無避雷針的部分線路要進(jìn)行導(dǎo)線三角形的排列方式,讓最上面的一根導(dǎo)線起到避雷線的效果。對于《設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,1~2km的進(jìn)線距離段是保護(hù)距離,對于這個距離,我們不能死搬硬套,要靈活的運(yùn)用,對于多雷的地區(qū),進(jìn)線段的設(shè)置應(yīng)該要達(dá)到3km或者更長,而且對于進(jìn)線段的水泥電桿的耐雷水平要提高,要多增加一些絕緣子,盡可能的減少雷擊所造成的閃絡(luò)。
(四)桿塔設(shè)計(jì)
對于桿塔的設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)的過程中,要盡量選擇一些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟或者是一些典型設(shè)計(jì)的桿塔型式,對于一些新型桿塔的設(shè)計(jì),要有充分的設(shè)計(jì)理由,而且還要經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后,才能進(jìn)行運(yùn)用。對于35kV的直線桿來說,單桿一般高15m,在特殊的情況下為18m,對于鐵塔的高度也有一定的標(biāo)準(zhǔn),一般是9m、12m、15m以及18m等。桿型的選擇,要選擇直線型的桿型,并且結(jié)合導(dǎo)線選擇的型號來確定雙桿還是單桿的運(yùn)用;針對當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)行情況以及當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況,要選擇深埋的方式,還是淺埋的方式;根據(jù)電壓以及其運(yùn)行的基本情況,確定桿的高度。經(jīng)過一系列的分析和設(shè)計(jì),確定直線桿的感性以及尺寸,然后在選擇加高直線桿及其轉(zhuǎn)角和終端桿的桿型。在一些不容易立桿的地段和一些特殊的跨越區(qū),要選擇與水泥桿型結(jié)合在一起的鐵塔。
對于基礎(chǔ)型式的選擇要根據(jù)全線的地質(zhì)、地形、基礎(chǔ)受力條件以及水文情況來確定基礎(chǔ)的型式。對于鐵塔的基礎(chǔ)以及鋼筋混凝土桿的受力基礎(chǔ),按受力的型式進(jìn)行劃分,可以分為上拔、下壓類基礎(chǔ)以及傾覆類基礎(chǔ)。對于上拔、下壓類基礎(chǔ)來說,主要承受的是上拔力以及下壓力,例如電桿的地盤、拉線盤等;傾覆類基礎(chǔ)就是承受傾覆力,對于鐵塔的基礎(chǔ)一般運(yùn)用的都是現(xiàn)澆臺階基礎(chǔ)。
(五)合理的通信保護(hù)設(shè)計(jì)
在進(jìn)行通信線與電力線路進(jìn)行交叉跨越時(shí),對于交叉角的設(shè)計(jì)要符合“線路設(shè)計(jì)規(guī)程”,對于交叉角的設(shè)計(jì),在跨越I級通信線路時(shí),交叉角的要求應(yīng)該大于450;在跨越Ⅱ級通信線時(shí),對于交叉角的要求要大于300;在跨越Ⅲ通信時(shí),交叉壞沒有具體的要求。35kV輸電線路如果有防雷保護(hù),那么通信線的垂直距離要大于3m;如果輸電線路沒有防雷保護(hù)的時(shí)候,那么通信的垂直距離要大于5m。
三、施工圖設(shè)計(jì)
對于初步設(shè)計(jì)的原則以及設(shè)計(jì)的一些意見,進(jìn)入到下一步的施工圖設(shè)計(jì)。其施工圖設(shè)計(jì)的具體流程是,首先,對于初選的以及經(jīng)過評審?fù)戤叺淖罴训穆肪€方案,進(jìn)行實(shí)地的測量,然后進(jìn)行放線、打桿位樁等。其次,進(jìn)行必要的和詳細(xì)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì),這包括交叉跨越表、桿塔圖、線路路徑圖、絕緣子串組裝圖、桿塔明細(xì)表以及鐵塔基礎(chǔ)圖等一系列詳細(xì)的圖紙。第三,還要提供出一些準(zhǔn)確的、完整的材料表,并且提供出一些技術(shù)施工設(shè)計(jì)的預(yù)算書和設(shè)計(jì)說明書。
四、設(shè)計(jì)中遇到的問題及注意事項(xiàng)
35kV輸電線路在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,會遇到一些問題,對這些問題要采取合理的解決措施,在設(shè)計(jì)的時(shí)候還需一些注意事項(xiàng)。對于變電所35kV進(jìn)出線和架空線的終端引線要進(jìn)行合理的配合,更好的保證進(jìn)出線的架設(shè),對于35kV架空輸電線的保護(hù)范圍與當(dāng)?shù)氐牡姆览妆Wo(hù)范圍要進(jìn)行很好的銜接。對于防線測量中的設(shè)計(jì)人員來說,要親臨現(xiàn)場,根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際的地形以及地貌,對桿位進(jìn)行設(shè)置,并且選擇一些合理的桿型,使設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐能夠緊密的結(jié)合在一起。在設(shè)計(jì)的過程中,對于輸電線路沿線的一些地形、地貌、地質(zhì)以及水文情況一定要進(jìn)行認(rèn)真、詳細(xì)的勘測,并且根據(jù)實(shí)際情況,要選擇合理的電桿埋深、底盤以及卡盤的規(guī)格,還要對于電桿根部要做好防堿和防腐處理。對于“T”型的輸電線路,還要根據(jù)線路的設(shè)計(jì)情況,設(shè)計(jì)出“T”接點(diǎn)需要采用的一些桿型,對于其具體的連接布置方法也要進(jìn)行具體的說明。對于設(shè)計(jì)中輸電線的路徑說明要簡明、準(zhǔn)確、清楚,而且還要通俗易懂,并且邏輯嚴(yán)謹(jǐn),使施工工人都能看懂,保證施工的順利實(shí)現(xiàn)。要嚴(yán)格遵守城建程序,遵守先勘探、后設(shè)計(jì)、最后再施工的原則,禁止使用便勘探、邊設(shè)計(jì)、邊施工的“三邊”工程,更好的保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量,保證工程的順利實(shí)施。
結(jié)語
總之,對35kV架空高壓線進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,要根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行勘探,根據(jù)沿線的實(shí)際情況,進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),更好的保證輸電線路的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
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篇4
關(guān)鍵詞:輸電線路;線路設(shè)計(jì);架空桿;鐵塔基礎(chǔ)
中圖分類號:TM216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)28-0029-02
輸電線路設(shè)計(jì)是指導(dǎo)高壓輸電工程項(xiàng)目施工作業(yè)的重要依據(jù)之一。由于此項(xiàng)工作涉及到的學(xué)科理論知識相對復(fù)雜與系統(tǒng),故而該工作需要設(shè)計(jì)人員具備專業(yè)體系技能知識的同時(shí),還應(yīng)能重點(diǎn)結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境具體考慮各項(xiàng)施工要素,進(jìn)而才能在具備一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上使高壓線路設(shè)計(jì)更為周詳與可靠。同樣,高壓線纜設(shè)計(jì)應(yīng)能遵循國家電力產(chǎn)業(yè)現(xiàn)行基建方針及經(jīng)濟(jì)政策、法規(guī)條例等,以此才能使輸電線纜設(shè)計(jì)及技術(shù)應(yīng)用更符合國情。
1 高壓輸電線路一般具備特性表述
