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[關鍵字] 等電位 接地 防靜電
[中圖分類號] TE88 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-2-283-2
0 引言
此次案例發生地點位于內陸山區某油庫,該油庫主要采用火車油罐車進行卸油,油庫剛投入使用 ,第一次卸0#柴油時,當卸油鶴管接觸火車罐體時,在卸油鶴管和火車產生藍色火花。油庫工作人員非常重視這一情況,通過相關技術單位的測量和現場勘查,制訂了詳細的解決方案,并最終消除了隱患。
1 現場勘查情況
該油庫卸油棧橋鐵軌由外部電氣化鐵路引入,卸油棧橋屋面有直擊雷防護措施,采用Φ12圓鋼進行環形敷設,卸油棧橋共有7個卸油鶴管,電源線路進行埋地敷設,無架空線引入?,F場,我們對該項目使用接地電阻測試儀(型號:K-2414B)進行了工頻接地電阻值的測量,并使用等電位測試儀測試儀(型號:K-3690B)進行了等電位測試,測試結果詳見表1.1,示意圖詳見圖1.1。
2 火花產生原因分析
該火花放電當天天氣晴朗,排除雷擊的可能性,通過現場的勘查和測量分析,該現象應為靜電產生的火花放電。由于該鐵軌屬于外部電氣化鐵路引入鐵軌,會將大量的雜散電流引入卸油區,使鐵軌電位處于高電位,且卸油鶴管接地和兩條鐵軌接地均為不同接地體,且接地阻值相差近十倍,很容易產生電位反擊。
3 解決方案
3.1等電位均衡
防止電位反擊有兩種措施:第一種是等電位連接,第二種是保持一定的距離,根據現場的勘查,采用等電位連接是符合現場環境需求且經濟合理的,即將卸油棧橋基礎接地與兩根鐵軌進行共地連接,利用40*4熱鍍鋅扁鋼將卸油棧橋5根預留扁鋼分別與兩根鐵軌焊接在一起。
3.2 防止外來雜散電流引入:
為了防止電氣化鐵路引入的雜散電流引入,經與鐵路部門協商,在鐵路引入段安裝絕緣帶,經過現場實際測量,由于火車車廂長度較長,最終安裝兩組絕緣段。
4 方案實施后檢測結果和實踐結果
方案實施后,我們對鐵軌進行了工頻接地電阻測試和鐵軌與鐵軌、鐵軌與棧橋接地進行等電位測試。測試結果詳見表4.1,測試平面圖詳見圖4.1:
方案實施后,經過工作人員多次觀察,卸油時未出現火花放電現象,證明該方案是可行的。
5 結語
本文針對某油庫火車油罐車卸油產生火花的問題,將分析以及解決問題的整個過程整理并記錄出來,與遇到同樣問題的人們一同探討研究,希望以后對此方面有更加完善的方案。
參考文獻
關鍵詞:防靜電技術;方法;實踐和應用
前言
隨著電子設備在整機方面對電子產品中對數字化、多功能、小型化,等方面需求的不斷增加,那么在電子產品進行研制和生產制造的過程中,對電子產品在靜電防護中的技術就提出了更高的要求。以下本文就對電子產品在生產中的防靜電技術的應用進行探討。
一、靜電損傷機理
在物理學的研究中,靜電放電和電氣過載對電子元氣會造成的損害主要有屬鍍層熔融、熱二次擊穿、氣弧放電、金介質擊穿、體擊穿和表面擊穿等現象,由于在電子芯片中其造成的破壞性具有潛在、隨機、隱蔽和復雜的特點,這樣在人體接觸到芯片和電腦板卡的情況下,ESD就有可能在接觸的瞬間發生。在對引起電腦故障的因素進行的分析中發現,EOS/ESD是其最大的隱患。
對于靜電損傷機理的研究可以通過兩個實例來說明:(1)靜電在放電的過程中會造成元器件的損傷和失效,就像對P-N結造成軟擊穿;(2)在芯片工藝不斷進步的情況下,芯片的功能和速度都會得到提升,這樣就會增加芯片的脆弱性,使各器件之間在連線中的寬度變得越來越窄,鈍化層也會越來越薄弱,這些方面都會增加芯片對ESD的敏感度,這樣即使一個不是很高的ESD電壓就可以擊穿晶體管,造成連線之間的熔斷。在芯片遭到破壞后,雖然從外觀上看不到什么變化,但是通過FESEM儀器卻依然能夠清楚的發現內部電路的中的熔斷現象。
二、防靜電三要素
在靜電防護的措施中主要是包括防止靜電荷積聚、建立安全靜電泄放通路和確認并有效的實施監測防靜電的措施這三個方面。這三個要素是在防靜電檢測中最有效和可靠的手段,在設備的利用上主要分為測試儀器、檢測儀器和中和靜電消除設備,這些設備的集中使用就可以看出其在防靜電的應用上就要從離子中和、防靜電門禁系統和接地實時監控系統這三個方面來考慮。
1.離子中和
在防靜電的過程中,其實就是對離子風機的使用,離子風機所具有的可以有效將正負電荷進行離子中和的效果,能夠有效的隨時消除由于環境質量差所產生的靜電,防止靜電荷積聚的現象。離子風機目前主要有兩種,一種是通過采用離子中和技術所實施的直流靜電消除器的高端靜電防護產品,另一種是交流式的靜電消除器的低端靜電防護技術。
