電路設計問題范文

導語：如何才能寫好一篇電路設計問題，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】 電路設計 器材選擇 測量電路 控制電路

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)04(b)-0070-02

1 引言

電學設計性實驗中,電路設計與器材的選擇問題是學生學習的一個難點,因為: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“伏安法”還是非常規“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 電路設計與器材選擇問題解決的程序

電學設計性實驗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)——測定待測電學量。要解決此類問題,我們可以先設計測量電路,后將測量電路當作全電路一個元件,再設計控制電路。

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?，F有實驗器材如下:

待測電阻Rx(阻值約4Ω)電流表A1(量程0.6A,內阻約0.2Ω)

電流表A2(量程3A,內阻約0.05Ω)電壓表V1(量程3V,內阻約3kΩ)電壓表V2(量程15V,內阻約15kΩ)

滑動變阻器R0(最大電阻20Ω)電池組(電動勢6V)開關,導線若干;為了較準確地測量Rx阻值,保證器材安全以及操作方便,電流表、電壓表應選 ,并畫出實驗電路圖。

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,但是我們仍然可以首先確定測量電路。假設待測電阻兩端加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,。這說明可以通過調節滑動變阻器的滑片使Rx兩端的電壓約從1V變化到6V,所以應選用滑動變阻器限流式接法,同時可知測量電路選擇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,有一定內阻,電動勢約為9.0V;

電壓表V1,量程為1.5V,內阻r1=750Ω;

電壓表V2,量程為5V,內阻r1=2500Ω;

滑動變阻器R,最大阻值約為100Ω;單刀單擲開關K,導線若干。

(1)測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3,試畫出測量電阻RX的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題中相應的英文字母標注)。

(2)若電壓表V1的讀數為U1,電壓表V2的讀數為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阻,故可當作電流表使用。電壓表V1,量程為1.5V,內阻r1=750Ω,流過其最大電流為I=U1/r1=2mA;電壓表V2,量程為5V,內阻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,電路設計如圖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。實驗電路如圖3所示。

(答案:(1)如解析(2)RX=)

3.3 利用“安安法”測電流表的內阻

例3、(00全國卷)從下列器材中選出適當的實驗器材,設計一個電路來測量電流表A1的內阻r1,要求方法簡捷,有盡可能高的精確度,并測量多組數據。

(1)畫出實驗電路圖:標明所用器材的代號。

(2)若選取測量中的一組數據來計算r1,則所用的表達式r1= ,式中各符號的意義是: 。

器材(代號)與規格如下:電流表A1,量程10mA,內阻待測(約40Ω);電流表A2,量程500μA,內阻r2=750Ω;電壓表V,量程10V,內阻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,內阻很小;電鍵K,導線若干。

解析:(1)確定測量電路:

此題要測電流表的內阻,只需再加一個電壓表或一個已知阻值的電流表充當電壓表。電流表A1,量程10mA,內阻待測(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,內阻r2=750Ω,其兩端最大電壓為0.375V,故只需將兩表并聯即可。

(2)確定控制電路

由于要測量多組數據,故要采用滑動變阻器分壓接法。用定值電阻保護電流表。實驗電路如圖4所示。

(答案:(1)如解析(2)表達式,式中I1、I2、r1、r2分別表示通過電流表A1、A2的電流和它們的內阻。)

3.4 用“伏伏法”測電壓表的內阻

例4、為了測量量程為3V的電壓表V的內阻(內阻約2000Ω),實驗室可以提供的器材有:電流表A1,量程為0.6A,內阻約0.1Ω;電壓表V2,量程為5V,內阻約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,內阻約0.5Ω;單刀單擲開關K,導線若干。

(1)請從上述器材中選擇必要的器材,設計一個測量電壓表V的內阻的實驗電路,畫出電路原理圖(圖5中的元件要用題中相應的英文字母標注),要求測量盡量準確。

(2)寫出計算電壓表V的內阻RV的計算公式為RV= 。

解析:(1)確定測量電路:

此題要測電壓表的內阻,只需再加一個電流表或一個已知阻值的電壓表充當電流表,但此題電壓表V2的內阻未知,此方法不行。待測電壓表V,量程為3V,內阻約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,可考慮它們串并聯測電壓表的內阻,串聯電阻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。實驗電路如圖7所示。

(答案:(1)如解析(2))

綜上所述,關于解“電路設計與器材選擇”這類問題時,引導學生按照一定的程序,即先確定測量電路,后確定控制電路去分析、解答,就能變復雜為簡單、頭緒清晰,得到正確的解答。

篇2

隨著電子電路復雜程度越來越高、更新速度越來越快、設計規模越來越大、推向市場時間越來越短，這就迫切需要實現設計工作的自動化。電子設計自動化（EDA）技術的出現，改革了傳統的電子電路設計方法。

2 Multisim仿真軟件的功能及特點

Multisim是一個原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件，可實現原理圖捕獲、電路分析、電路仿真、仿真儀器測試等功能；具有如下特點：界面設計人性化、操作簡潔明了、元件庫規模龐大、儀器儀表庫種類齊全（包括函數信號發生器、示波器、邏輯分析儀等）、分析功能強大（包括直流工作點分析、交流分析、噪聲分析等）。

3 應用實例

以數字搶答器的設計為例，闡述采用Multisim仿真軟件進行電子電路設計的過程。

設計任務和要求 用中、小規模集成電路設計一個數字搶答器，設計要求：

1）搶答器可同時供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J8，可控制系統的復位和搶答的開始；

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，該選手的編號立即被鎖存，并顯示在LED數碼管上，控制電路使揚聲器發出報警聲音，并對輸入電路進行封鎖，使其他選手的搶答不起作用；

4）搶答器具有定時搶答功能，主持人通過設定一次搶答時間，控制比賽的開始和結束[1]。

電路組成 搶答器由主體電路和擴展電路兩部分組成。主體電路由主持人控制開關、搶答按鍵、控制電路、優先編碼器、鎖存器、譯碼器、編號顯示器和報警電路構成，完成基本搶答的功能；擴展電路由秒脈沖產生電路、定時電路、譯碼器和定時顯示器構成，完成定時搶答的功能。

搶答器工作過程：首先，接通搶答器電源，主持人將開關J8置于復位位置，禁止搶答器工作，編號顯示器被熄滅，定時顯示器顯示定時時間；然后，主持人將開關J8置于開始位置，允許搶答器工作，計數器進行減計時；當選手在定時時間內搶答時，計數器停止工作，編號顯示器顯示搶答選手的編號，定時顯示器顯示剩余搶答時間，并禁止其他選手隨后的搶答；當定時時間到，但無人搶答時，系統報警，并禁止選手超時搶答。

電路設計及仿真

1）搶答器電路。搶答器電路如圖1所示。優先編碼器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，并經譯碼器74LS48譯碼后顯示在LED數碼管上。

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行高速采集和時序分析。將邏輯分析儀的輸入端口相應地連接到電路的如下測試點上：開關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J8置于復位位置時，74LS279被復位，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，當主持人將開關J8置于開始位置時，允許優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，74LSl48的輸出A2A1A0=001，GS=0，經RS鎖存后，Q4Q3Q2Q1=1101。于是，Q1=1，使BI=1，允許74LS48工作；Q4Q3Q2=110，經譯碼顯示為“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，當按下的J6鍵松開后，GS=1，此時由于仍為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），從而實現了搶答的優先性，保證了電路的準確性。在第六個Clock脈沖的下降沿，主持人將開關J8重新置于復位位置，以便進行下一輪的搶答。