安全性和可靠性需求較高。由于高壓容量的輸送電需求較大,在電網(wǎng)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)電源點(diǎn)起始輸電和變電站傳輸運(yùn)送的主要工作,所以但凡出現(xiàn)事故則能夠深切影響經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。線路結(jié)構(gòu)參數(shù)較高。高壓輸電系統(tǒng)中主要有桿塔、導(dǎo)線、絕緣子串、基礎(chǔ)等,桿塔通常較高,基本結(jié)構(gòu)荷載大等等,所以其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)要求嚴(yán)格,配件性能參數(shù)需求也較大;線路運(yùn)行需求高。高壓線路的基本額定電壓較大,所以其周圍電場強(qiáng)度就大,故而其運(yùn)行需求也很高;運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜性。高壓線路經(jīng)常處在地理、地貌較為復(fù)雜的山區(qū),有的沿路歷經(jīng)山谷、高山、湖泊等,有的地勢險(xiǎn)峻,所以其運(yùn)行維護(hù)也相對不便。
2 高壓輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
2.1 輸電線路防雷設(shè)計(jì)
在雷雨轟鳴自然氣象條件下產(chǎn)生的高壓雷電往往能高達(dá)數(shù)十萬伏特,這種高能量電壓對電氣設(shè)備回路系統(tǒng)造成瞬間沖擊的傷害非常大,主要體現(xiàn)在瞬間擊穿設(shè)備絕緣構(gòu)件而使得其出現(xiàn)短路,嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)爆炸、燃燒、線纜損毀等。在線路設(shè)計(jì)過程中,就輸電線路的潛在雷電隱患問題進(jìn)行考慮與研究,就能夠?yàn)楹罄m(xù)施工防雷施工作業(yè)提供可行依據(jù)。基于此,防雷設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮兩點(diǎn):第一,避雷針裝置問題,其主要原理是指通過避雷針裝置可以將泄流處的電阻值盡量減值可以承受的保護(hù)范疇內(nèi),從而達(dá)到大幅度降低電壓沖擊的目的。第二,避雷線裝置,避雷線構(gòu)成單元是導(dǎo)線、引下雷電泄流導(dǎo)體以及接地設(shè)施構(gòu)件。
2.2 導(dǎo)地線選型設(shè)計(jì)
由于輸電線路所處環(huán)境經(jīng)常是長期置于曠野、山區(qū)或鄰近湖海地區(qū)條件下,所以其線路也就時(shí)常會受到自然氣象下的大風(fēng)、覆冰等影響,包括氣溫變化劇烈或者化學(xué)氣體等都會對其運(yùn)行造成一定影響,外加國家資源及線路造價(jià)經(jīng)費(fèi)等因素限制,故而在設(shè)計(jì)中務(wù)必要綜合考慮其線纜的材質(zhì)、基本結(jié)構(gòu)選型等。同時(shí),線路在向變電傳輸電力時(shí),其容量、傳送性能、環(huán)境因素等問題的存在對其線路正常運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益有著很大影響。因此,導(dǎo)線選型不僅要考慮它的電氣特性是否良好,還要考慮其施工技術(shù)、全壽命周期投資成本等,包括對其導(dǎo)線的型號、截面、安全等進(jìn)行綜合考慮,從而才能選擇出最為配套、適用的導(dǎo)線選型經(jīng)濟(jì)適用方案,而這也對控制輸電線纜建設(shè)投資成本有著重要現(xiàn)實(shí)意義。
2.3 路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)
基于輸電線路路徑優(yōu)化非常重要。因此,有關(guān)于線路路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)工作進(jìn)行時(shí)則要綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本投入情況、技術(shù)工藝適用與否,包括施工后運(yùn)行狀態(tài)如何?;诖?,設(shè)計(jì)階段時(shí)首要工作則是考慮氣象因素、水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)。即結(jié)合該輸電線路架設(shè)地區(qū)的地形、地貌特點(diǎn)進(jìn)行線路的路徑優(yōu)化。并以此為基礎(chǔ),考慮線路是否沿線地下或者地下進(jìn)行敷設(shè)施工。特別是在鄰近湖海、礦區(qū)等地域,這些地域都能為輸電線路發(fā)電提供動力能源,進(jìn)而要多重考慮其線路路徑優(yōu)化方案,選出性價(jià)比最為合理的技術(shù)方案。此外,線路路徑要極力避開地質(zhì)結(jié)構(gòu)不良地帶,且要確保自然氣候、氣象比較穩(wěn)定,以使得線路增強(qiáng)壽命使用周期,有效抵抗外界自然氣候及不利因素對其造成的負(fù)面影響。除此之外,為積極促進(jìn)輸電線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn),地方基建管理責(zé)任單位也應(yīng)能夠全面對其建設(shè)予以支持,采取有力政策予以傾斜,以此才能提高輸電線路的運(yùn)行可靠性,為其施工建設(shè)提供便利條件。
2.4 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
桿塔基礎(chǔ)是輸電線路整個運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的一重要組成部分,相對于其整個建設(shè)項(xiàng)目而言,它的經(jīng)費(fèi)投入相對較高、工期較長以及勞動力投入較大。尤其是它的作業(yè)工期,基本上會占據(jù)整個輸電項(xiàng)目工程的一半工期以上,且運(yùn)輸量比重也將近60%?,F(xiàn)如今,國內(nèi)采用高壓輸電線路基礎(chǔ)類型主要為大開挖填土和原狀土兩種。前者主要應(yīng)用土重法進(jìn)行計(jì)算,后者則是依據(jù)剪切法計(jì)算。也就是說,輸電線路桿塔基礎(chǔ)恒載受力形態(tài)和其他建筑物結(jié)構(gòu)存在一定差異,即輸電桿塔基礎(chǔ)除卻要考慮下壓力因素以外,還要考慮大小受力相近的上拔力因素,包括水平作用力。而傳統(tǒng)建筑構(gòu)造物,主要考慮建筑構(gòu)造自重承載,基礎(chǔ)承受的是下壓力,對于上拔力考慮并不充分。同時(shí),輸電線路還有個比較顯著的特性,即基礎(chǔ)在敷設(shè)范圍內(nèi)進(jìn)行施工,其沿線經(jīng)過的地形、地貌,和其受力體現(xiàn)往往差異較大。因此,輸電線路在該設(shè)計(jì)階段時(shí)要考慮的重心問題則是下壓力和上拔力的合理設(shè)計(jì)問題。既需要桿塔能夠巧妙地利用土地耐重壓力,又需要其能夠合理利用土體的重力來抵抗拔力,并需要綜合考慮桿塔區(qū)域所處位置的地質(zhì)情況、基礎(chǔ)恒載,以及其具體施工技術(shù)工藝問題等,從而才能達(dá)到全面優(yōu)化其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的目的。
3 輸電線路設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)問題研究
3.1 優(yōu)化鐵塔基礎(chǔ)
基礎(chǔ)計(jì)算的先決前提則是考慮地基恒載滿足設(shè)計(jì)要求,如若地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬于不良淤泥、軟土地帶,則需要重新考慮設(shè)計(jì)方案。綜合考慮線路鋪設(shè)沿線的整體水文實(shí)際狀況,才能結(jié)合各個基礎(chǔ)形式的優(yōu)勢與不足,從而選用出安全可行、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可靠的基礎(chǔ)施工方案。此外,對于要結(jié)合實(shí)際正確評估鐵塔基礎(chǔ)受力情況,在保證安全施工的前提下,能夠有效針對軸心受壓、軸心受拉基礎(chǔ)問題,分別確認(rèn)出兩者不同的受力K值。
3.2 單雙回路搭配問題
礙于終端塔位和廊道條件約束,并能為了保障沿線敷設(shè)線路的后續(xù)項(xiàng)目開工順利出線,往往需要選用多個雙回路終端塔。因此,在有些擁擠地區(qū)、地段內(nèi)廊道規(guī)劃往往采用的是雙回路架設(shè)方案?;诖耍话愕貐^(qū)的重要變電站,均采用雙回線供電,這樣可保護(hù)其中一個電源因故停電,另一個電源可繼續(xù)供電,但對一般的對供電可靠性要求不高的中小用戶往往采用單電源供電。
3.3 降低桿塔接地電阻問題處理
第一,深埋式接地。如地下深處的土體結(jié)構(gòu)的電阻率通常較低,則可采用豎井式抑或深埋式接地極。第二,橫向外延接地。如若桿塔所處建設(shè)條件確實(shí)具備水平裝設(shè)的有力條件,則可盡量運(yùn)用該架設(shè)方法。即該方法造價(jià)成本費(fèi)用較低,可以有效控制工頻接地電阻,還能對沖擊接地電阻進(jìn)行控制或降低。