離子風機的工作原理是根據離子中和的原理來進行的,它主要是由離子風機中的平衡器所釋放出的正、負離子云團,然后離子團再進行去中和在元器件周圍以及上面產生正、負離子,這樣就能夠使其不至于積累大量的單元電荷,可以很好地通過放電的形式來擊穿電子中的元器件。離子風機所具有的這種方法不僅能夠直接的中和甚至消除電子產品上所存在的靜電現象,同時還能夠對絕緣體表面的靜電現象進行中和。
2.防靜電門禁系統
防靜電門禁系統主要是在防靜電體系中的一種從源頭把關的重要設備,這個系統可以檢測出每個進入防靜電中工作人員的措施和設備是否到位與合格,簡單來說,就是指工作人員在進入工作區之前就可以通過這個檢測系統來確認其是否可以進入工作區,這樣就可以避免大量靜電的進入,減少電子產品由于靜電所造成的損失。
防靜電監控系統所具有的模塊功能主要包括權限確認、員工身份確認、進入控制部分、防靜電鞋的檢測、防靜電腕帶、計算機控制中心以及數據傳輸聯網通訊等模塊,其門禁系統的示意圖如圖一。
從圖一中可以看出此系統的檢測結果是直接通過門將系統進行連接的,然后再在建立的通訊設備中將檢測的數據上傳到計算機中,同時進行傳輸和控制的過程,在控制單元處理完后再將其執行的信號傳遞給門鎖,在這一系列的過程中就可以實現對需要檢測的對象能否進行到工作區,在計算機中形成一定的數據文件,以此避免傳統人流檢測中的不便之處。防靜電門禁系統之所以你呢哥哥在眾多的靜電產品中脫穎而出,總結來說就是其由被動的泄放靜電轉變成了主動的靜電監控,同時還具有自動的防盜報警和考勤系統,極大的防止了靜電通過正常渠道入侵的程度。
3.接地實時監控系統
電子產品的生產人員在生產的過程中會經常遇到人體靜電泄露通道失靈和關閉的現象,但是雖然發現這種現象卻無法感覺到,這樣就需要設備儀器來進行全程的監控。接地實時監控系統是在采用先進組網技術的基礎上,將軟件、腕帶、腕帶監控器、網絡控制器、計算機和數據轉換器等系統軟件組成一個完整的靜電監控系統,同時實現對靜電現象的實施監控、分析、考勤和數據儲存等功能上的完整集合。這個系統所實現的對工作人員在接地腕帶進行實施監控的功能么,對于接地故障的一旦出現就會以燈光和聲音的形式產生報警的功能,在此基礎上還可以對工作人員的工位接地情況進行詳細的記錄和儲存,解決了在工廠里長期以來的對靜電信息的數據采集和監控方面的問題。
從圖二中可以看出接地實時監控系統是通過計算機互聯網對工作區每個工位中的工作人員進行腕帶接地、臺墊接地、工作人員指尖電壓和機架接地實時監控的,這樣就保證了ESD的安全,同時也實現了將檢測到的信息通過集線控制器上傳到工廠控制中心的功能。
三、結論
綜上所述,本文通過對電子產品在生產中對防靜電技術的應用所進行的探討,從中發現了對電子產品的靜電防護僅僅依靠設備室無法從根本上解決問題的,防靜電系統技術是一個完整的管理系統,單方面的進行管理是行不通的,它需要各級管理層和各個部門的相互協調和控制才能將其得到完整的落實,才能從根本上消除電子產品在生產過程中隊靜電的防護,減少危害的產生。
參考文獻:
[1]孫延林.電子工業靜電防護指南[M]. 北京:電子工業出版社2009.
【關鍵詞】地鐵雷雨天氣時鐘系統感應雷
目前,電子計算機技術發展迅速,電子設備采用大規模集成電路,內部結構間距小,耐壓程度很低,難以承受雷擊的沖擊破壞。地鐵時鐘系統中連接電纜井和運用庫等地的數據線,容易遭受雷擊,導致時鐘出現故障,而且雷雨天氣時的靜電感應雷和電磁感應雷還能穿過避雷器擊毀時鐘模塊里面的電子元器件。
一、地鐵時鐘系統
地鐵時鐘系統是軌道交通運行的重要組成部份之一,必須準確、安全、可靠,為乘客和地鐵工作人員提供統一的標準時間,同時也為相關的其他系統提供統一的標準時間信號,保證各系統的定時設備與時鐘系統同步,進而實現地鐵所有線路的時間準確統一。
地鐵時鐘系統通常是按一級母鐘和車站、車輛段二級母鐘兩級組網的方式設置,主要由控制中心配置GPS接收機、中心母鐘和子鐘,沿線各車站設置二級母鐘和子鐘。GPS天線和GPS接收機把接收到的衛星時標信號傳給中心母鐘,中心母鐘再把時間信號發送給其他系統或通過傳輸網給車站的二級母鐘授時,分設在各個車站的子鐘再通過電纜鏈接到二級母鐘,最終實現各地時間的統一。
二、感應雷的危害及防護措施
時鐘故障不會是直擊雷,因為經驗告訴我們設置在高處的GPS天線沒有拔都不會導致時鐘系統故障,只有接了子鐘進去才會有故障。每個子鐘的輸入端和擴展箱的每一個輸出端都配置了避雷器,但是避雷器沒壞,連接子鐘的擴展箱壞了。因此導致時鐘故障的元兇必然是感應雷。