2）定時電路。將兩片同步十進制可逆計數器74LSl92級聯，以串行進位方式構成百進制計數器；計數器的計數脈沖由555定時器構成的秒脈沖電路提供；通過預置時間電路，主持人對計數器進行一次搶答時間的預置；74LS48譯碼器和定時顯示器構成譯碼顯示電路。當主持人將開關J8置于復位位置時，計數器預置定時時間，并顯示在定時顯示器上。當主持人將開關J8置于開始位置時，74LS279的輸出Q1=0，經非門反相后，使555定時器的時鐘輸出端CP與74LSl92的時鐘輸入端CPD相連，計數器進行減計時；在定時時間未到時，74LS192的借位輸出端BO2=1，使74LSl48的EI=0，允許74LSl48工作。當選手在定時時間內搶答時，Q1=1，經非門反相后，封鎖CP信號，計數器停止工作，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統復位為止；同時，EI=1，禁止74LSl48工作。當定時時間到無人搶答時，BO2=0，EI=1，禁止74LSl48工作，禁止選手超時搶答；同時，BO2=0，封鎖CP信號，計數器停止工作，定時顯示器上顯示00[2]。

3）報警電路。報警電路由555定時器、三極管推動級和揚聲器構成。由若干電阻、電容和555定時器接成多諧振蕩器，將時序電路控制信號PR接至555定時器的清零端，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通、截止，從而推動揚聲器發出報警聲音。

根據上述設計思路，畫出各單元電路的仿真電路圖，先對各單元電路逐個進行仿真調試，再將各單元電路連接起  isim仿真，觀察各部分電路之間的時序配合關系，測量電路各項性能指標，調整部分元器件參數，檢查電路各部分功能，使其滿足設計要求；最后進行電路焊接與裝配，并對實際電路進行測試。

4 結語

Multisim是電子電路計算機仿真設計與分析的基礎，在電子電路設計中應用Multisim仿真軟件，把虛擬仿真和硬件實現相結合，可以節約設計成本、縮短開發周期和提高設計效率，有利于培養學生工程實踐、綜合分析和開發創新能力，提高學生運用現代化設計工具的能力。

參考文獻

篇3

關鍵詞：輸電線路；初步設計；施工圖設計；導線選擇

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A

35kV輸電線路的設計一般分為三個階段，即可行性研究、初步設計階段與施工圖設計階段，其主要的內容包括很多方面，例如導線型式選擇、線路路徑選擇、桿塔基礎設計以及桿塔形式選擇等。35kV輸電線路的設計，要保證輸電線路在施工之后能夠經濟、安全的運行，更好的確保線路無故障的運行。

一、可行性研究

可行性研究在35kV輸電線路中的設計具有關鍵性的地位，這一階段目前基本決定了線路的規模和造價?？尚行匝芯糠治鰣蟾娴膬热菥唧w包括研究方案、內容真實、準確的預測以及嚴密的論證。研究方案是指在研究設計高壓35kV輸電線路時，對其可行性要做出研究方案，更好的確定研究的對象。內容真實是指可行性研究報告要對35kV輸電線路的設計從經濟、技術、工程等方面進行調查研究，并且對線路建成之后的社會影響以及經濟效益進行有效的預測，并對于是否進行下一步的投資以及如何建設提出建議，這就要求可行性報告要準確、可靠。準確的預測就是在投資決策之前對35kV高壓線路進行設計和調研，并對所產生的問題和結果進行估計，深入調查研究，對其前景進行科學的預測。嚴密的論證是指要圍繞影響項目的各種因素，并且運用好微觀和宏觀的方法進行分析。

二、初步設計

初步設計是工程進行設計的一個重要的階段，著重對于線路路徑的實行方案進行技術經濟比較，從中選擇出一個最佳的設計方案，對設計原則進行進一步的明確。

（一）導線的確定

根據系統規劃中所提供的一些負荷資料以及選擇的一些導線的截面，并且結合當地的經濟發展規劃來校驗。隨著我國經濟的發展，各行各業以及人們生活用電量日益增加，而且在進行電路設計的時候，對于個別的行業沒有進行長遠的規劃，這就造成了線路已建成，達到了滿負荷的運行。長期以往，線路的滿負荷運用，造成了導線的損耗大，而且使導線的連接點持續發熱，給安全運行造成了很大的威脅。因此，在對導線的截面進行選擇的時候，要根據當地的實際情況，選擇合適的導線截面，而且對于導線截面的選擇，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荷，更好的保證輸電線路的安全。而且，在導線選擇之后，還要根據規格的要求選擇一些避雷針的型號，更好的保證避雷針與導線截面型號相配，保證輸電線路的安全。

（二）氣象條件的選擇

在進行輸電線路設計的過程中，氣候條件與輸電線路有著十分重要的關系，因此，要明確當地的氣候條件。充分考慮到當地的氣候條件，對于當期的氣象資料以及已有線路的運行情況等因素要綜合的進行考慮，更好的確保輸電線路設計的合理和安全。對于氣象條件進行考慮，主要從以下幾方面進行，當地的最高溫度，這是為了計算導線最大的弧垂，更好的保證線路與建筑路以及地面的安全距離；當地的最低溫度，這是為了更好的確定導線的最大應力，這也是導線進行最大應力實驗的一個最基本的條件；當地最熱月份的平均溫度，這是為了更好對導線的安全載流量進行驗算；當地最大的風速，這是為了更好的確定電桿、導線、拉線一些受力部件的外部負荷，對導線與其所接近的建筑物水平的安全距離進行驗算，防止由于風力造成的一些安全事故的發生；導線覆冰，更好的計算出電桿、導線等部件的一些機械的強度；雷電日數，針對雷電情況，采取相應的防雷措施，更好的保護輸電線路。

（三）絕緣配合設計

對于絕緣的設計，要根據絕緣強度進行區段劃分，送電路的絕緣強度可以按照污穢區以及清潔區進行劃分，污穢等級與污穢區段的劃分是按照附鹽的密度、污穢性質、污鹽距離等進行的，并且提出有效的防污穢的措施，更好的確定絕緣設計。對于絕緣子串和片數，要根據電壓的等級以及負荷的條件對不同型式的絕緣條件進行選擇。

對于防雷設計，要按照送電線的電壓等級、已有線路的運行經驗以及本地區的雷電活動情況來選擇避雷線的根數、避雷線的保護角以及避雷線與檔距中央導線之間的最小距離。對于架空送電線來說，最好的避雷保護方法，就是要運用接地避雷線，而且要保證避雷線保護角度要小，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，避雷線的造價卻日益增大。35kV線路一般在發電廠以及變電站架設1～2km的避雷線，一般在不會沿著全線架設避雷線。35kV線路允許單相接短時運行，在進行線路設計時，無避雷針的部分線路要進行導線三角形的排列方式，讓最上面的一根導線起到避雷線的效果。對于《設計規范》的規定，1～2km的進線距離段是保護距離，對于這個距離，我們不能死搬硬套，要靈活的運用，對于多雷的地區，進線段的設置應該要達到3km或者更長，而且對于進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。

（四）桿塔設計

對于桿塔的設計，在設計的過程中，要盡量選擇一些運行經驗成熟或者是一些典型設計的桿塔型式，對于一些新型桿塔的設計，要有充分的設計理由，而且還要經過科學實驗驗證后，才能進行運用。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準，一般是9m、12m、15m以及18m等。桿型的選擇，要選擇直線型的桿型，并且結合導線選擇的型號來確定雙桿還是單桿的運用；針對當地的運行經驗、運行情況以及當地的地質情況，要選擇深埋的方式，還是淺埋的方式；根據電壓以及其運行的基本情況，確定桿的高度。經過一系列的分析和設計，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，要選擇與水泥桿型結合在一起的鐵塔。