4 結(jié)語
高壓輸電和低壓輸電線路所不同,低壓輸電需要經(jīng)變電流轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)輸電與用電。而高壓輸電則處在電能開發(fā)源頭階段,處于發(fā)電設(shè)施和變電站之間的桿塔輸電地帶。因此,高壓輸電設(shè)計(jì)應(yīng)能權(quán)衡桿塔所處環(huán)境進(jìn)行全面分析,配套搭配單雙回路,研究鐵塔基礎(chǔ)優(yōu)化工作等,以此才能為高壓輸電施工建設(shè)提供可靠性執(zhí)行依據(jù)。
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篇5
【關(guān)鍵詞】溫度檢測;自動溫度控制;TEC
在光纖通信領(lǐng)域,通常使用半導(dǎo)體激光器作為光源,而半導(dǎo)體激光器的發(fā)射波長與管芯的溫度密切相關(guān),溫度升高將導(dǎo)致波長變長(一般為0.1nm℃),對于一般的單波長光通信系統(tǒng)來說,波長的漂移對系統(tǒng)性能并無太大影響。但對于密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM),由于通道間的波長間隔已經(jīng)很小,保持波長的穩(wěn)定就變得非常重要。例如,工作在C波段的32波系統(tǒng),通路波長間隔為100GHz(約0.8nm),而工作在C+L波段的160波系統(tǒng),通路波長間隔為50GHz(約0.4nm)。因此,如果不對激光器管芯的溫度加以控制,微小的溫度變化將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的不可用。另外,半導(dǎo)體激光器是對溫度敏感的器件,其閾值電流、輸出波長以及輸出光功率的穩(wěn)定性都對溫度非常敏感,其工作壽命也與其工作溫度密切相關(guān)。
實(shí)驗(yàn)表明,溫度每升高30℃激光器的壽命會降低一個數(shù)量級[1]-[4]。對于可靠性要求高的場合,且保證激光器的壽命就需要對管芯溫度加以控制,這樣在系統(tǒng)中就需要附加一個自動溫度控制電路(ATC)來實(shí)現(xiàn)對激光器管芯的溫度控制。
1.溫度控制系統(tǒng)原理
2.熱模型的建立
一般帶致冷激光器的常見結(jié)構(gòu)是首先將激光器、背光管、熱敏電阻等組件安裝在一個子熱沉上,然后再固定到TEC制冷器上,當(dāng)溫控電路正常工作時(shí),位于TEC上的子熱沉將恒定在某一設(shè)定溫度值。當(dāng)給TEC致冷器通不同極性的電流時(shí)能夠分別實(shí)現(xiàn)致冷或致熱,無論處于致冷還是致熱狀態(tài),溫度都不會突變,而是一個緩慢變化的過程。而在一定的電流下,當(dāng)時(shí)間足夠長時(shí)由于外界的熱交換達(dá)到了平衡狀態(tài),溫度將維持在某一個值(即與殼體間的恒定溫差)。因此可以推測TEC致冷器在傳遞函數(shù)模型上類似于一階慣性環(huán)節(jié):,(為致熱致冷效率,為時(shí)間常數(shù)),為了確定和,以某恒定電流作為TEC致冷器輸入,并通過熱敏電阻檢測溫度的變化,將采集到的溫度與時(shí)間的關(guān)系通過計(jì)算機(jī)繪制得到相應(yīng)的曲線。以激光器FUJITSU的FLD5F6CXF為例,經(jīng)過測量可取6秒,可取90,即1安培電流能獲得的溫差約為90℃。由于TEC致冷器和溫度傳感器之間存在一定的距離,所以還需考慮這種距離帶來的溫度延遲時(shí)間,被測的FUJITSU激光器的熱延遲時(shí)間t大約為100毫秒左右,由于延遲的存在,相當(dāng)于在控制回路中增加了一個延遲環(huán)節(jié)。
3.溫度檢測及放大電路
3.1 熱敏電阻
3.2 直流電橋
5.溫度控制電路設(shè)計(jì)總結(jié)
測試中分別采用了比例控制器、積分控制器和比例-積分控制器進(jìn)行了試驗(yàn),采用比例控制器系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間快,但穩(wěn)定性很難控制;采用積分控制器系統(tǒng)穩(wěn)定性相對于比例控制器有所提高,但是系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間將變得非常緩慢;采用比例-積分(PI)控制器系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有了很大改善,系統(tǒng)的的穩(wěn)定性較好(圖5為PI控制器上電階躍響應(yīng)實(shí)測圖),對于一般的溫控系統(tǒng),這樣的動態(tài)性能已能滿足需求。對于需要較快速響應(yīng)的場合,可考慮采用比例-積分-微分(PID)控制器,通過增加微分環(huán)節(jié)來提高系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。
另外,考慮到不同廠家不同型號或同一廠家不同型號的激光器在性能參數(shù)上都存在差異,以及放大電路的溫度漂移、非線性等,這些都對溫控電路參數(shù)有一定的影響,因此在實(shí)際應(yīng)用中溫度控制電路的各個參數(shù)需要根據(jù)所選用的激光器來選取,并結(jié)合仿真以及試驗(yàn)將參數(shù)調(diào)節(jié)到最佳值。
參考文獻(xiàn)
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篇6
【關(guān)鍵詞】高壓輸電線路 電氣設(shè)計(jì) 問題 措施
高壓輸電分為架空輸電與電纜輸電兩種方式,兩種輸電線路的電氣設(shè)計(jì)也不相同,前者為利用桿塔將導(dǎo)線與地線懸空進(jìn)行輸電,便于故障檢修,后者為采用地下敷設(shè)電纜進(jìn)行輸電,節(jié)省占用空間。因此,探討高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)中存在的問題及改進(jìn)措施,對保障高壓輸電工作的安全高效有著積極的意義。
1 高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
1.1前期分析
前期分析主要是指依據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和設(shè)備等條件,對建設(shè)規(guī)模、項(xiàng)目盈利、設(shè)備選材與資金籌備等方面進(jìn)行可行性分析,在國家政策法規(guī)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算圖表等基礎(chǔ)上,進(jìn)行項(xiàng)目可行性論證、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與方案設(shè)計(jì)等,并評估項(xiàng)目投入運(yùn)行帶來的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益,從而為高壓輸電線路建設(shè)提供科學(xué)客觀的咨詢意見。
1.2初步設(shè)計(jì)
在確定高壓輸電線路可行性后,需要進(jìn)行輸電線路電氣初步設(shè)計(jì),其內(nèi)容主要為:①為減少輸電線路損耗,需要選擇合理的路徑、導(dǎo)線與氣象環(huán)境,將其對高壓輸電線路影響降至最低;②分析輸電線路所經(jīng)區(qū)域地形、地貌和地質(zhì)等條件,便于桿塔基礎(chǔ)建設(shè)工作的開展,保障輸電線路安全平穩(wěn)運(yùn)行;③注重線路絕緣、防震與防雷方面的設(shè)計(jì),避免高壓輸電線路因此而被損壞。
1.3施工圖設(shè)計(jì)
在初步設(shè)計(jì)完成后確定最有設(shè)計(jì)方案,然后開始施工圖的設(shè)計(jì)工作,其主要包括工程預(yù)算書、概算修正、路徑的平面圖、桿塔明細(xì)表、桿位斷面圖、桿塔施工圖和機(jī)電設(shè)備安裝圖等,從而為高壓輸電線路的施工建設(shè)提供指導(dǎo)。
2 高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)中存在的問題
2.1路徑選擇不合理
很多高壓輸電線路在選擇路徑時(shí),沒有避開很大跨越,這不僅增加了工程施工量與投資,而且技術(shù)與運(yùn)行條件也相對較高,無法滿足高壓輸電線路建設(shè)的安全性、便捷性、經(jīng)濟(jì)性和高效性等要求,對輸電線路建設(shè)造成了阻礙。
2.2 桿塔型號不匹配
高壓輸電線路的桿塔主要為鋼材或鋼筋混凝土,在絕緣強(qiáng)度與機(jī)械強(qiáng)度方面有著嚴(yán)格的要求,需要和地形地貌相匹配。但是由于工作中的疏忽,很多桿塔沒有嚴(yán)格依據(jù)地質(zhì)地形條件進(jìn)行選擇,使得桿塔穩(wěn)定性與抗壓性無法得到保障,進(jìn)而影響高壓輸電的安全性。