建筑物附近產生雷擊活動,在雷電電流釋放路徑周圍會存在十分強烈的電磁場震蕩,從而損壞一定范圍內的精密電子設備。當建筑物外部存在避雷設備時,電流在引導排泄的過程中,引線周圍會產生強磁場,使附近的導線產生感應電壓,最后使設備受損。直擊雷的電流在往下排泄的過程中會擊中雷區的線路,電流就能夠沿著線路入侵電子設備,最終損壞儀器設備。雖然不通過雷區的線路沒有被直接擊中,但當外部存在雷暴活動時,線路上也可能產生感應過電流,從而對設備造成傷害。
對感應雷的防護是一個全面的系統工程,主要包括科學的綜合布線、完善合理的接地系統、屏蔽措施、電位連接措施、感應雷擊與電磁脈沖的防護等內容。
三、地鐵雷雨天時鐘問題解決方案
雷雨天時鐘故障問題原因分析主要分為三個階段,第一階段認為是避雷裝置故障,但其后通過避雷裝置整改后故障仍然存在;第二階段認為是數據線故障,由于數據線貫穿整個車輛段,通過電纜井到另一邊的運用庫;第三階段在發現電纜井積水后,由于水容易引起感應雷,感應雷沿著數據線擊穿擴展箱元件。
為了解決雷雨天感應雷引起地鐵時鐘故障問題,首先要對感應雷的入侵通道進行分析。對于建筑物中電子設備群體來說,引入感應雷的通道主要有7條:(1)建筑物中一切電子設備的天線、饋線、電源線、信號線、接地線都是建筑物的進雷通道。(2)出入建筑物中各種電源線路。(3)建筑物內部“長”距離信號線路。(4)具有公共接地的建筑物中的一切金屬管道,在直接雷電流經其上時,其周圍產生的磁場渦流在金屬表面感應出來的雷電沖擊波。(5)雷電放電時,在金屬表面感應出來的雷電沖擊波。(6)直接雷擊落雷點建筑物的高電位沖擊。(7)直接雷擊落雷點建筑物的雷電反沖電流。這種電流可通過相鄰建筑物的接地線路進入其電子設備,使電子設備的機殼和機芯之間產生放電現象而損壞。
針對以上分析,我們首先考慮采取光纜替代方式,即兩邊安裝上光電轉換器,但這種方法必須重新購買設備并鋪設光纜,工程量和耗資都很大。通過再次深入到研究和商討,工程師放棄通信機械室原有至運用庫子鐘的時鐘線纜,采用了走另外鋪設的直埋式電話電纜,用其中的一對傳輸RS485信號,然后在運用庫另一邊安裝一臺擴展箱,通過擴展箱把時鐘信號分到各個子鐘的方式。這個方法最終完美解決了地鐵雷雨天時鐘故障問題,此后的雷雨天氣再也沒有對時鐘系統造成破壞性影響。
四、結語
關鍵詞: 接地; 安全性; 電磁兼容; 干擾
中圖分類號: TN911?34 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2013)04?0076?04
電子車輛的接地最早是為了設備和人身的安全,用接地線直接將車體和大地相連接,當車體或者設備外殼漏電時及時地將電通過地線導入大地,從而保護設備和人身安全。目前隨著電子車輛上裝的車載電子系統的集成度也越來越高,大量的電源設備、機電設備、計算機設備、通信設備、測量儀器儀表等集中在狹小的空間中,電磁兼容問題也越來越突出,接地也越來越被重視。電子車輛的上裝設備將接地線直接接在大地上,當電流通過該參考電位時,不應產生電壓降。然而由于不合理的接地,反而會引入了電磁干擾,比如共地線干擾、地環路干擾等,從而導致電力電子設備工作不正常??梢?,接地技術是保障上裝設備和人身安全以及電子車輛上裝的通信系統電磁兼容技術的重要內容之一,有必要對電子車輛的接地技術進行詳細探討。
1 接地的種類及用途
作為解決目前電子車輛上裝設備電磁兼容問題和保證電子車輛安全性的方法之一的接地技術一般有以下幾種目的。
1.1 安全接地
為了防止車載電子系統設備金屬外殼上出現過高的對地電壓或者互連線纜絕緣損壞,從而使車體帶電而產生漏電流,危害人身、設備安全。故將車體通過接地線直接接地,即與大地相連。當車載電子系統設備金屬外殼或者線纜的絕緣損壞而使車體帶電時,促使電源的漏電保護器動作而切斷電源,以便保護工作人員的安全。這種接地稱為安全接地。
1.2 防雷接地
當電子車輛遇雷擊時,不論是直接雷擊還是感應雷擊,電子車輛上的上裝設備都將受到極大傷害。為防止雷擊而在電子車輛的電源、饋線、信號輸入口都設置避雷模塊,以防止雷電流危及設備和人身安全。對于電子車輛更多的是對感應雷的防護,避雷模塊通過不小于6 mm2的接地線直接連接到電子車輛的系統接地點,即電子車輛的對外接地點,最后通過專門的接地線和接地釘與大地相連。在遇到雷擊的瞬時過電壓時,避雷模塊會隨著電涌電流與電壓的增加其阻抗不斷減小,將大量雷電電流泄入大地,從而保護了電子車輛上裝設備和人員的安全。
1.3 防靜電接地
通過電氣設備的固定裝置或者通過接地線將設備的外殼和電子車輛的車體相連,最終在車體接地柱處將靜電荷引入大地,防止由于靜電積聚對人體和電氣設備造成危害。特別是目前電子設備中集成電路被大量應用,而集成電路容易受到靜電作用產生故障,接地后可防止電氣設備內的集成電路被損壞。
1.4 工作接地