對于基礎型式的選擇要根據全線的地質、地形、基礎受力條件以及水文情況來確定基礎的型式。對于鐵塔的基礎以及鋼筋混凝土桿的受力基礎，按受力的型式進行劃分，可以分為上拔、下壓類基礎以及傾覆類基礎。對于上拔、下壓類基礎來說，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；傾覆類基礎就是承受傾覆力，對于鐵塔的基礎一般運用的都是現澆臺階基礎。

（五）合理的通信保護設計

在進行通信線與電力線路進行交叉跨越時，對于交叉角的設計要符合“線路設計規程”，對于交叉角的設計，在跨越I級通信線路時，交叉角的要求應該大于450；在跨越Ⅱ級通信線時，對于交叉角的要求要大于300；在跨越Ⅲ通信時，交叉壞沒有具體的要求。35kV輸電線路如果有防雷保護，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的時候，那么通信的垂直距離要大于5m。

三、施工圖設計

對于初步設計的原則以及設計的一些意見，進入到下一步的施工圖設計。其施工圖設計的具體流程是，首先，對于初選的以及經過評審完畢的最佳的路線方案，進行實地的測量，然后進行放線、打桿位樁等。其次，進行必要的和詳細的圖紙設計，這包括交叉跨越表、桿塔圖、線路路徑圖、絕緣子串組裝圖、桿塔明細表以及鐵塔基礎圖等一系列詳細的圖紙。第三，還要提供出一些準確的、完整的材料表，并且提供出一些技術施工設計的預算書和設計說明書。

四、設計中遇到的問題及注意事項

35kV輸電線路在進行設計的時候，會遇到一些問題，對這些問題要采取合理的解決措施，在設計的時候還需一些注意事項。對于變電所35kV進出線和架空線的終端引線要進行合理的配合，更好的保證進出線的架設，對于35kV架空輸電線的保護范圍與當地的的防雷保護范圍要進行很好的銜接。對于防線測量中的設計人員來說，要親臨現場，根據當地的實際的地形以及地貌，對桿位進行設置，并且選擇一些合理的桿型，使設計的理論與實踐能夠緊密的結合在一起。在設計的過程中，對于輸電線路沿線的一些地形、地貌、地質以及水文情況一定要進行認真、詳細的勘測，并且根據實際情況，要選擇合理的電桿埋深、底盤以及卡盤的規格，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，還要根據線路的設計情況，設計出“T”接點需要采用的一些桿型，對于其具體的連接布置方法也要進行具體的說明。對于設計中輸電線的路徑說明要簡明、準確、清楚，而且還要通俗易懂，并且邏輯嚴謹，使施工工人都能看懂，保證施工的順利實現。要嚴格遵守城建程序，遵守先勘探、后設計、最后再施工的原則，禁止使用便勘探、邊設計、邊施工的“三邊”工程，更好的保證設計的質量，保證工程的順利實施。

結語

總之，對35kV架空高壓線進行設計的過程中，要根據設計的要求進行勘探，根據沿線的實際情況，進行合理的設計，更好的保證輸電線路的安全、經濟運行。

參考文獻：

[1]王璋奇.輸電線路桿塔設計中的幾個問題[J].電力建設，2002（01）.

[2]王立.35kV～110kV輸電線路設計要點分析[J].高科技與產業化，2010（12）.

[3]吳耀斌.結合實例談35kv架空輸電線路設計[J].中華民居，2012（02）.

[4]蔡琦.淺談架空輸電線路設計[J].新農村，2010（09）.

篇4

關鍵詞：輸電線路；線路設計；架空桿；鐵塔基礎

中圖分類號：TM216 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）28-0029-02

輸電線路設計是指導高壓輸電工程項目施工作業的重要依據之一。由于此項工作涉及到的學科理論知識相對復雜與系統，故而該工作需要設計人員具備專業體系技能知識的同時，還應能重點結合實際施工環境具體考慮各項施工要素，進而才能在具備一定實踐經驗的基礎上使高壓線路設計更為周詳與可靠。同樣，高壓線纜設計應能遵循國家電力產業現行基建方針及經濟政策、法規條例等，以此才能使輸電線纜設計及技術應用更符合國情。

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，在電網系統中負責電源點起始輸電和變電站傳輸運送的主要工作，所以但凡出現事故則能夠深切影響經濟財產損失。線路結構參數較高。高壓輸電系統中主要有桿塔、導線、絕緣子串、基礎等，桿塔通常較高，基本結構荷載大等等，所以其結構設計參數要求嚴格，配件性能參數需求也較大；線路運行需求高。高壓線路的基本額定電壓較大，所以其周圍電場強度就大，故而其運行需求也很高；運行環境復雜性。高壓線路經常處在地理、地貌較為復雜的山區，有的沿路歷經山谷、高山、湖泊等，有的地勢險峻，所以其運行維護也相對不便。

2 高壓輸電線路設計要點分析

2.1 輸電線路防雷設計

在雷雨轟鳴自然氣象條件下產生的高壓雷電往往能高達數十萬伏特，這種高能量電壓對電氣設備回路系統造成瞬間沖擊的傷害非常大，主要體現在瞬間擊穿設備絕緣構件而使得其出現短路，嚴重時甚至出現爆炸、燃燒、線纜損毀等。在線路設計過程中，就輸電線路的潛在雷電隱患問題進行考慮與研究，就能夠為后續施工防雷施工作業提供可行依據?；诖?，防雷設計主要應考慮兩點：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范疇內，從而達到大幅度降低電壓沖擊的目的。第二，避雷線裝置，避雷線構成單元是導線、引下雷電泄流導體以及接地設施構件。

2.2 導地線選型設計

由于輸電線路所處環境經常是長期置于曠野、山區或鄰近湖海地區條件下，所以其線路也就時常會受到自然氣象下的大風、覆冰等影響，包括氣溫變化劇烈或者化學氣體等都會對其運行造成一定影響，外加國家資源及線路造價經費等因素限制，故而在設計中務必要綜合考慮其線纜的材質、基本結構選型等。同時，線路在向變電傳輸電力時，其容量、傳送性能、環境因素等問題的存在對其線路正常運轉實現經濟效益有著很大影響。因此，導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、全壽命周期投資成本等，包括對其導線的型號、截面、安全等進行綜合考慮，從而才能選擇出最為配套、適用的導線選型經濟適用方案，而這也對控制輸電線纜建設投資成本有著重要現實意義。

2.3 路徑優化設計

基于輸電線路路徑優化非常重要。因此，有關于線路路徑優化設計工作進行時則要綜合考慮經濟成本投入情況、技術工藝適用與否，包括施工后運行狀態如何?；诖耍O計階段時首要工作則是考慮氣象因素、水文地質結構。即結合該輸電線路架設地區的地形、地貌特點進行線路的路徑優化。并以此為基礎，考慮線路是否沿線地下或者地下進行敷設施工。特別是在鄰近湖海、礦區等地域，這些地域都能為輸電線路發電提供動力能源，進而要多重考慮其線路路徑優化方案，選出性價比最為合理的技術方案。此外，線路路徑要極力避開地質結構不良地帶，且要確保自然氣候、氣象比較穩定，以使得線路增強壽命使用周期，有效抵抗外界自然氣候及不利因素對其造成的負面影響。除此之外，為積極促進輸電線路的正常運轉，地方基建管理責任單位也應能夠全面對其建設予以支持，采取有力政策予以傾斜，以此才能提高輸電線路的運行可靠性，為其施工建設提供便利條件。