2.3抗冰設(shè)計(jì)不充分
由于高壓輸電線路受氣候條件的影響比較大,尤其是絕緣子被冰覆蓋,很容易出現(xiàn)漏點(diǎn)情況,所以線路抗冰設(shè)計(jì)至關(guān)重要。但是很多高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)中忽視了線路所經(jīng)區(qū)域的氣候條件,使得線路中的抗冰設(shè)計(jì)不充分,從而為輸電線路埋下了安全隱患。
3 高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)存在問題的改進(jìn)措施
3.1選擇合理的線路路徑
在選擇線路路徑時(shí),設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)真分析線路所經(jīng)區(qū)域的地質(zhì)、氣象和水源等條件,從中選擇最優(yōu)的線路路徑。同時(shí),在線路路徑選擇中,設(shè)計(jì)人員還需要考慮線路工程建設(shè)與線路附近正在進(jìn)行的開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目之間的相互影響,確保路徑可以使線路安全高效運(yùn)行。此外,線路路徑選擇需要建立在符合政策法規(guī)的基礎(chǔ)上,滿足地勢良好、交通便利、轉(zhuǎn)角及曲折較少和路徑較短等方面的要求,以便于線路的維修工作。
3.2選擇合適的線路桿塔
一方面,在選擇線路桿塔時(shí)需要保證桿塔的性能,如強(qiáng)機(jī)械性與強(qiáng)絕緣性等,并確保桿塔鋼材與混凝土的質(zhì)量滿足施工要求,以延長桿塔的使用年限。另一方面,在電氣設(shè)計(jì)的過程中,輸電線路桿塔的型號需要滿足路徑地形與地質(zhì)特征等方面的要求,例如在土層較厚的地區(qū),在保證桿塔穩(wěn)定性的前提下,可以適當(dāng)減少其土地的開挖量,以節(jié)約材料資源;在土質(zhì)較軟的地區(qū),可以采取交叉網(wǎng)狀的布局方式,以便增強(qiáng)桿塔支撐力,實(shí)現(xiàn)控制建設(shè)成本的目的。
3.3提高線路的抗冰性能
在電氣設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員需要了解線路所經(jīng)區(qū)域的氣候條件,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行線路的抗冰設(shè)計(jì),以保證輸電線路可以安全高效運(yùn)行。同時(shí),設(shè)計(jì)人員需要考慮地質(zhì)情況對高壓輸電的不利影響,如果線路路徑的冰凍情況較為嚴(yán)重,則需要設(shè)計(jì)抗冰塔和絕緣性能良好的電纜材料,以保障正常輸電。
4 結(jié)語
總之,高壓輸電電氣設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到輸電的質(zhì)量和效率,而且關(guān)系到經(jīng)濟(jì)效益與社會效益,其重要性不容忽視。只有在電氣設(shè)計(jì)過程中依據(jù)地形、地質(zhì)和氣候條件等條件的要求,選擇合適的線路路徑和桿塔型號,做好線路的抗冰設(shè)計(jì),才能真正保障高壓輸電線路安全高效的運(yùn)行。
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篇7
【關(guān)鍵詞】電力;線路設(shè)計(jì);探索
近幾年來,隨著城市化進(jìn)程的加快和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力資源的利用率也在逐年增加,電力線路作為一種供電途徑,其設(shè)計(jì)問題的探索和研究逐步被重視。電力線路設(shè)計(jì)過程中,存在著較多問題,以下就是對其中較嚴(yán)重問題做出的探索。只有不斷進(jìn)行探索和創(chuàng)新,結(jié)合實(shí)際,合理利用一切能利用的資源,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,才能使我國電力系統(tǒng)的建設(shè)更加完善。
一、電力線路路徑布設(shè)
在電力系統(tǒng)中,電力線路布設(shè)方式的選擇以及勘探業(yè),成為了電力線路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。從實(shí)踐中可以知道,電力線路設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性,對于電力企業(yè)自身的運(yùn)行條件、實(shí)際施工、技術(shù)指標(biāo)以及經(jīng)濟(jì)效益等具有十分重要的作用。選擇線路路徑對工程多個方面都有影響,而且影響工程造價(jià)的關(guān)鍵因素就是線路路徑的選擇。線路越短,曲折系數(shù)越小,造價(jià)越低,相反造價(jià)就高。但是路徑的選擇還受到其他因素的制約和影響,如果片面追求曲折系數(shù)最小化,可能會使造價(jià)升高。選擇合適的路徑不只是強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性,還要衡量社會效益。在設(shè)計(jì)過程中,為保證整個電力線路的安全性,做到合理、有效的降低投資數(shù)額和縮短施工長度,每條電力線路都需要經(jīng)過徒步勘測,而且至少需要3到5趟才能確定適合的路徑,敲定最終設(shè)計(jì)方案。從另一方面看,勘測電力線路也對設(shè)計(jì)人員的責(zé)任心和專業(yè)技能進(jìn)行了綜合的測試。在電力線路選擇過程中,設(shè)計(jì)人員一定要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行勘測,尤其是沿線地上和地下情況。而且電力企業(yè)應(yīng)對需要的設(shè)施進(jìn)行充分調(diào)查和收集。在電力線路路徑布設(shè)過程中,應(yīng)該綜合考慮清理障礙需要賠付的費(fèi)用問題,在施工過程中,應(yīng)盡量避開建筑和房屋。在對電力系統(tǒng)進(jìn)行勘測檢查時(shí),應(yīng)認(rèn)真做到了解自身經(jīng)濟(jì)實(shí)力、兼顧桿位,對一些特殊的地段進(jìn)行反復(fù)測試,避開交通困難的區(qū)域,為桿塔的組立創(chuàng)造條件。
二、桿塔的定位與選擇
桿塔定位就是指在已經(jīng)選擇好的電力線路上,適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行斷面和定線測繪,在斷面網(wǎng)上放置桿塔的位置。在電力線路設(shè)計(jì)過程中,定位是一個相當(dāng)重要的環(huán)節(jié),它的優(yōu)劣直接影響著電力線路的維護(hù)與運(yùn)行、施工與造價(jià)。實(shí)踐證明,不同型式的桿塔在運(yùn)輸及運(yùn)行安全、占地、施工、造價(jià)等都不相同。
一般的桿塔工程所消耗的費(fèi)用占整個工程建設(shè)費(fèi)用總數(shù)的35%左右,因此想要節(jié)約資金費(fèi)用,合理的選擇桿塔類型就變得十分有必要,所以必須進(jìn)行細(xì)致有效的工作,設(shè)置出桿塔定位的最佳方案。新建工程投資允許的情況下,一般采用一種或者兩種型號的直線型水泥電桿,轉(zhuǎn)角、耐張、跨越等一般選用角鋼塔,將使用材料準(zhǔn)備好,將提高線路的安全水平,也使施工作業(yè)更加方便。對于線路多并沿著規(guī)劃道路進(jìn)行架設(shè)的路徑,因?yàn)殇摴芩嫉厣俚膬?yōu)點(diǎn),一般采用鋼管塔。
為了避免運(yùn)行幾年后的電力線路出現(xiàn)對地距離不足的情況,在新建工程電力設(shè)計(jì)中,一般采用較高的桿塔,以縮小檔距使電力線路對地距離提高。在電力線路設(shè)計(jì)過程中,一般采用安裝方便、占地少的酒杯型鋼管塔。桿塔定位一般分為室外定位和室內(nèi)定位。室外定位是指把在室內(nèi)排列安排好的桿塔位置帶到野外進(jìn)行校正、復(fù)核,并運(yùn)用標(biāo)樁固定下來。室內(nèi)定位是指在平斷面圖上運(yùn)用最大弧度模板排定桿塔位置。
排定的桿塔位置是否適合,直接對電力線路運(yùn)行的可靠性、安全性,還有建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、合理性有很大影響。在任何氣象環(huán)境下,電力線路的任一點(diǎn)都能保證與地面的安全距離,是桿塔定位的基本要求。
應(yīng)該在運(yùn)用耐張、跨越、轉(zhuǎn)角、終端等特種桿塔定位之后,再進(jìn)行分段,沿著平斷面圖利用最大弧度模板排定直線桿塔位置,根據(jù)排列的位置計(jì)算出該耐張段代表,以查取或者計(jì)算電力線路應(yīng)力,然后計(jì)算出K值,看此值與模板值是否相符,如若相符則表示該段桿位正確。否則,只能按照實(shí)際算出的K值,重新選取模板,重新對桿位進(jìn)行排定直到兩次算出的K值相同為止,其余耐張段桿位排定與上述方法相同。