工作接地是為車載電子系統的各個設備正常工作而提供的一個基準電位。由于車身的外形獨特,表面積大,因此它本身就是一個巨大的電容器,電子車輛的車體可以作為車載電子系統的各個設備的基準電位。當該基準電位不與大地連接時,視為相對的零電位。這種相對的零電位會隨著外界電磁場的變化而變化,從而導致車載電子系統工作的不穩定。當該基準電位與大地連接時,基準電位視為大地的零電位,而不會隨著外界電磁場的變化而變化,從而保證車載電子系統的正常、穩定的工作。為防止各種電氣設備在工作中產生互相干擾,使之能相互兼容地工作。根據性質,將工作接地分為不同的種類,比如模擬地、數字地、屏蔽接地等。
1.4.1 模擬地
由于模擬電路既承擔小信號的放大,又承擔大信號的功率放大;既有低頻的放大,又有高頻放大;因此模擬電路既易接收干擾,又可能產生干擾。模擬地是電子車輛車載各種電氣設備的模擬電路零電位的公共基準地線。
1.4.2 數字地
由于數字電路工作在脈沖狀態,尤其是脈沖的前后沿較陡或頻率較高時,易對模擬電路產生干擾。數字地是電子車輛車載各種電氣設備的數字電路零電位的公共基準地線。
1.4.3 屏蔽接地
在電子車輛中的屏蔽接地主要是指各種互連屏蔽線纜的接地,如果屏蔽線纜的屏蔽地處理不好,可能還會帶來副作用,而屏蔽線纜屏蔽與接地應當配合使用,才能起到屏蔽的效果。
2 基本接地方式及分析
一般接地方式有三種基本方式:單點接地、多點接地和浮地。
2.1 單點接地
單點接地是指整個車載電子系統中,只有一個物理點被定義為接地參考點,其他各個需要接地的點都直接接到這一點上,如圖1所示。
若系統的工作頻率很高,以致工作波長縮短到與接地引線的長度可相比擬時,就不能再采用單點接地方式了。因為當地線的長度接近[14]波長時,它就像一根終端短路的傳輸線,地線上的電流、電壓呈駐波分布,地線變成了輻射天線,而不能起到“地”的作用。
2.2 多點接地
多點接地是指電子車輛中的電子系統中各個設備接地點都直接接到距它最近的接地點上,以使接地引線的長度最短,多點接地的優點是電路結構比單點接地簡單,而且由于采用了多點接地,接地線上可能出現的高頻駐波現象就顯著減少。多點接地如圖2所示。但是,采用多點接地以后,在系統內部形成了許多地線回路,它們對系統內較低的頻率會產生不良影響。
2.3 浮地
浮地是指電子車輛系統地線系統在電氣上與大地相絕緣,這樣可以減少由于地電流引起的電磁干擾。各個電路的系統與地連通,但與大地絕緣。如圖3所示。
若浮地系統對地電阻很大、對地分布電容很小,則由于外部共模干擾引起的流過電子線路的干擾電流就很小,但是浮地方式不能適應復雜的電磁環境。一個較大的電子系統因有較大的對地分布電容,因而很難保證真正的懸浮。當系統基準電位因受干擾而不穩定時,通過對地分布電容出現位移電流,使設備不能正常工作。浮地的效果不僅取決于浮地的絕緣電阻的大小,而且取決于浮地的寄生電容的大小和信號的頻率,且當發生雷擊或靜電感應時,在電路與金屬箱體之間會產生很高的電位差,可能使絕緣較差的部位擊穿,甚至引起電弧放電。
2.4 接地方式的工程應用
良好的接地應該盡量避免形成不必要的地回路,并要盡量減小各個設備共同的接地阻抗產生的干擾電壓。
(1)單點地要解決的問題就是針對“公共地阻抗耦合”和“低頻地環路”;
(2)多點地是針對“高頻所容易通過長地走線產生的共模干擾”;
(3)低頻電路中,信號的工作頻率小于1 MHz,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環流對干擾影響較大,因而應采用單點接地;
(4)當信號工作頻率大于10 MHz時,地線阻抗變得很大,此時應盡量降低地線阻抗,應采用就近多點接地;
(5)當工作頻率在1~10 MHz時,如果采用一點接地,其地線長度不應超過波長的[120],否則應采用多點接地法。
在實際的工程應用中,電子車輛車載電子系統中各種設備的信號交叉,故按照信號的性質對不同的信號采用不同的接地方案。低頻信號、功率回路分別有各自的接地線,高頻回路則采用多點接地,然后再以并聯式把這三種回路連接到公共的基準點,構成混合接地。把電子系統內的地線分成3大類:模擬地、數字地、殼體地(安全地)。系統中各設備的模擬信號地線都接到模擬信號地線上,所有的數字信號地線都接到數字信號總地線上,機殼地通過固定裝置接到車體。三條接地總地線最后匯總到一個公共的入地點。
2.5 地環路干擾及對策
地環路干擾是一種較常見的由于接地而出現的干擾現象,常常發生在通過較長電纜連接的相距較遠的設備之間。其產生的內在原因是設備之間的地線電位差。地線電壓導致了地環路電流,由于設備內部電路的非平衡性,地環路電流導致對電路造成影響的差模干擾電壓。
地環路干擾形成的原因如下:
(1)兩個設備的地電位不同,形成地電壓,在這個電壓的驅動下,“設備1?互聯電纜?設備2?地”形成的環路之間有電流流動。由于設備內部電路的不平衡性,每根導線上的電流不同,因此會產生差模電壓,對電路造成干擾。地線上的電壓是由于其他功率較大的設備也用這段地線,在地線中引起較強電流,而地線又有較大阻抗產生的。
(2)由于互聯設備處在較強的電磁場中,電磁場在“設備1?互聯電纜?設備2?地”形成的環路中感應出環路電流,與原因1的過程一樣導致干擾。
解決地環路干擾的方法:解決地環路干擾的基本思路有三個:一個是減小地線的阻抗,從而減小干擾電壓,但是這對第二種原因導致的地環路沒有效果。另一個是增加地環路的阻抗,從而減小地環路電流。當阻抗無限大時,實際是將地環路切斷,即消除了地環路。但出于靜電防護或安全的考慮,這種直接的方法在實踐中往往是不允許的。更實用的方法是使用隔離變壓器、光耦合器件、共模扼流圈、平衡電路等方法。第三個方法是改變接地結構,將一個設備的地線連接到另一個設備上,通過另一個設備接地。
3 電子車輛的接地解決方案
筆者曾看到某電子車輛上的大功率電臺在發射時,在電臺內部出現自激現象。后經檢查發現電臺的音頻線在轉接時,由于設備布局原因,音頻線較長且懸在車內布線,屏蔽線的外屏蔽層沒有接地且音頻插頭都為陽極氧化,接插件外殼不導電。后經將設備布局調整,將音頻線的屏蔽層接地且貼著車壁走線,接插件更換為外殼導電插頭。后經研究分析該電子車輛上出現的電臺自激現象就是由于設備布局不合理和車內音頻系統的接地未處理好而引發的問題。故電子車輛的接地設計在電子車輛的設計中非常重要,接地設計不好或者不重視會給后期的系統調試帶來很多問題,到時再處理會耗費很多的人力、物力。所以在設計之初就要全面、系統的考慮系統接地設計。電子車輛的接地可分為車內接地和車外接地分別實施。車內接地又分為模擬地、數字地、殼體地。車內接地主要是通過接地匯流排將車內的各種地匯集在車外的接地點,最后通過車外的接地點實現電子車輛的單點接地。
3.1 車內接地
在實際電子車輛的車內接地一般根據接地的性質不同分為模擬地、數字地、殼體地三種。
(1)模擬地主要是電子車輛上的上裝的電子系統中的各種模擬信號提供一穩定的零電位參考點;
(2)信號地主要是電子車輛上的上裝的電子系統中的各種數字信號提供一穩定的零電位參考點;
(3)殼體地也叫屏蔽地、安全地,為防止靜電感應和磁場感應而設,其實電子設備的金屬機殼接地,還可以避免因絕緣擊穿或其他事故導致金屬機殼上出現過高對地電壓而危及操作人員和設備的安全。
電子車輛上裝電子系統設備一般分為電源設備、機電設備、計算機設備、通信設備、測量儀器儀表等。一般電源設備、機電設備只要殼體地,計算機設備只要模擬地、數字地、殼體地,通信設備則要模擬地、數字地、殼體地,測量儀器儀表設備要模擬地、數字地、殼體地等。在實際的電子車輛接地系統設計時須根據具體的上裝系統設備類型及設備對外地的情況來具體考慮。在電子車輛上裝電子系統設備的模擬地、數字地、殼體地分開的情況下,可采用三套接地系統的單點接地方案:即各設備殼體地(安全地)就近接地(車體)、設備內數字地線與模擬地線隔離并和車體絕緣、三條地線最終匯集于系統對外接地點,實現單點接地。具體方案見圖4。三套接地系統保證了模擬地、數字地、殼體地(安全地)的相互隔離,有效的消除了由于干擾源與敏感設備存在共地阻抗而形成的傳導干擾。
圖4中:模擬地線:各設備模擬電路的接地和模擬電路用電源接地等;數字地線:各設備數字電路的接地和數字電路用電源接地等;安全地線(殼體):各設備的干擾地、安全地及結構地,各設備就近接地(車體)。數字地線匯流排、模擬地線匯流排在車體內與車體絕緣,以保證相互之間的隔離;整個車內系統采用三條分開的地線,三條地線最終匯集于系統接地點,實現單點接地。
方案一中要求設備具有獨立的模擬地線和數字地線,但現有上裝設備有的模擬地與數字地合在一起,無法實現上述方案,因此可采用方案二,如圖5所示。圖5中,信號接地:各設備信號電路的接地和信號電路用電源接地等;安全地(殼體):各設備的干擾地、安全地及結構地,各設備就近接地(車體);信號地線匯流排在車體內與車體絕緣,以保證相互之間的隔離;信號地線和安全地線采用兩條分開的地線,兩條地線最終匯集于系統接地點,實現單點接地。兩套接地設計方案在電子車輛的接地方案設計可根據實際情況選擇,在具體工程實施時,一般按照以下的要求進行:
(1)依據電子車輛內設備布局設置接地匯流排;
(2)將車體的金屬接地端、設備金屬外殼保護地、防雷地等就近與接地匯流排相連,連接導線一般不小于35 mm2多股編織線;
(3)接地匯流排采用絕緣墊片與車體進行可靠隔離,匯流排采用尺寸一般為20 mm×2 mm的紫銅排;