2.4 基礎設計

桿塔基礎是輸電線路整個運轉結構的一重要組成部分，相對于其整個建設項目而言，它的經費投入相對較高、工期較長以及勞動力投入較大。尤其是它的作業工期，基本上會占據整個輸電項目工程的一半工期以上，且運輸量比重也將近60%?，F如今，國內采用高壓輸電線路基礎類型主要為大開挖填土和原狀土兩種。前者主要應用土重法進行計算，后者則是依據剪切法計算。也就是說，輸電線路桿塔基礎恒載受力形態和其他建筑物結構存在一定差異，即輸電桿塔基礎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。而傳統建筑構造物，主要考慮建筑構造自重承載，基礎承受的是下壓力，對于上拔力考慮并不充分。同時，輸電線路還有個比較顯著的特性，即基礎在敷設范圍內進行施工，其沿線經過的地形、地貌，和其受力體現往往差異較大。因此，輸電線路在該設計階段時要考慮的重心問題則是下壓力和上拔力的合理設計問題。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域所處位置的地質情況、基礎恒載，以及其具體施工技術工藝問題等，從而才能達到全面優化其基礎設計的目的。

3 輸電線路設計相關技術問題研究

3.1 優化鐵塔基礎

基礎計算的先決前提則是考慮地基恒載滿足設計要求，如若地質結構屬于不良淤泥、軟土地帶，則需要重新考慮設計方案。綜合考慮線路鋪設沿線的整體水文實際狀況，才能結合各個基礎形式的優勢與不足，從而選用出安全可行、技術先進、經濟可靠的基礎施工方案。此外，對于要結合實際正確評估鐵塔基礎受力情況，在保證安全施工的前提下，能夠有效針對軸心受壓、軸心受拉基礎問題，分別確認出兩者不同的受力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線路的后續項目開工順利出線，往往需要選用多個雙回路終端塔。因此，在有些擁擠地區、地段內廊道規劃往往采用的是雙回路架設方案?；诖耍话愕貐^的重要變電站，均采用雙回線供電，這樣可保護其中一個電源因故停電，另一個電源可繼續供電，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構的電阻率通常較低，則可采用豎井式抑或深埋式接地極。第二，橫向外延接地。如若桿塔所處建設條件確實具備水平裝設的有力條件，則可盡量運用該架設方法。即該方法造價成本費用較低，可以有效控制工頻接地電阻，還能對沖擊接地電阻進行控制或降低。

4 結語

高壓輸電和低壓輸電線路所不同，低壓輸電需要經變電流轉而實現輸電與用電。而高壓輸電則處在電能開發源頭階段，處于發電設施和變電站之間的桿塔輸電地帶。因此，高壓輸電設計應能權衡桿塔所處環境進行全面分析，配套搭配單雙回路，研究鐵塔基礎優化工作等，以此才能為高壓輸電施工建設提供可靠性執行依據。

參考文獻

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篇5

【關鍵詞】溫度檢測；自動溫度控制；TEC

在光纖通信領域，通常使用半導體激光器作為光源，而半導體激光器的發射波長與管芯的溫度密切相關，溫度升高將導致波長變長（一般為0.1nm℃），對于一般的單波長光通信系統來說，波長的漂移對系統性能并無太大影響。但對于密集波分復用系統（DWDM），由于通道間的波長間隔已經很小，保持波長的穩定就變得非常重要。例如，工作在C波段的32波系統，通路波長間隔為100GHz（約0.8nm），而工作在C+L波段的160波系統，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致整個系統的不可用。另外，半導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。

實驗表明，溫度每升高30℃激光器的壽命會降低一個數量級[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，這樣在系統中就需要附加一個自動溫度控制電路（ATC）來實現對激光器管芯的溫度控制。

1.溫度控制系統原理

2.熱模型的建立

一般帶致冷激光器的常見結構是首先將激光器、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，當溫控電路正常工作時，位于TEC上的子熱沉將恒定在某一設定溫度值。當給TEC致冷器通不同極性的電流時能夠分別實現致冷或致熱，無論處于致冷還是致熱狀態，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，當時間足夠長時由于外界的熱交換達到了平衡狀態，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致冷器在傳遞函數模型上類似于一階慣性環節：，（為致熱致冷效率，為時間常數），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間的關系通過計算機繪制得到相應的曲線。以激光器FUJITSU的FLD5F6CXF為例，經過測量可取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間，被測的FUJITSU激光器的熱延遲時間t大約為100毫秒左右，由于延遲的存在，相當于在控制回路中增加了一個延遲環節。

3.溫度檢測及放大電路

3.1 熱敏電阻

3.2 直流電橋

5.溫度控制電路設計總結

測試中分別采用了比例控制器、積分控制器和比例-積分控制器進行了試驗，采用比例控制器系統的響應時間快，但穩定性很難控制；采用積分控制器系統穩定性相對于比例控制器有所提高，但是系統的響應時間將變得非常緩慢；采用比例-積分（PI）控制器系統響應時間有了很大改善，系統的的穩定性較好（圖5為PI控制器上電階躍響應實測圖），對于一般的溫控系統，這樣的動態性能已能滿足需求。對于需要較快速響應的場合，可考慮采用比例-積分-微分（PID）控制器，通過增加微分環節來提高系統的瞬態響應。

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有一定的影響，因此在實際應用中溫度控制電路的各個參數需要根據所選用的激光器來選取，并結合仿真以及試驗將參數調節到最佳值。

參考文獻

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[5]胡壽松.自動控制原理[M].科學出版社，2012.

篇6

【關鍵詞】高壓輸電線路 電氣設計 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計也不相同，前者為利用桿塔將導線與地線懸空進行輸電，便于故障檢修，后者為采用地下敷設電纜進行輸電，節省占用空間。因此，探討高壓輸電線路電氣設計中存在的問題及改進措施，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計的主要內容

1.1前期分析

前期分析主要是指依據經濟、技術和設備等條件，對建設規模、項目盈利、設備選材與資金籌備等方面進行可行性分析，在國家政策法規、實驗數據與計算圖表等基礎上，進行項目可行性論證、風險預測與方案設計等，并評估項目投入運行帶來的經濟效益與社會效益，從而為高壓輸電線路建設提供科學客觀的咨詢意見。

1.2初步設計

在確定高壓輸電線路可行性后，需要進行輸電線路電氣初步設計，其內容主要為：①為減少輸電線路損耗，需要選擇合理的路徑、導線與氣象環境，將其對高壓輸電線路影響降至最低；②分析輸電線路所經區域地形、地貌和地質等條件，便于桿塔基礎建設工作的開展，保障輸電線路安全平穩運行；③注重線路絕緣、防震與防雷方面的設計，避免高壓輸電線路因此而被損壞。

1.3施工圖設計

在初步設計完成后確定最有設計方案，然后開始施工圖的設計工作，其主要包括工程預算書、概算修正、路徑的平面圖、桿塔明細表、桿位斷面圖、桿塔施工圖和機電設備安裝圖等，從而為高壓輸電線路的施工建設提供指導。

2 高壓輸電線路電氣設計中存在的問題

2.1路徑選擇不合理

很多高壓輸電線路在選擇路徑時，沒有避開很大跨越，這不僅增加了工程施工量與投資，而且技術與運行條件也相對較高，無法滿足高壓輸電線路建設的安全性、便捷性、經濟性和高效性等要求，對輸電線路建設造成了阻礙。