三、電力線路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)
桿塔是電力線路結(jié)構(gòu)中非常重要的一部分。它的勞動消耗量、工期以及造價(jià)在整個工程中占很大比重。其運(yùn)輸量大約占整個工程的3/5,工期大約占整個工程工期的一半,費(fèi)用大約占整個工程的1/3。因此施工、設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)選型的優(yōu)劣會對工程線路的建設(shè)有直接影響。電力線路桿塔基礎(chǔ)分為兩類,一是鐵塔基礎(chǔ),二是電桿基礎(chǔ)。它的型式應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸、施工、水文、工程地質(zhì)、沿線地形以及桿塔型式等進(jìn)行綜合判斷。送電線路按其承載力特征可分為傾覆基礎(chǔ)、巖石錨樁基礎(chǔ)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、掏挖擴(kuò)底基礎(chǔ)、爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)以及大開挖基礎(chǔ)等類型。應(yīng)充分利用工程所在地材料并嚴(yán)格遵守技術(shù)要求。
四、桿塔進(jìn)行定位時(shí)需要注意的問題
在對電力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)積極解決塔桿定位中遇到的問題,并盡最大可能的采取一些措施,避免出現(xiàn)檔距過大的情況。如果出現(xiàn)以上問題,很可能是塔桿在受力時(shí)遭到了嚴(yán)重的破壞。這樣不僅給相關(guān)電力設(shè)備和塔桿的維修造成不便,還給施工造成了很大困難。當(dāng)塔桿需要把位置設(shè)立在山地時(shí),不僅要保證線路架設(shè)塔桿時(shí)立桿拉線和焊接排桿符合要求,還要充分保證山地周圍邊坡的穩(wěn)定性。當(dāng)塔桿需要把位置設(shè)置在陡坡上時(shí),一定要充分考慮基礎(chǔ)的穩(wěn)固性和安全性,還要觀察是否有被雨水或洪水沖刷,導(dǎo)致嚴(yán)重后果的可能性存在。
五、桿塔定位后需要對其進(jìn)行校驗(yàn)
1.交差跨越間距的校驗(yàn)
當(dāng)電力線路與鐵路、河流、電力線、通訊線等交差跨越時(shí),必須與被跨越物體之間保持足夠的安全距離。定位之后,可以直接在斷面圖上進(jìn)行測量。但是為避免因?yàn)槟0搴蛨D紙的誤差對間距造成影響,使間距不夠,在數(shù)據(jù)接近規(guī)定值時(shí),應(yīng)該運(yùn)用計(jì)算方法求出間距的準(zhǔn)確數(shù)值。當(dāng)跨越桿塔是直線型桿塔時(shí),還要對鄰檔斷線時(shí)被跨越物和電力線路的凈空間距離進(jìn)行校驗(yàn)。由斷線的張力,就可以求出相應(yīng)弧垂,然后可以得到斷線之后的跨越間距。如果滿足不了規(guī)程的要求,則應(yīng)該采用高桿塔或者調(diào)整桿位來解決。
2.直線桿塔搖擺角的校驗(yàn)
有些桿塔處于較低的位置,它的垂直檔較小,當(dāng)有風(fēng)吹電力線路時(shí),懸掛串搖晃幅度較大,如果當(dāng)搖擺角度超過桿塔的允許范圍時(shí),將引起很多狀況,比如桿塔構(gòu)件與帶電部分安全間距不夠,所以必須對桿塔搖擺角進(jìn)行校驗(yàn)。在平地上,搖擺角超過允許范圍的情況非常少,但是在丘陵地帶和山區(qū),搖擺角超過允許范圍的情況就較多。這種情況下,解決的辦法一般有5種:一是將單聯(lián)懸掛串更改為雙聯(lián)懸掛串或加掛重錘。二是孤立檔距應(yīng)該考慮降低電力線路的設(shè)計(jì)應(yīng)力。三是采用Y形或V型的絕緣子串。四是換用允許搖擺角度大的或是較高的桿塔。五是調(diào)整桿塔的位置。
結(jié)語
在電力線路設(shè)計(jì)過程中,選定合適的路徑方案對線路維護(hù)、運(yùn)行、施工、技術(shù)指標(biāo)等起著決定性作用??傊娏€路設(shè)計(jì)問題非常重要,因此應(yīng)該加強(qiáng)重視,積極探索電力設(shè)計(jì)新方法、新思路。只有這樣,才能使電力線路安全、穩(wěn)定的使用。
參考文獻(xiàn)
篇8
關(guān)鍵詞:鐵路;通信設(shè)備;防火;防雷;對策
社會的不斷進(jìn)步帶動了經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展在很大程度上促進(jìn)了人們生活水平的大幅提高,而人們生活水平的提高又在不同程度上促使人們外出探親訪友或者旅游,這也就促進(jìn)了旅游業(yè)和運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。在運(yùn)輸業(yè)中,鐵路運(yùn)輸成為了人們生活中重要的交通運(yùn)輸工具。鐵路管理是鐵路運(yùn)輸能夠健康發(fā)展的保障,而鐵路通信設(shè)備是鐵路日常運(yùn)營的重要工具,鐵路通信設(shè)備的防火防雷安全問題必須引起我們的高度重視,下面筆者就鐵路通信設(shè)備防火防雷安全問題進(jìn)行探討。
一、鐵路通信設(shè)備的防火對策
(一)對滅火設(shè)備進(jìn)行合理配置
因?yàn)殍F路通信系統(tǒng)存在一定的特殊性,它的內(nèi)容包括檢測、監(jiān)控等電子設(shè)備,如若發(fā)生火災(zāi)必然會造成非常嚴(yán)重的后果。當(dāng)電子設(shè)備發(fā)生火災(zāi)之時(shí),不能用水流直接進(jìn)行撲救,而應(yīng)使用氣體滅火裝置,它就包括管網(wǎng)氣體滅火設(shè)備、二氧化碳滅火裝置等。這些設(shè)備必須檢驗(yàn)合格之后,要放在便于取用的地方,同時(shí)還需對其采取定期保養(yǎng)修護(hù)處理。
(二)對耐火材料予以合理使用
在對耐火材料加以使用之時(shí),要按照建筑物中所存放設(shè)備價(jià)值的高低來進(jìn)行耐火材料的配置。因?yàn)殍F路通信設(shè)備的處理信息量大、業(yè)務(wù)量大、設(shè)備價(jià)值高,在鐵路的運(yùn)行中起著非常重要的作用,因此存放通信設(shè)備建筑物需要的耐火級別也就更高,并且在房屋內(nèi)的裝飾材料也要使用非燃燒的材料。
(三)進(jìn)行報(bào)警裝置的安裝
應(yīng)將報(bào)警裝置安裝在存放通信設(shè)備之處,當(dāng)火災(zāi)還未發(fā)生但有苗頭之時(shí),報(bào)警裝置便會自動報(bào)警。
(四)對線纜進(jìn)行合理選擇
題錄通信設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸和供電等任務(wù)都會由線纜來負(fù)責(zé)。線纜就包括光纜、電纜、電源線等。在對電纜加以使用之時(shí),要用防火包帶包扎電纜,在選擇電纜入柜之時(shí),不能使用材質(zhì)普通的機(jī)柜,而應(yīng)使用耐火強(qiáng)度非常好的非燃燒材料電纜引入柜?,F(xiàn)如今,絕大部分地區(qū)使用的都是光纜傳輸,通常情況下,光纜安裝時(shí)是通過預(yù)留孔道來進(jìn)行的。如果光纜的絕緣性很強(qiáng),則能使其火災(zāi)隱患得以降低,特別是在較潮濕環(huán)境中。所以,在對安裝光纜機(jī)型選擇之時(shí),一定要對絕緣指標(biāo)很強(qiáng)的光纜注意選擇,并且要盡可能的選擇溫度較為適宜的地區(qū)作為光纜路徑。
(五)對防火組織管理予以加強(qiáng)
定期對職工進(jìn)行防火安全知識的培訓(xùn),使職工的防火意識得到提升。使用責(zé)任到崗的管理方式,安排專人對防火安全工作進(jìn)行負(fù)責(zé)
(六)對線纜和設(shè)備進(jìn)行定期檢查與保養(yǎng)
要定期對線纜和設(shè)備采取保養(yǎng)處理,一旦發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)問題要及時(shí)上報(bào)處理。許多情況下,火災(zāi)的形成都是由于線纜老化導(dǎo)致的,因此一定要對老化線纜進(jìn)行檢修。在對設(shè)備進(jìn)行檢查保養(yǎng)之時(shí),應(yīng)按照設(shè)備維護(hù)原則,同時(shí)與通信設(shè)備特點(diǎn)相結(jié)合,對設(shè)備穩(wěn)定狀態(tài)、電氣特性指標(biāo)采取測試維護(hù)處理,特別是對設(shè)備中可能出現(xiàn)的短路、絕緣不良等故障線路進(jìn)行監(jiān)測維護(hù)。