(4)接地匯流排僅在車壁電源口處與車體單點可靠相連,并匯集于一點接地;
(5)屏蔽電纜屏蔽層接地要求:保證360°接地,接地阻抗≤10 mΩ;
(6)濾波器的接地:
①電源濾波器外殼與車體搭接電阻≤5 mΩ;
②信號線濾波器、濾波連接器與機柜殼體搭接電阻≤5 mΩ。
3.2 車外接地
電子車輛的車外接地點一般位于車壁電源接入口上,它是車內所有接地匯流排的匯集點,也是車載電子系統的系統接地點。電子車輛在靜止狀態下,用接地釘和接地線將電子車輛的對外接地點和大地連接起來。
車外接地點與大地具體接地與搭接阻抗要求:接地釘接地阻抗≤10 Ω;接地釘與導體搭接電阻≤2 mΩ(搭接時采用不小于M8的銅螺母)。當地釘的接地阻抗達不到要求時可以采用多根接地釘組成地網或者在接地釘附近澆鹽水,減小接地電阻,使電子車輛系統良好接地。這樣既可保證系統的正常工作也可保障操作的安全。
4 試驗驗證
經在多個電子車輛上試驗驗證,按照上述的接地方案和接地的要求,在先期進行了詳細的接地方案設計的電子車輛系統,從未發生過由于接地而導致的安全性問題和系統的電磁兼容問題。實際證明解決方案是可行的,接地要求是合理的??梢宰鳛殡娮榆囕v系統接地設計方案的參考。經實際測量車內的設備的接地電阻一般在0.001 Ω左右,特別是對一些音頻設備和控制類設備,良好的接地和系統的接地方案對通話的話音等級的提高和減少話音中的雜音等有很好的效果。車外的接地電阻一般可以達到9 Ω左右,良好的車外接地可以保障整車電子系統提供一個基準電平和漏電的泄放通道,為整車安全和系統的正??煽康墓ぷ魈峁┍U?。
5 結 語
為了電子車輛上裝電氣設備和人身的安全以及電子車輛上裝的電子系統正??煽康墓ぷ?,必須研究并重視接地技術。接地可直接接在大地上或者接在一個作為參考電位的導體上。不合理的接地反而會引入電磁干擾,導致系統工作不正常,特別是大功率通信設備與計算機等電子信息設備、信號轉接控制設備等弱電設備集成在同一車上時,應重視對接地系統的前期設計,避免在后期系統調試時出現因為接地不合理而出現的干擾問題,若后期出現干擾后再去整改,那為此而投入的人力、物力將是巨大的。因此,應當充分重視對接地技術的研究,接地技術是解決電子車輛電磁兼容和保證上裝電子系統正常工作的重要技術之一。
參考文獻
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關鍵詞: 印刷;靜電;消除
1 凹版印刷行業中靜電產生的原因
在印刷行業中,靜電主要是通過摩擦與分離產生。兩個物體相互摩擦產生靜電,如果摩擦時的速度越快、摩擦時的接觸面積越大,則積累的靜電電荷越多。印刷過程中機械運轉產生摩擦,其靜電電壓很容易達到1.5KV以上;同樣兩個物體分離產生靜電,分離時的速度越快、分離面積越大,則分離產生的靜電越大[1]。
凹版印刷機的簡要加工過程是放卷、導偏、壓印單元、干燥、收卷,如圖1所示的凹版印刷機的簡要加工過程示意圖;分切的生產過程是放卷、圓壓圓分切、收卷。根據靜電產生的機理,摩擦與擠壓、剝離、油墨運動三個方面是產生靜電的主要原因。
2 凹版印刷中的靜電的危害
1)影響產品的印刷質量。在靜電的影響下,印刷薄膜將空氣中懸浮的灰塵等微粒吸附,導致油墨的轉移,從而出現印刷品發花等現象;油墨中帶有電荷,并在轉移的過程中放電,將在印刷品上形成線條版或印刷品邊緣毛須的現象[2];靜電還會造成機械的儀表盤的誤讀數,使得自動化設備出現誤操作,從而生產出不合格的印刷產品;再有,高速的印刷過程,油墨產生靜電后,會出現飛墨現象,不僅僅是影響承印物產品質量,并且也染臟了印刷的機器部件。
2)影響分切產品質量。由于在分切過程中要把寬膜切成幾毫米寬的線條,靜電的存在極易使細線條吸附、纏繞在一起,造成中途作廢,甚至導致設備損傷。
3)靜電的電擊。印刷人員受到靜電電擊,精神緊張,致使誤操作而導致的安全事故屢見不鮮。
4)火災和爆炸。靜電電壓達到一定程度后,很容易出現電火花。在一定條件下,有可能產生爆炸和火災[2]。凹版印刷中的壓印輥距離油墨、溶劑很近,并且它的摩擦、分離運動速率快,最容易產生靜電,這個部位極其容易引起火災或爆炸事故,直接影響操作人員和生產線的安全。
3 靜電的消除措施
在凹版印刷的生產過程中,不僅僅要檢測出產生靜電的位置、強度等,更重要的是有效的消除靜電,以解決靜電帶來的產品質量、安全隱患,因此消除靜電成為國內外非常關心的現實問題。
ESD(靜電消除)起步于20世紀60年代,1982年美國最早成立了ESD協會,1990年后,ANSI(美國國家標準協會)與IEEE(美國電氣和電子工程師協會)以及一些歐洲標準組織共同修訂并完善了ESD標準,讓靜電消除在生產過程中有了更加嚴格具體的規定。我國關于靜電的研究工作起步較晚,靜電消除標準也在不斷的補充和完善中。在研究和實踐過程中,主要應用以下方法消除印刷過程中的靜電。