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，在絕緣強度與機械強度方面有著嚴格的要求，需要和地形地貌相匹配。但是由于工作中的疏忽，很多桿塔沒有嚴格依據地質地形條件進行選擇，使得桿塔穩定性與抗壓性無法得到保障，進而影響高壓輸電的安全性。

2.3抗冰設計不充分

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，很容易出現漏點情況，所以線路抗冰設計至關重要。但是很多高壓輸電線路電氣設計中忽視了線路所經區域的氣候條件，使得線路中的抗冰設計不充分，從而為輸電線路埋下了安全隱患。

3 高壓輸電線路電氣設計存在問題的改進措施

3.1選擇合理的線路路徑

在選擇線路路徑時，設計人員需要認真分析線路所經區域的地質、氣象和水源等條件，從中選擇最優的線路路徑。同時，在線路路徑選擇中，設計人員還需要考慮線路工程建設與線路附近正在進行的開發建設項目之間的相互影響，確保路徑可以使線路安全高效運行。此外，線路路徑選擇需要建立在符合政策法規的基礎上，滿足地勢良好、交通便利、轉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，在選擇線路桿塔時需要保證桿塔的性能，如強機械性與強絕緣性等，并確保桿塔鋼材與混凝土的質量滿足施工要求，以延長桿塔的使用年限。另一方面，在電氣設計的過程中，輸電線路桿塔的型號需要滿足路徑地形與地質特征等方面的要求，例如在土層較厚的地區，在保證桿塔穩定性的前提下，可以適當減少其土地的開挖量，以節約材料資源；在土質較軟的地區，可以采取交叉網狀的布局方式，以便增強桿塔支撐力，實現控制建設成本的目的。

3.3提高線路的抗冰性能

在電氣設計時，設計人員需要了解線路所經區域的氣候條件，并以此為基礎進行線路的抗冰設計，以保證輸電線路可以安全高效運行。同時，設計人員需要考慮地質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重，則需要設計抗冰塔和絕緣性能良好的電纜材料，以保障正常輸電。

4 結語

總之，高壓輸電電氣設計不僅關系到輸電的質量和效率，而且關系到經濟效益與社會效益，其重要性不容忽視。只有在電氣設計過程中依據地形、地質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，做好線路的抗冰設計，才能真正保障高壓輸電線路安全高效的運行。

參考文獻：

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[2]蘇雪龍，張瑞春.對高壓輸電線路電氣設計相關探討[J].科技創業家，2013，13：104.

篇7

【關鍵詞】電力；線路設計；探索

近幾年來，隨著城市化進程的加快和社會經濟的發展，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，其設計問題的探索和研究逐步被重視。電力線路設計過程中，存在著較多問題，以下就是對其中較嚴重問題做出的探索。只有不斷進行探索和創新，結合實際，合理利用一切能利用的資源，優化設計方案，才能使我國電力系統的建設更加完善。

一、電力線路路徑布設

在電力系統中，電力線路布設方式的選擇以及勘探業，成為了電力線路系統設計中的關鍵。從實踐中可以知道，電力線路設計的合理性與科學性，對于電力企業自身的運行條件、實際施工、技術指標以及經濟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，而且影響工程造價的關鍵因素就是線路路徑的選擇。線路越短，曲折系數越小，造價越低，相反造價就高。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最小化，可能會使造價升高。選擇合適的路徑不只是強調經濟性，還要衡量社會效益。在設計過程中，為保證整個電力線路的安全性，做到合理、有效的降低投資數額和縮短施工長度，每條電力線路都需要經過徒步勘測，而且至少需要3到5趟才能確定適合的路徑，敲定最終設計方案。從另一方面看，勘測電力線路也對設計人員的責任心和專業技能進行了綜合的測試。在電力線路選擇過程中，設計人員一定要根據實際情況進行勘測，尤其是沿線地上和地下情況。而且電力企業應對需要的設施進行充分調查和收集。在電力線路路徑布設過程中，應該綜合考慮清理障礙需要賠付的費用問題，在施工過程中，應盡量避開建筑和房屋。在對電力系統進行勘測檢查時，應認真做到了解自身經濟實力、兼顧桿位，對一些特殊的地段進行反復測試，避開交通困難的區域，為桿塔的組立創造條件。

二、桿塔的定位與選擇

桿塔定位就是指在已經選擇好的電力線路上，適當的進行斷面和定線測繪，在斷面網上放置桿塔的位置。在電力線路設計過程中，定位是一個相當重要的環節，它的優劣直接影響著電力線路的維護與運行、施工與造價。實踐證明，不同型式的桿塔在運輸及運行安全、占地、施工、造價等都不相同。

一般的桿塔工程所消耗的費用占整個工程建設費用總數的35%左右，因此想要節約資金費用，合理的選擇桿塔類型就變得十分有必要，所以必須進行細致有效的工作，設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，轉角、耐張、跨越等一般選用角鋼塔，將使用材料準備好，將提高線路的安全水平，也使施工作業更加方便。對于線路多并沿著規劃道路進行架設的路徑，因為鋼管塔占地少的優點，一般采用鋼管塔。

為了避免運行幾年后的電力線路出現對地距離不足的情況，在新建工程電力設計中，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。在電力線路設計過程中，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定位。室外定位是指把在室內排列安排好的桿塔位置帶到野外進行校正、復核，并運用標樁固定下來。室內定位是指在平斷面圖上運用最大弧度模板排定桿塔位置。

排定的桿塔位置是否適合，直接對電力線路運行的可靠性、安全性，還有建設的經濟性、合理性有很大影響。在任何氣象環境下，電力線路的任一點都能保證與地面的安全距離，是桿塔定位的基本要求。

應該在運用耐張、跨越、轉角、終端等特種桿塔定位之后，再進行分段，沿著平斷面圖利用最大弧度模板排定直線桿塔位置，根據排列的位置計算出該耐張段代表，以查取或者計算電力線路應力，然后計算出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，只能按照實際算出的K值，重新選取模板，重新對桿位進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、電力線路基礎設施設計

桿塔是電力線路結構中非常重要的一部分。它的勞動消耗量、工期以及造價在整個工程中占很大比重。其運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，費用大約占整個工程的1/3。因此施工、設計、基礎選型的優劣會對工程線路的建設有直接影響。電力線路桿塔基礎分為兩類，一是鐵塔基礎，二是電桿基礎。它的型式應根據運輸、施工、水文、工程地質、沿線地形以及桿塔型式等進行綜合判斷。送電線路按其承載力特征可分為傾覆基礎、巖石錨樁基礎、鉆孔灌注樁基礎、掏挖擴底基礎、爆擴樁基礎以及大開挖基礎等類型。應充分利用工程所在地材料并嚴格遵守技術要求。

四、桿塔進行定位時需要注意的問題

在對電力系統進行設計時，應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，避免出現檔距過大的情況。如果出現以上問題，很可能是塔桿在受力時遭到了嚴重的破壞。這樣不僅給相關電力設備和塔桿的維修造成不便，還給施工造成了很大困難。當塔桿需要把位置設立在山地時，不僅要保證線路架設塔桿時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定性。當塔桿需要把位置設置在陡坡上時，一定要充分考慮基礎的穩固性和安全性，還要觀察是否有被雨水或洪水沖刷，導致嚴重后果的可能性存在。

五、桿塔定位后需要對其進行校驗

1.交差跨越間距的校驗

當電力線路與鐵路、河流、電力線、通訊線等交差跨越時，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行測量。但是為避免因為模板和圖紙的誤差對間距造成影響，使間距不夠，在數據接近規定值時，應該運用計算方法求出間距的準確數值。當跨越桿塔是直線型桿塔時，還要對鄰檔斷線時被跨越物和電力線路的凈空間距離進行校驗。由斷線的張力，就可以求出相應弧垂，然后可以得到斷線之后的跨越間距。如果滿足不了規程的要求，則應該采用高桿塔或者調整桿位來解決。