二、鐵路通信設(shè)備的防雷對策
(一)對防雷設(shè)備加以使用
疏導(dǎo)法是防雷設(shè)備防雷的原理,也就是將雷電引向自己,然后再通過自身接地系統(tǒng)把雷電疏導(dǎo)入大地?,F(xiàn)如今使用的許多防雷設(shè)備中,最常見的避雷設(shè)備便是避雷針,它可以使建筑物避開直擊雷。通常情況下,避雷針材質(zhì)為鍍鋅鋼管或圓鋼,它的頂端是圓錐形,不同圓鋼直徑其針長也是不同的。架空地線即避雷線,是懸掛于建筑物之上的接地導(dǎo)線。鍍鋅扁鋼或圓鋼是避雷帶、避雷網(wǎng)最主要的材質(zhì)。避雷器最主要包括氧鍍鋅避雷器、閥型避雷器以及管型避雷器。
(二)運(yùn)用室外的無線設(shè)備進(jìn)行防雷處理
在鐵路沿線機(jī)械式旁都會有一處裝有避雷針和無線列調(diào)系統(tǒng)天線的鐵塔或電桿,由于天線饋纜會接入到通信機(jī)械室設(shè)備柜里,容易將雷電引來,因此,需對其進(jìn)行重點(diǎn)防范。對室外無線設(shè)備采取防雷舉措最主要的內(nèi)容包括:在室外建立地點(diǎn)住接地系統(tǒng),做好電纜之間的屏蔽連接,對等電位連接加以規(guī)范等。運(yùn)用疏導(dǎo)原理,在無線通信系統(tǒng)里建立低電阻的接地系統(tǒng),讓雷電可以通過低電阻的接地系統(tǒng)而直接導(dǎo)入大地,而采用低電阻主要的原因在于電阻越低,過電壓的值便會越低,那么耐雷的程度也就會越高。做好無線通信系統(tǒng)里的電纜屏蔽連接,不能使用絞合線或扁平編織線作為地線,要盡可能使用三毫米之上的實(shí)心導(dǎo)線,并且盡可能的保證金屬材料材質(zhì)相同。為使地表泄放面積增大,可使用多根有一定間隔的接地體,同時(shí)要將其進(jìn)行相互焊接。對等電位連接加以規(guī)范使運(yùn)用了等位原理,它能對低電位反擊予以有效制止。
(三)對電源系統(tǒng)加以保護(hù)
雷電襲擊通信設(shè)備最主要的通道之一便是電源吸納路,所以,對電源系統(tǒng)采取必要的保護(hù)舉措也就顯得尤為重要了。我們可在室內(nèi)電子機(jī)柜單元電源入口、電源線路入口處進(jìn)行電壓保護(hù)裝置的安裝。
(四)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)加以保護(hù)
在對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)之時(shí),最主要是用的防雷原理為等位法和隔離法,具體方式是在機(jī)房中形成屏蔽網(wǎng),也就是室內(nèi)連接均衡,如此便能將雷電和設(shè)備隔離開來,并使均壓環(huán)得到完善,通常情況下,均壓環(huán)最主要位于計(jì)算機(jī)房、控制室、機(jī)械室、電源屏室、機(jī)房天面等地方,均壓環(huán)最主要是借助銅條在墻角進(jìn)行環(huán)相連接來實(shí)現(xiàn)的。
(五)確保接地系統(tǒng)與設(shè)備金屬部件之間的連接完好
絕大部分通信設(shè)備金屬部件都會和接地螺栓彼此連接,因?yàn)榻饘俨馁|(zhì)容易出現(xiàn)導(dǎo)電情況,再加上這些金屬部件與大地和接地螺栓相連,因此他們?nèi)菀讓⒗纂娨蜃陨?,假如這些部件不能與接地系統(tǒng)進(jìn)行很好的連接,便極易造成接觸不良狀況的發(fā)生,假如在此時(shí)有電壓經(jīng)過,由于設(shè)備并未處于絕對零電位保護(hù)之下,便極有可能在襲擊下受到損壞。因此,一定要確保接地系統(tǒng)和金屬部件之間的連接時(shí)完好的。在進(jìn)行接地螺栓和金屬部件的連接之時(shí),可以使用含銀的環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠來實(shí)現(xiàn),它能使他們之間連接的完好度得到提升。
(六)將法拉第籠式的接地系統(tǒng)安裝在機(jī)械室
將法拉第籠式的接地系統(tǒng)安裝在機(jī)械室,也就是在機(jī)械室內(nèi),運(yùn)用建筑物主體鋼筋的上下焊接連接點(diǎn),把房頂?shù)谋芾籽b置、中間層均壓網(wǎng)、地下接地網(wǎng)焊接為電氣相同的接地系統(tǒng)。這一系統(tǒng)最主要的作用便在于當(dāng)機(jī)械室的附近被雷電襲擊以后,它能避免雷電所形成的強(qiáng)電場對機(jī)械室產(chǎn)生干擾。
三、結(jié)語
鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的安全得到保證非常重要的一個因素便是鐵路通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行,同時(shí)鐵路通信系統(tǒng)也是鐵路實(shí)現(xiàn)信息化和現(xiàn)代化運(yùn)作最為基礎(chǔ)的設(shè)施之一。伴隨鐵路事業(yè)快速的發(fā)展,它的通信系統(tǒng)所占據(jù)的地位也越來越重要。對鐵路通信設(shè)備采取一定的防火防雷舉措,對鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)正常的運(yùn)行起著非常重要的作用。在采取這些措施的時(shí)候,也需要對其進(jìn)行統(tǒng)籌管理、嚴(yán)格執(zhí)行,只有這樣才能確保鐵路通信系統(tǒng)可以正常的運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
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篇9
【關(guān)鍵詞】高壓輸電;線路設(shè)計(jì);問題;措施
中圖分類號: U212 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
前言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展勢頭迅猛,電網(wǎng)建設(shè)也因此不斷擴(kuò)大,并實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,從而進(jìn)一步提高了電網(wǎng)輸送技術(shù)和供電安全性、穩(wěn)定性。高壓輸電線路指的是220kV以下的輸電電壓線路,對整個電網(wǎng)系統(tǒng)而言,高壓輸電線路是骨架部分,其設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理,直接影響整個供電系統(tǒng)。與其他輸電線路相比,高壓輸電線路的特點(diǎn)主要有:安全性能要求高;線路結(jié)構(gòu)參數(shù)大;線路運(yùn)行參數(shù)高;線路設(shè)計(jì)難度大[1]。目前,我國高壓輸電線路存在一定問題,直接影響電網(wǎng)系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性與電能正常輸送,增加電網(wǎng)建設(shè)成本,因此,合理設(shè)計(jì)高壓輸電線路勢在必行。
1.高壓輸電線路設(shè)計(jì)存在的主要問題
1.1線路勘測
在高壓輸電線路設(shè)計(jì)中,線路勘測是關(guān)鍵,合理選擇線路路徑,有助于降低建設(shè)成本,優(yōu)化線路運(yùn)行條件,提高建設(shè)施工技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量。雖然線路勘測是原理簡單的斷面測量工作,但為確保準(zhǔn)確性,仍需注意以下問題:(1)保證測繪時(shí)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和桿塔樁間平距高差的準(zhǔn)確性,詳細(xì)調(diào)研線路沿線各項(xiàng)目建設(shè)的具體情況,優(yōu)化路徑選擇和線路設(shè)計(jì)方案。(2)確保桿位設(shè)立經(jīng)濟(jì)、合理,提高關(guān)鍵桿位設(shè)立可能性,對于桿位設(shè)立特殊地段,需反復(fù)勘測對比,并避開這些特殊地段,盡可能為桿塔建設(shè)提供良好的施工條件。
1.2線路臨檔斷線
高壓輸電線路覆冰會擴(kuò)大導(dǎo)線受風(fēng)面積,增加桿塔水平荷載,從而導(dǎo)致線路發(fā)生臨檔斷線情況。輸電導(dǎo)線覆冰時(shí),線路相鄰各檔間由于存在高度差異,使得縱向靜力產(chǎn)生不平衡情況,以致縱向荷載產(chǎn)生。所以,設(shè)計(jì)高壓輸電線路時(shí),必須詳細(xì)分析導(dǎo)致線路臨檔斷線的因素,并根據(jù)這些因素合理制定解決措施。
1.3線路桿塔設(shè)計(jì)保守