3.1 化學消除法
化學消除法應用在印刷過程中的兩個部位,第一個部位是在印刷品表面,另一個部位是在油墨中。雖然不同部位所用的抗靜電劑化學成分不盡相同,但是原理都是吸收空氣中的水分,增加導電性,導出靜電電荷以減小靜電電壓;減小摩擦,減少電荷積累。
1)在印刷品的表面涂抹一層抗靜電劑。涂抹抗靜電劑是一種非常有效的防止靜電產生的辦法。但是在印刷品為紙張時,它會改變紙張的一些實用性,如降低紙張緊密度、抗拉度、紙張強度等物理性質,所以印刷品為紙張時,一般不會用化學藥劑方法消除靜電?;瘜W消除法一般用于塑料、樹脂等產品。
2)在油墨中適當加入抗靜電劑,這樣可以避免抗靜電劑涂抹紙張時帶來的紙張性能改變。在條件允許的情況下,在產品結構中增加一個導電能力強的導電油墨層。導電油墨是通過溶劑體系、樹脂基體、分散助劑等,把零維球狀結構的炭黑粒子、一維線狀結構的碳納米管、二維層狀結構的石墨、三維網狀結構的高級結構炭黑穩定分散在體系中,形成一種立體網狀的導電體系。此導電體系具有良好的穩定性,可以長時間靜置而不發生填料沉降;油墨干燥后涂層的導電性能優異,達到防靜電要求的104-107Ω·cm。
3.2 物理消除法
1)帶電物體接地。帶電設備、印刷品接地能夠加速靜電釋放,但是這種方法僅限于導體,可以讓操作人員穿戴防靜電服,金屬設備接地;而對于非導體、絕緣體基本上沒有效果,而印刷產品中往往都是絕緣體。
2)增加環境濕度。這是一個簡單有效的辦法,一般情況下在印刷車間允許的范圍內,增加濕度到70%以上,溫度達到25℃以上,可以大大的提高塑料、樹脂等印刷品的導電率,減少了電荷的積累,避免了電量的集中釋放。但是對于印刷品是紙張來說,調整濕度過量,容易紙張受潮,影響印刷質量。
3.3 靜電消除器
市場上在用的靜電消除裝置主要分為高壓電暈放電式、感應式、放射同位素式等幾種。在幾種方式中,由于高壓電暈放電式和感應式靜電消除器不存在源自輻射、安裝使用方便,被普遍應用[3]。而高壓電暈放電式較感應式靜電消除器性價比更高,市場應用更加廣泛。
1)高壓電暈放電式靜電消除器是在電極針頂端上施加高電壓進行電暈放電,產生的正負離子與靜電進行中和消除。高壓電暈放電式靜電消除器的施加電壓方式:主要AC方式、DC方式和脈動AC方式。常見的高壓電暈放電式靜電消除器有三種類型。一是棒型。這種應用最為普遍,特別適用于凹版印刷行業。因為它的輸出功率比較大(常常在50瓦以上),靜電被消除的也快。二是風扇型。與棒型靜電消除器相比之下,它的使出功率?。ǔ3T?0瓦以下),因此靜電消除覆蓋范圍相對要小,離子平衡度控制更好,更加精確,它更適用于電子制造行業中。三是定點型。離子槍、離子風嘴屬于這種形式。顧名思義,離子槍、離子風嘴有著小型的電暈放電噴嘴,它適用于狹小空間消除局部靜電。
2)感應式靜電消除器。它是一端接地的針狀金屬,針尖部分靠近帶靜電體,由于帶靜電體的高壓,感應到針尖部位,針尖部位產生了相反極性的電荷,并產生了電暈進行放電。這樣,通過空氣運動,相反極性的空氣離子被吸引,運動到帶電體表面,電荷相互中和,以減小電壓。感應式靜電消除器雖然不需要外加電源,但它的應用距離很近,否則無法產生相反極性的電荷。
3)放射同位素式靜電消除器。一般在易燃易爆場合,高壓式和感應式需要根據防爆等級選用,放射同位素式靜電消除器則可適合于這種場合。空氣在放射性同位素的α射線下電離,帶電體表面吸引極性與之相反的空氣離子,帶電體表面電荷被中和。放射同位素具有穿透力,可應用于封閉空間。一般使用的放射同位素是PO(釙)-210,相對鐳、钚等放射性元素價格便宜,產生高純度α射線。但放射同位素容易造成輻射危害,應用時一定要做好印刷人員的輻射保護工作,否則得不償失。
3.4 工藝法
工藝法主要有調大油墨粘度,增加油墨導電性;降低轉速,減小摩擦,減少靜電產生;收紙部位搭上濕毛巾,印刷品與濕毛巾接觸,增加濕度,導出靜電等方法。
4 結論
在凹版印刷生產過程中可在油墨中添加2%左右的抗靜電劑、控制環境濕度在50%-65%之間、一般采用棒式靜電消除器,并輔以設備接地、適當控制印刷機轉速等方法。在采用上述措施后,能夠把凹版印靜電電壓降低到了0.9kv以下,符合國內外靜電安全電壓1Kv的標準,解決了靜電問題在塑料凹版印刷與分切過程對安全和產品質量的危害。
參考文獻:
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[3]王亞彬,包裝印刷行業靜電的產生、消除與測試技術[J].包裝工程,2004(4):43,97.