2.直線桿塔搖擺角的校驗

有些桿塔處于較低的位置，它的垂直檔較小，當有風吹電力線路時，懸掛串搖晃幅度較大，如果當搖擺角度超過桿塔的允許范圍時，將引起很多狀況，比如桿塔構件與帶電部分安全間距不夠，所以必須對桿塔搖擺角進行校驗。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，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：一是將單聯懸掛串更改為雙聯懸掛串或加掛重錘。二是孤立檔距應該考慮降低電力線路的設計應力。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。五是調整桿塔的位置。

結語

在電力線路設計過程中，選定合適的路徑方案對線路維護、運行、施工、技術指標等起著決定性作用。總之，電力線路設計問題非常重要，因此應該加強重視，積極探索電力設計新方法、新思路。只有這樣，才能使電力線路安全、穩定的使用。

參考文獻

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關鍵詞：鐵路；通信設備；防火；防雷；對策

社會的不斷進步帶動了經濟的高速發展，經濟的飛速發展在很大程度上促進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，這也就促進了旅游業和運輸業的發展。在運輸業中，鐵路運輸成為了人們生活中重要的交通運輸工具。鐵路管理是鐵路運輸能夠健康發展的保障，而鐵路通信設備是鐵路日常運營的重要工具，鐵路通信設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備防火防雷安全問題進行探討。

一、鐵路通信設備的防火對策

（一）對滅火設備進行合理配置

因為鐵路通信系統存在一定的特殊性，它的內容包括檢測、監控等電子設備，如若發生火災必然會造成非常嚴重的后果。當電子設備發生火災之時，不能用水流直接進行撲救，而應使用氣體滅火裝置，它就包括管網氣體滅火設備、二氧化碳滅火裝置等。這些設備必須檢驗合格之后，要放在便于取用的地方，同時還需對其采取定期保養修護處理。

（二）對耐火材料予以合理使用

在對耐火材料加以使用之時，要按照建筑物中所存放設備價值的高低來進行耐火材料的配置。因為鐵路通信設備的處理信息量大、業務量大、設備價值高，在鐵路的運行中起著非常重要的作用，因此存放通信設備建筑物需要的耐火級別也就更高，并且在房屋內的裝飾材料也要使用非燃燒的材料。

（三）進行報警裝置的安裝

應將報警裝置安裝在存放通信設備之處，當火災還未發生但有苗頭之時，報警裝置便會自動報警。

（四）對線纜進行合理選擇

題錄通信設備數據傳輸和供電等任務都會由線纜來負責。線纜就包括光纜、電纜、電源線等。在對電纜加以使用之時，要用防火包帶包扎電纜，在選擇電纜入柜之時，不能使用材質普通的機柜，而應使用耐火強度非常好的非燃燒材料電纜引入柜?，F如今，絕大部分地區使用的都是光纜傳輸，通常情況下，光纜安裝時是通過預留孔道來進行的。如果光纜的絕緣性很強，則能使其火災隱患得以降低，特別是在較潮濕環境中。所以，在對安裝光纜機型選擇之時，一定要對絕緣指標很強的光纜注意選擇，并且要盡可能的選擇溫度較為適宜的地區作為光纜路徑。

（五）對防火組織管理予以加強

定期對職工進行防火安全知識的培訓，使職工的防火意識得到提升。使用責任到崗的管理方式，安排專人對防火安全工作進行負責

（六）對線纜和設備進行定期檢查與保養

要定期對線纜和設備采取保養處理，一旦發現其出現問題要及時上報處理。許多情況下，火災的形成都是由于線纜老化導致的，因此一定要對老化線纜進行檢修。在對設備進行檢查保養之時，應按照設備維護原則，同時與通信設備特點相結合，對設備穩定狀態、電氣特性指標采取測試維護處理，特別是對設備中可能出現的短路、絕緣不良等故障線路進行監測維護。

二、鐵路通信設備的防雷對策

（一）對防雷設備加以使用

疏導法是防雷設備防雷的原理，也就是將雷電引向自己，然后再通過自身接地系統把雷電疏導入大地?，F如今使用的許多防雷設備中，最常見的避雷設備便是避雷針，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線。鍍鋅扁鋼或圓鋼是避雷帶、避雷網最主要的材質。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）運用室外的無線設備進行防雷處理

在鐵路沿線機械式旁都會有一處裝有避雷針和無線列調系統天線的鐵塔或電桿，由于天線饋纜會接入到通信機械室設備柜里，容易將雷電引來，因此，需對其進行重點防范。對室外無線設備采取防雷舉措最主要的內容包括：在室外建立地點住接地系統，做好電纜之間的屏蔽連接，對等電位連接加以規范等。運用疏導原理，在無線通信系統里建立低電阻的接地系統，讓雷電可以通過低電阻的接地系統而直接導入大地，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心導線，并且盡可能的保證金屬材料材質相同。為使地表泄放面積增大，可使用多根有一定間隔的接地體，同時要將其進行相互焊接。對等電位連接加以規范使運用了等位原理，它能對低電位反擊予以有效制止。

（三）對電源系統加以保護

雷電襲擊通信設備最主要的通道之一便是電源吸納路，所以，對電源系統采取必要的保護舉措也就顯得尤為重要了。我們可在室內電子機柜單元電源入口、電源線路入口處進行電壓保護裝置的安裝。

（四）對計算機系統加以保護

在對計算機系統進行保護之時，最主要是用的防雷原理為等位法和隔離法，具體方式是在機房中形成屏蔽網，也就是室內連接均衡，如此便能將雷電和設備隔離開來，并使均壓環得到完善，通常情況下，均壓環最主要位于計算機房、控制室、機械室、電源屏室、機房天面等地方，均壓環最主要是借助銅條在墻角進行環相連接來實現的。

（五）確保接地系統與設備金屬部件之間的連接完好

絕大部分通信設備金屬部件都會和接地螺栓彼此連接，因為金屬材質容易出現導電情況，再加上這些金屬部件與大地和接地螺栓相連，因此他們容易將雷電引向自身，假如這些部件不能與接地系統進行很好的連接，便極易造成接觸不良狀況的發生，假如在此時有電壓經過，由于設備并未處于絕對零電位保護之下，便極有可能在襲擊下受到損壞。因此，一定要確保接地系統和金屬部件之間的連接時完好的。在進行接地螺栓和金屬部件的連接之時，可以使用含銀的環氧樹脂導電膠來實現，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安裝在機械室

將法拉第籠式的接地系統安裝在機械室，也就是在機械室內，運用建筑物主體鋼筋的上下焊接連接點，把房頂的避雷裝置、中間層均壓網、地下接地網焊接為電氣相同的接地系統。這一系統最主要的作用便在于當機械室的附近被雷電襲擊以后，它能避免雷電所形成的強電場對機械室產生干擾。

三、結語

鐵路運輸系統的安全得到保證非常重要的一個因素便是鐵路通信系統的正常運行，同時鐵路通信系統也是鐵路實現信息化和現代化運作最為基礎的設施之一。伴隨鐵路事業快速的發展，它的通信系統所占據的地位也越來越重要。對鐵路通信設備采取一定的防火防雷舉措，對鐵路運輸系統正常的運行起著非常重要的作用。在采取這些措施的時候，也需要對其進行統籌管理、嚴格執行，只有這樣才能確保鐵路通信系統可以正常的運行。

參考文獻：

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[3]戴亞武.關于鐵路通信設備防火防雷安全防護探討[J].中國科技財富，2011，（12）：23-24.