高壓輸電線路架設(shè)時(shí),需先準(zhǔn)備剛性強(qiáng)的線路桿塔,有效支撐電線架設(shè),同時(shí)避免感應(yīng)靜電場、電暈放電給人們帶來安全危害。所以,設(shè)計(jì)線路桿塔時(shí),必須嚴(yán)格要求高度和桿塔輸電線距離。導(dǎo)致線路桿塔設(shè)計(jì)保守的原因主要有:(1)地形特殊;(2)沒有全面考慮氣象因素;(3)桿塔間距離不合理,嚴(yán)重浪費(fèi)建設(shè)資金;(4)高壓輸電線路相關(guān)設(shè)計(jì)人員沒有熟練掌握有關(guān)線路設(shè)計(jì)的知識,設(shè)計(jì)桿塔時(shí)采用傳統(tǒng)保守方法[2]。例如,高壓輸電線路檔距可放200m,但設(shè)計(jì)人員只放150m,擔(dān)憂桿塔不能承受;桿塔呼稱高應(yīng)用18m,但卻用21m,擔(dān)憂桿塔間沒有足夠跨距。線路桿塔設(shè)計(jì)保守會嚴(yán)重浪費(fèi)電網(wǎng)建設(shè)資金,給電網(wǎng)建設(shè)帶來極大的資金壓力。
1.4忽視線路桿塔接地
在架空高壓輸電線路中,線路桿塔接地具有重要意義,對于可避雷的桿塔,更具有重要作用。雷擊時(shí),線路桿塔接地電阻可防止跳閘,而接地電阻大小對輸電線路運(yùn)行具有一定的影響,也就是說,高壓輸電線路桿塔接地電阻與桿塔閃絡(luò)息息相關(guān),即接地電阻10Ω時(shí),桿塔閃絡(luò)率0.6%??梢?,桿塔接地電阻與桿塔閃絡(luò)率成正比關(guān)系,電阻越大閃絡(luò)率越大,桿塔閃絡(luò)率受接地電阻影響。
1.5線路復(fù)合絕緣子配合
線路絕緣配合可對電氣設(shè)備絕緣水平進(jìn)行明確,而整個高壓輸電線路運(yùn)行安全直接受線路絕緣配合影響,所以,需根據(jù)電氣設(shè)備使用方式與周圍環(huán)境,對設(shè)備絕緣特性進(jìn)行合理選擇,并加強(qiáng)重視。近年來,復(fù)合絕緣子深受用戶歡迎,其優(yōu)點(diǎn)為免清掃、不需頻繁檢零,但使用時(shí)有嚴(yán)格要求。例如,使用110kv復(fù)合絕緣子,必須將均壓環(huán)裝置于兩端,但一些廠家銷售的復(fù)合絕緣子只有一個均壓環(huán),再加上有些設(shè)計(jì)人員忽視對均壓環(huán)的技術(shù)規(guī)范要求,以致造成可避免的事故。使用復(fù)合絕緣子時(shí),嚴(yán)格按照要求配置組件,并在其兩端裝置均壓環(huán),可有效避免強(qiáng)電場腐蝕,減少雷擊損害,延長使用時(shí)間。
2.高壓輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)線路路徑
優(yōu)化設(shè)計(jì)高壓輸電線路路徑,不僅可以縮短線路長度,減少電網(wǎng)建設(shè)成本,還能保證高壓輸電線路運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性。所以,為了達(dá)到線路路徑優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇時(shí)需滿足以下條件:(1)盡可能避開特殊地段,如居民住所、開礦企業(yè)及地質(zhì)、氣候條件差的地段,以避免或減少不必要的自然災(zāi)害、事故等損失,同時(shí)為避免線路和公路、鐵路等間的相互影響,設(shè)計(jì)線路路徑時(shí)需全面考慮位置關(guān)系。(2)為減少高壓輸電線路交叉跨越和建設(shè)成本,在滿足條件的情況下,可并行于現(xiàn)有擬建線路。(3)設(shè)計(jì)高壓輸電線路時(shí),全面考慮運(yùn)輸、維修建設(shè),同時(shí)避免復(fù)雜路形,如之字形、大轉(zhuǎn)角等,縮短線路長度。
2.2合理選擇桿塔類型
桿塔是高壓輸電線路的重要結(jié)構(gòu),支撐線路導(dǎo)線和地線,其造價(jià)、工期、勞動消耗占據(jù)電網(wǎng)建設(shè)工程的三分之一,可見合理選擇桿塔類型意義重大[3]。目前,我國選擇桿塔類型時(shí)全面考慮技術(shù)、施工、運(yùn)輸?shù)纫蛩?,并滿足以下條件:(1)根據(jù)桿塔設(shè)立地段具體地質(zhì)和氣象,選擇適宜的桿塔基礎(chǔ)型式;(2)在電磁場限制條件、電氣絕緣安全等要求下,合理規(guī)劃導(dǎo)線和地線距離;(3)可采用實(shí)際運(yùn)行安全的成熟桿塔,如果采用新型桿塔,為免不必要損失和事故的發(fā)生,需反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究;(4)全面考慮線路安全性、維修難易、經(jīng)濟(jì)費(fèi)用等;(5)確保架空線路和跨越物、地面間的距離適宜,并適當(dāng)協(xié)調(diào)線路和檔距高度,以免高電壓影響地面物體。
2.3高度重視線路絕緣配合
絕緣子是特殊的絕緣控件,在架空高壓輸電線路中具有重要作用,可用于支撐、懸掛導(dǎo)線,使導(dǎo)線和桿塔絕緣,形式主要有懸式絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子、套管絕緣子等。高壓輸電線通常采用懸式絕緣子,若條件允許,可用瓷橫代替。為確保線路絕緣水平,大多數(shù)地區(qū)采用單位泄露距離>1.6cm/kV的絕緣子。
2.4加強(qiáng)線路防雷設(shè)計(jì)
在高壓輸電線路建設(shè)中,防雷設(shè)計(jì)是架設(shè)線路的關(guān)鍵,特別是偏遠(yuǎn)山區(qū),由于地勢高、桿塔檔距過大等因素,極易遭受雷擊,以致長期大面積停電,嚴(yán)重影響正常供電和人們?nèi)粘I頪4]。加強(qiáng)線路防雷設(shè)計(jì)的措施有:(1)架設(shè)高壓輸電線路時(shí),避開雷電多發(fā)和難以有效防雷的區(qū)域,盡可能縮短桿塔檔距,并適當(dāng)降低桿塔高度。(2)降低高壓輸電線桿塔接地電阻。(3)全線架設(shè)雙避雷線。(4)縮小避雷線邊導(dǎo)線角度。例如,根據(jù)《110~500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,220kV線路邊導(dǎo)線角度為20°~30°間,對于山區(qū)易受雷擊區(qū)域,可將角度設(shè)計(jì)為20°,確保防雷效果。
3.小結(jié)
總之,高壓輸電線是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分,在電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行中,高壓輸電線路設(shè)計(jì)具有至關(guān)重要的作用,可以避免或減少線路故障,確保高壓輸電線正常運(yùn)行。在高壓輸電線路設(shè)計(jì)中,優(yōu)化設(shè)計(jì)線路路徑,合理選擇桿塔類型,高度重視線路絕緣配合,加強(qiáng)線路防雷設(shè)計(jì),可以有效解決高壓輸電線路設(shè)計(jì)中存在的線路勘測、臨檔斷線、桿塔設(shè)計(jì)保守等問題,從而提高電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量,減少建設(shè)成本,保證電網(wǎng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定。
【參考文獻(xiàn)】
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篇10
關(guān)鍵詞:電廠;鍋爐;正常運(yùn)行;衡量標(biāo)準(zhǔn);優(yōu)化
中圖分類號:TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)18-0133-02
鍋爐是電廠的重要組成設(shè)備之一,對維持電廠的正常運(yùn)行具有重要意義。為保障電廠正常運(yùn)行就必須保持鍋爐處于持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)并定期對鍋爐進(jìn)行維護(hù)和優(yōu)化,及時(shí)解決鍋爐運(yùn)行使用中出現(xiàn)的問題。
1 電廠鍋爐運(yùn)行
1.1 鍋爐的運(yùn)行闡述
鍋爐處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)其各個參數(shù)維持在一個平衡狀態(tài),如內(nèi)外負(fù)荷一致等。若希望改變鍋爐的負(fù)荷平衡,需要通過對鍋爐運(yùn)行的多個參數(shù)調(diào)整實(shí)現(xiàn),如調(diào)整鍋爐進(jìn)水量、進(jìn)氣量、燃燒溫度等,讓鍋爐運(yùn)行重新進(jìn)入一種新的平衡狀態(tài)。即鍋爐運(yùn)行中的各項(xiàng)參數(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)的,彼此之間存在一個動態(tài)平衡,在某一參數(shù)發(fā)生變化時(shí)其他參數(shù)也需要隨之改變。因此為保持電廠鍋爐處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)必須對其運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和動態(tài)微調(diào)。具體來說重點(diǎn)監(jiān)測內(nèi)容包含以下部分:(1)保持電廠機(jī)組負(fù)荷與鍋爐所產(chǎn)生的蒸氣量一致;(2)保持鍋爐水位在正常范圍內(nèi);(3)保持鍋爐氣溫和氣壓處于正常水平。