[4]魏毅.鐵路通信設備防火防雷安全防護之我見[J].城市建設理論研究（電子版），2011，（32）.

篇9

【關鍵詞】高壓輸電；線路設計；問題；措施

中圖分類號： U212 文獻標識碼： A

前言

隨著社會經濟的快速發展，電網系統發展勢頭迅猛，電網建設也因此不斷擴大，并實現跨越式發展，從而進一步提高了電網輸送技術和供電安全性、穩定性。高壓輸電線路指的是220kV以下的輸電電壓線路，對整個電網系統而言，高壓輸電線路是骨架部分，其設計是否科學合理，直接影響整個供電系統。與其他輸電線路相比，高壓輸電線路的特點主要有：安全性能要求高；線路結構參數大；線路運行參數高；線路設計難度大[1]。目前，我國高壓輸電線路存在一定問題，直接影響電網系統安全性、穩定性與電能正常輸送，增加電網建設成本，因此，合理設計高壓輸電線路勢在必行。

1.高壓輸電線路設計存在的主要問題

1.1線路勘測

在高壓輸電線路設計中，線路勘測是關鍵，合理選擇線路路徑，有助于降低建設成本，優化線路運行條件，提高建設施工技術指標和質量。雖然線路勘測是原理簡單的斷面測量工作，但為確保準確性，仍需注意以下問題：（1）保證測繪時轉角數據和桿塔樁間平距高差的準確性，詳細調研線路沿線各項目建設的具體情況，優化路徑選擇和線路設計方案。（2）確保桿位設立經濟、合理，提高關鍵桿位設立可能性，對于桿位設立特殊地段，需反復勘測對比，并避開這些特殊地段，盡可能為桿塔建設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大導線受風面積，增加桿塔水平荷載，從而導致線路發生臨檔斷線情況。輸電導線覆冰時，線路相鄰各檔間由于存在高度差異，使得縱向靜力產生不平衡情況，以致縱向荷載產生。所以，設計高壓輸電線路時，必須詳細分析導致線路臨檔斷線的因素，并根據這些因素合理制定解決措施。

1.3線路桿塔設計保守

高壓輸電線路架設時，需先準備剛性強的線路桿塔，有效支撐電線架設，同時避免感應靜電場、電暈放電給人們帶來安全危害。所以，設計線路桿塔時，必須嚴格要求高度和桿塔輸電線距離。導致線路桿塔設計保守的原因主要有：（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，嚴重浪費建設資金；（4）高壓輸電線路相關設計人員沒有熟練掌握有關線路設計的知識，設計桿塔時采用傳統保守方法[2]。例如，高壓輸電線路檔距可放200m，但設計人員只放150m，擔憂桿塔不能承受；桿塔呼稱高應用18m，但卻用21m，擔憂桿塔間沒有足夠跨距。線路桿塔設計保守會嚴重浪費電網建設資金，給電網建設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，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息息相關，即接地電阻10Ω時，桿塔閃絡率0.6%?？梢姡瑮U塔接地電阻與桿塔閃絡率成正比關系，電阻越大閃絡率越大，桿塔閃絡率受接地電阻影響。

1.5線路復合絕緣子配合

線路絕緣配合可對電氣設備絕緣水平進行明確，而整個高壓輸電線路運行安全直接受線路絕緣配合影響，所以，需根據電氣設備使用方式與周圍環境，對設備絕緣特性進行合理選擇，并加強重視。近年來，復合絕緣子深受用戶歡迎，其優點為免清掃、不需頻繁檢零，但使用時有嚴格要求。例如，使用110kv復合絕緣子，必須將均壓環裝置于兩端，但一些廠家銷售的復合絕緣子只有一個均壓環，再加上有些設計人員忽視對均壓環的技術規范要求，以致造成可避免的事故。使用復合絕緣子時，嚴格按照要求配置組件，并在其兩端裝置均壓環，可有效避免強電場腐蝕，減少雷擊損害，延長使用時間。

2.高壓輸電線路設計要點

2.1優化設計線路路徑

優化設計高壓輸電線路路徑，不僅可以縮短線路長度，減少電網建設成本，還能保證高壓輸電線路運行的安全性、穩定性、可靠性。所以，為了達到線路路徑優化設計，選擇時需滿足以下條件：（1）盡可能避開特殊地段，如居民住所、開礦企業及地質、氣候條件差的地段，以避免或減少不必要的自然災害、事故等損失，同時為避免線路和公路、鐵路等間的相互影響，設計線路路徑時需全面考慮位置關系。（2）為減少高壓輸電線路交叉跨越和建設成本，在滿足條件的情況下，可并行于現有擬建線路。（3）設計高壓輸電線路時，全面考慮運輸、維修建設，同時避免復雜路形，如之字形、大轉角等，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構，支撐線路導線和地線，其造價、工期、勞動消耗占據電網建設工程的三分之一，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全面考慮技術、施工、運輸等因素，并滿足以下條件：（1）根據桿塔設立地段具體地質和氣象，選擇適宜的桿塔基礎型式；（2）在電磁場限制條件、電氣絕緣安全等要求下，合理規劃導線和地線距離；（3）可采用實際運行安全的成熟桿塔，如果采用新型桿塔，為免不必要損失和事故的發生，需反復實驗研究；（4）全面考慮線路安全性、維修難易、經濟費用等；（5）確保架空線路和跨越物、地面間的距離適宜，并適當協調線路和檔距高度，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、懸掛導線，使導線和桿塔絕緣，形式主要有懸式絕緣子、瓷橫擔絕緣子、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，大多數地區采用單位泄露距離>1.6cm/kV的絕緣子。

2.4加強線路防雷設計

在高壓輸電線路建設中，防雷設計是架設線路的關鍵，特別是偏遠山區，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，嚴重影響正常供電和人們日常生活[4]。加強線路防雷設計的措施有：（1）架設高壓輸電線路時，避開雷電多發和難以有效防雷的區域，盡可能縮短桿塔檔距，并適當降低桿塔高度。（2）降低高壓輸電線桿塔接地電阻。（3）全線架設雙避雷線。（4）縮小避雷線邊導線角度。例如，根據《110～500kV架空送電線路設計技術規程》規定，220kV線路邊導線角度為20°～30°間，對于山區易受雷擊區域，可將角度設計為20°，確保防雷效果。

3.小結

總之，高壓輸電線是電網系統的重要組成部分，在電網系統安全運行中，高壓輸電線路設計具有至關重要的作用，可以避免或減少線路故障，確保高壓輸電線正常運行。在高壓輸電線路設計中，優化設計線路路徑，合理選擇桿塔類型，高度重視線路絕緣配合，加強線路防雷設計，可以有效解決高壓輸電線路設計中存在的線路勘測、臨檔斷線、桿塔設計保守等問題，從而提高電網建設質量，減少建設成本，保證電網運行安全、穩定。

【參考文獻】

[1]王濤.高壓輸電線路設計存在的問題分析[J].城市建設，20123（27）.

[2]蔣明.基于高壓輸電線路的設計問題探討以及建議[J].電源技術應用，2013（07）：29-30.

篇10

關鍵詞：架空電線；線路設計；選線定位；桿塔結構

中圖分類號：TM 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）26-01-01

1架空輸電線路的組成

架空輸電線路是架設于地面上，利用絕緣子和空氣絕緣的電力線路。架空線路由導線、架空地線、絕緣子串、桿塔、接地裝置等部分組成。下面就是對各個組成的簡單介紹：

1.1導線的的作用是傳導電流，要具有足夠的截面積來保證一定的通流密度。導線一般都處在高電位，而且還應具有較大的曲率半徑來減小電暈放電引起的電能損耗和電磁干擾。由于輸送容量大，工作電壓高，所以一般多采用分裂導線。

1.2架空地線的作用主要是防止架空線路遭受雷閃襲擊，避免意外事故的發生，它在防雷的作用上與接地裝置相輔相成。

1.3絕緣子串由單個懸式絕緣子串接而成，具有一定的絕緣水平（強度）和機械強度，且每串絕緣子的片數與電壓等級、海拔高度、氣象條件及過電壓等等因素密切相關（數目是由電壓等級決定的）。

1.4桿塔是架空輸電線路的主要支撐結構，一般由鋼筋混凝土或鋼材構成，它的設計要滿足一定的機械強度和電氣絕緣（強度）的要求。

1.5線路走廊就是架空線路所經過的途徑，具有一定的地面寬度和凈空走廊。在建設過程中，有時候會受一些因素，如土地利用、自然環境、城市建設等的影響很難開辟線路走廊，而阻礙了架空輸電線路的發展，故架空輸電線路多采用同塔雙回、同塔多回架設方式，以節約線路走廊成本。（在一些工業較為發達的國家，他們一般采用同桿并架得方式，即將相同或不同的電壓等級的輸電線路架設在同一桿塔上，這樣做可以節省線路走廊。）

2架空輸電線路設計中的注意問題

2.1室內選線定位

這個階段的主要目的是為先期工作做好鋪墊，其中包括獲取各種所需要的資料和在地形圖上設計線路的方案。

過去的室內選線定位一般都要去現場進行實地測量，以便得到準確地地形圖，現在的測繪單位就有各種比例的航測圖（周？）。我們在買地形圖時，最好買新版的且比例要與實際相符，對于長線路來說，比例為1：5000或1：10000的都可以，不過對于3km～10km間的線路來說，最好選擇比例是1：5000的場外地形圖，因為這個比例的地形圖的圖紙既可以把握全局又可兼顧局部，使用起來很方便。一般線路方案要有2～3個，總的來說，此刻應該把重點放在線路的走向與耐張桿塔的定位上，并且還要顧及線路總長以及耐張段長度、轉角度數等設計參數的合理性。

2.2現場踏勘

現場踏勘在線路設計中起著重要的作用，它與線路設計的合理性密切相關。首先要從室內選線所定的幾個方案中選出一個最合理的方案，然后還要對沿線地形地質情況、線路通過擁擠地段與各種物件的接近情況、交叉跨越處的情況進行充分地了解與核對。

隨著我國社會經濟的快速發展以及國家有關政策法規的完善，現在的路徑設計與以前的相比已經有了很大變化，下面我們就設計重點了解幾點變化。

輸電線路的路徑選擇是在整個線路設計工作中起著關鍵性的作用，它影響著線路的經濟技術指標與施工運行條件。所以我們在選擇路徑時一方面要考慮當地的氣象、水文地質條件，另一方面還要根據當地的地形特點來合理的選擇輸電線路路徑。對于路徑選擇的工具，我們可以采用衛片、航片、全數字攝影測量系統等新技術，還可以采用地質遙感技術來全面的考慮線路長度、地形地貌、城鎮規劃、環境保護、交通條件、施工等因素，從多個方案技術進行比較，使得路徑走向更加安全可靠，經濟合理。路徑的選擇既要盡量避開軍事設施、大型工礦企業及重要設施，還要避開不良地質地帶、采動影響區、原始森林、自然保護區、風景名勝區等等。路徑的選擇要考慮到與鄰近設施如、、電臺、機場、弱電線路等的相互影響。最好選擇在靠近國道、省道、縣道等交通便利的地方。

架空輸電線路的桿塔結構是輸電線路的重要組成部分，其設計質量的好壞對線路的經濟性與可靠性有很大的影響。隨著電力系統的不斷發展，在桿塔的選型上，我們已經不拘泥于在滿足安全性的條件下盡量選擇混凝土桿塔，混凝土雖然具有經濟耐用的優點，但是基于現在電網密布，特別是在平原地區交叉跨越方面顯得很不得心應手，而且耐張桿還要打好幾條拉線，一點也不節省用地，如果要在耕地里打拉線，也很不方便農民的耕作，并且很容易產生事故。所以在以上情況下，根據實際條件選用部分鐵塔自然是非常合理的了，況且現在的很多企業的電源都是雙回的，又通常來自同一個地方，如果此時再用混凝土桿塔架設的單回線路則會得不償失，所以最好用雙回鐵塔架設。例如，在礦山的企業一般使用35kv級的電源，這種等級的輸電線路在架設過程中，如果遇到35kv和10kv線路則需要跨越；如果遇到110kv級以上的輸電線路要從它們的下面穿過。在這種條件下的線路桿塔選型則要根據實際情況而定：如果是雙回路電源，則采用雙回路鐵塔架設；如果是單回路電源，則根據具體情況采用鐵塔與混凝土門型桿混合架設，且鐵塔要跨越相對電壓等級低的線路（越過低等級線路），（混凝土門型桿多用于跨越110kv以上級別的線路或潤須有打拉線又無較大交叉跨越的地點此括號內容沒讀懂，可否幫我稍加修改）。綜上所述，桿塔型號的一定要根據實際情況來選擇，以免給施工帶來不便。

轉角耐張點不能選在較高的位置，而應該選擇平坦的地段或在山麓緩坡上。針對山區線路來講，如果將轉角耐張點設置在高處，雖然降低了搬動儀器的次數，而且對于測量也非常方便，但是卻會導致相鄰直線桿塔上拔現象的發生。假如發生了這種現象，那么需要將直線桿塔改為耐張桿塔，或再增加直線塔的高度，這樣會增大成本，非常不符合情理。

2.3現場測定

當現場踏勘的各線路方案比選完畢后，將工作的重點轉移到控制點的定位、沿線交叉跨越物的高度以及相鄰物體的測量上。對于交叉跨越物的高度要進行準確地測量，尤其對于好幾條線路立體交叉的現象。

2.4室內排桿定位

隨著現代計算機的發展與普遍使用，現在制作定位模板與計算桿塔受力情況已經不是難事?，F有一套有一定線路設計經驗的設計人員開發的線路設計程序，用起來非常方便，可以給我們減少很多麻煩。它的過程是：利用計算機制作各種模板，并用模板直接排版定位然后生成最終的線路斷面圖，最后計算機校驗桿塔受力并繪制出受力圖。當然，各種交叉跨越物與設計線路的距離都可以在剖面圖中進行準確地測量，這種方法提高了設計方案的準確度。一般為了方便協調交叉跨越線路間的關系，最好設計出一套局部交叉跨越線路的圖，不需要太大的圖紙，以便方便攜帶，另外，在圖紙上應該準確地顯示交叉跨位置、相對關系以及相關規范要求的安全距離。

3結束語

架空輸電線路的設計（使）是輸電線路建設工程的核心，設計的好壞直接影響著整個電網的運行，所以我們一定要對輸電線路進行合理的設計來保證電網可以安全可靠地（進）運行。此時就需要設計人員既要有專業的知識背景，又要有可以處理現場各種復雜局面的經驗。尤其是在現場踏勘階段，設計人員要進行反復的踏勘來收集各種有用的現場資料，（以便為了）最終才能設計出一種既經濟又合理的方案，為電網設備的安全穩定運行做出應有的貢獻（建設作出貢獻）。

參考文獻