1.2 鍋爐運(yùn)行中的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)
鍋爐中的給水應(yīng)該保持在要求的品質(zhì)范圍內(nèi),過多的雜質(zhì)會在鍋爐運(yùn)行中產(chǎn)生水垢,影響鍋爐的傳熱效率,甚至對鍋爐中的管壁、汽輪機(jī)葉片等出現(xiàn)損壞。
首先,按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)對鍋爐用水進(jìn)行過濾或制取,保證給水的水質(zhì)中雜質(zhì)的含量維持在允許范圍內(nèi)。其次要對鍋爐進(jìn)行排污操作,如定期或連續(xù)排污等。再次要對鍋爐汽包水位進(jìn)行適時(shí)調(diào)整,防止水位的突然變化對鍋爐生產(chǎn)蒸汽的影響,進(jìn)而保護(hù)鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行安全。最后要保證鍋爐的負(fù)荷不超過額定狀態(tài),特別需要避免鍋爐處于長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),避免出現(xiàn)因水質(zhì)不佳導(dǎo)致的蒸汽品質(zhì)惡化、因鍋爐負(fù)荷過大導(dǎo)致的爐膛結(jié)焦、因煙氣流速加劇導(dǎo)致的管壁磨損加劇和煤粉燃燒不足等現(xiàn)象的出現(xiàn)。
1.3 保障鍋爐運(yùn)行原則
在實(shí)際工作中,相關(guān)鍋爐運(yùn)行人員應(yīng)該遵循如下三條規(guī)則以保障鍋爐的正常運(yùn)行。
(1)當(dāng)鍋爐發(fā)生故障時(shí)應(yīng)該根據(jù)故障表現(xiàn)癥狀及時(shí)對故障進(jìn)行定位和解決。(2)在保證工作人員人身安全的前提下選用恰當(dāng)?shù)姆限D(zhuǎn)移方式將故障鍋爐處所承擔(dān)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移給其他非故障機(jī)組,盡量保證電廠供電不中斷。(3)若故障性質(zhì)較為嚴(yán)重,無法通過符合轉(zhuǎn)移等方式維持電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn),則必須進(jìn)行停機(jī)處理并及時(shí)上報(bào)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。
1.4 電廠鍋爐運(yùn)行安全管理與檢查
鑒于鍋爐運(yùn)行狀態(tài)波動較大,故檢查時(shí)間間隔的設(shè)置不宜過長,最多不能超過三小時(shí)。具體的工作內(nèi)容有對鍋爐的附屬設(shè)備如鼓風(fēng)機(jī)、上煤機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除渣機(jī)等進(jìn)行狀態(tài)檢查;對電廠鍋爐運(yùn)行中使用到的軸承升溫幅度進(jìn)行檢查;對鍋爐關(guān)鍵部位的元器件進(jìn)行檢查;對鍋爐運(yùn)行參數(shù)如水位、溫度、給水壓力等進(jìn)行檢查等。檢查過程和每一被檢查部分的狀態(tài)和參數(shù)等應(yīng)該形成具體的記錄報(bào)告,便于分析和使用。
2 電廠鍋爐設(shè)備故常產(chǎn)生的問題及其維護(hù)
2.1 排煙溫度過高的設(shè)備檢查與維護(hù)
在實(shí)際應(yīng)用中電廠鍋爐設(shè)備的布置不當(dāng)或部分設(shè)備損壞會使得電廠排煙溫度過高??偨Y(jié)其發(fā)生原因,主要表現(xiàn)在以下方面:若制粉系統(tǒng)、爐膛、煙道等部位發(fā)生漏風(fēng)現(xiàn)象則非常容易造成排煙溫度的升高,此時(shí)應(yīng)該及時(shí)對鍋爐的本體和相應(yīng)的制粉系統(tǒng)進(jìn)行排查,確認(rèn)這兩部分是否存在漏點(diǎn),若存在則應(yīng)該對這部分設(shè)備進(jìn)行及時(shí)修復(fù)。特別需要注意的是鍋爐爐底和爐頂?shù)拿芊庑砸约敖o煤機(jī)的落粉管封閉性是檢查和維護(hù)重點(diǎn)。若鍋爐摻冷風(fēng)量變多也會產(chǎn)生排煙溫度的升高,此時(shí)應(yīng)該對制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)。一次風(fēng)率偏高也是導(dǎo)致排煙溫度升高的原因之一,一次風(fēng)率偏高通常是由風(fēng)管使用不當(dāng)造成的,此時(shí)需要更換通風(fēng)面積適當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)管。當(dāng)制粉系統(tǒng)的出力發(fā)生下降時(shí)同樣會導(dǎo)致排煙溫度升高,此時(shí)就需要對磨煤機(jī)的護(hù)甲等組成部件進(jìn)行更換或維修,保持磨煤機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
2.2 結(jié)焦、結(jié)灰的設(shè)備檢查與維護(hù)
當(dāng)鍋爐內(nèi)溫度過高時(shí)會加劇燃料內(nèi)的金屬物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),進(jìn)而生成高溫性結(jié)焦,該結(jié)焦通常產(chǎn)生在鍋爐爐膛受熱面和對流受熱面上,這兩個位置是鍋爐日常清潔和維護(hù)的主要位置之一。低溫性結(jié)焦產(chǎn)生的雜物也會粘連在受熱面附近。在實(shí)際運(yùn)行中煙氣中會摻雜一定濃度的灰粒,這些灰粒在環(huán)境溫度低于支持煙氣產(chǎn)生可支撐灰粒的最小浮力時(shí)會沉積下來,發(fā)生結(jié)灰現(xiàn)象。該現(xiàn)象主要發(fā)生在對流過熱器、空氣預(yù)熱器以及省煤器等部位,因此對這些部位應(yīng)該經(jīng)常進(jìn)行除灰維護(hù)。
3 電廠鍋爐運(yùn)行的優(yōu)化
3.1 優(yōu)化燃燒方式
鍋爐燃燒率主要受爐膛內(nèi)氧氣含量、水分干燥程度以及進(jìn)風(fēng)風(fēng)速和次數(shù)決定。若能夠根據(jù)鍋爐的參數(shù)將爐膛內(nèi)氧氣含量控制在一定范圍內(nèi),通過適當(dāng)?shù)姆绞秸{(diào)整燃料水分比調(diào)整一次進(jìn)風(fēng)和二次進(jìn)風(fēng)之間的關(guān)系等可以有效提升鍋爐的綜合燃燒效率,增強(qiáng)電廠的運(yùn)營效果。尤其是是吹風(fēng)調(diào)節(jié)的作用效果十分明顯:一次風(fēng)可以對煤粉進(jìn)行預(yù)熱,同時(shí)增大鍋爐爐膛進(jìn)入氧氣的含量;二次風(fēng)可以降低鍋爐爐膛的熱度偏差,保證鍋爐綜合燃燒效率處于最佳狀態(tài)。
3.2 提升排煙效果
對鍋爐機(jī)組的漏風(fēng)現(xiàn)象進(jìn)行控制和消除。一方面在滿足燃燒需求的條件下盡量調(diào)整送風(fēng)量與排煙量樣表與爐膛量樣表之間的關(guān)系維持在最佳狀態(tài);另一方面要盡量減少冷風(fēng)的使用,而盡量選擇使用熱風(fēng),以便于增強(qiáng)保溫層的利用率。另外要及時(shí)清理空氣預(yù)熱器,維持其處于干凈無積塵狀態(tài),便于減少排煙損失。
4 結(jié)語
電廠鍋爐運(yùn)行是一個復(fù)雜的涉及內(nèi)容繁多的過程,在電廠鍋爐的運(yùn)行過程中,必須采取嚴(yán)格的操作規(guī)范以確保鍋爐運(yùn)行在正常狀態(tài),同時(shí)對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和檢查,消除影響鍋爐燃燒效率的因素造成的不利影響,對于有條件或有需求的運(yùn)行內(nèi)容可以采取適當(dāng)?shù)母脑齑胧ζ溥M(jìn)行優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)
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