產品設計更人性化
愛普生最近推出的4款交互式短焦投影機,無論是在投影效果上還是在產品的互動功能上都極為出色。首先,在投影效果上:高達2500~3000流明的亮度展現卓越的投影效果;0.48~0.55投射比能夠滿足最短83厘米的投影80寸屏幕的需求,即使在小教室也可以投影大畫面;擁有HDMI\USB\RJ45等豐富的接口;支持WIFI,方便設備的無線連接;擁有更加靈活的投影方式,除壁掛、吊投外,新添加桌面投影方式。其次,在投影互動功能方面,精準的定位和快速的反應能力,讓互動更高效;無需安裝驅動,使投影更方便;即使在無PC連接的狀態下也能實現雙筆同步互動;采用升級的互動軟件EIT2.1,使功能更豐富;另外在選擇互動筆時可以選擇延長組件,避免在桌面投影時遮擋屏幕的狀況。
超短焦投影應用
短焦投影機最為寬泛的定義是指,在1.8米左右的距離,可以投射80~100英寸左右的畫面,以滿足小空間的用戶對大屏幕的應用需求。而伴隨著技術的發展,短焦投影機又細分為短焦投影機 (1.2~1.5米投射100~110英寸畫面的產品)、超短焦投影機(0.8~1米投射80~100英寸的畫面的產品)。
亮度是投影效果的保障
愛普生投影機均采用3LCD投影技術。3LCD投影技術在投影狀態下呈現畫面的色彩亮度(CLO)和白色亮度是相等的,投影出來的畫面可以真實還原畫面色彩,即使在長時間觀看的狀態下,眼睛也不會感覺到疲勞。色彩亮度作為評估色彩表現力的一個重要指標,可以準確地量化投影機色彩輸出能力。從光源的利用上來說,3LCD投影技術更具有一些節能優勢,此外光源的能量可以平滑無損耗地通過3LCD投影系統,使光線的利用率極大提高。高色彩亮度加上高效的光源利用率,投影出的畫面色彩自然豐富無失真。
適應互動型投影教學趨勢
互動式教學為交互式投影機提供了很好的市場。目前市場中互動型投影機主要使用了兩種技術,一種是美國TI公司的POINTBLANK技術,另外一種是紅外CMOS感應器技術。兩種技術都存在的缺點:1)必須使用專用筆,必須安裝電池;2)無法實現手指觸摸?;油队皺C的推出,無疑彌補了以往單一投影教學設備的不足,可以說是在實質上提升了教學質量。
·教育會議廳:超短焦互動應用投影方案·
愛普生超短焦投影互動應用方案專為教育行業而設計。它不僅能夠滿足多媒體教室超短距離投影的多媒體教學需求,同時配置的電子筆能夠滿足用戶教學中的互動需求。自動校準,無需安裝驅動的特點,更加方便用戶使用;可以實現兩支互動筆的同步使用,定位精準,反應速度靈敏。
愛普生超短焦互動應用方案配置了1臺愛普生EB-CU610Wi投影機(內置EIT2.0互動軟件),以及信號輸出電腦。此外,愛普生投影機EB-CU600Wi、CU610Xi、CU610Wi均適用于該方案。其中方案中使用到的愛普生EB-CU600Wi投影機亮度高達3100流明亮度以及色彩亮度,對比度為3000:1,分辨率:WXGA(1280*800 dpi)。產品采用了3LCD投影技術,投影畫面更加清晰、明亮、自然,在超短的投影距離,18.4厘米可投影80寸屏幕(適用EB-CU600W、CU600Wi、CU610W、CU610Wi),減少眩目和陰影干擾。產品應用了先進的互動功能,支持自動校準、雙筆同步互動;升級的互動軟件,支持不安裝驅動也能輕松實現互動功能。
方案的優勢:超短距離投影,減少光線眩目和刺眼;愛普生短焦技術有效避免了投影圖像的桶形失真,畫面邊角銳利,演示效果好;3LCD投影技術呈現出高色彩亮度的清晰、明亮、自然的影像;互動模式下,投影亮度不衰減,保證投影效果;雙筆同步互動,精準定位,反應速度靈敏。
·電教室:智能無線投影方案·
該方案的基礎配置是愛普生液晶投影機EB-C2080XN一臺,另外在投影機上加裝ELPAP07無線網卡(一般是選配)。方案中的投影機產品亮度為3500流明亮度和色彩亮度,對比度高達2000:1,分辨率:XGA(1024*768 dpi)。產品方案通過無線網卡實現無線投影功能,筆記本安裝EasyMP network projection或使用快速無線USB KEY與投影機進行無線連接,實現音視頻的無線投影;而蘋果IOS系統及Android系統的智能手機或平板電腦(如方案演示的iPad),可以通過安裝iProjection實現演示文檔的無線投影,更可以使用標注工具對重點內容實時標注;此外蘋果iPad、安卓手機等智能設備可以通過安裝iProjection軟件便捷地控制投影機,也能夠實現輸入源切換、音量調節等功能。
愛普生智能無線投影機方案優勢:在小型教室、網絡電教室中,投影機放置在桌面進行投影,通過快速無線USB KEY迅速地將教師的筆記本電腦與投影機進行連接,免去反復插拔VGA線,提高演示效率;在互動教學中,教師或學生需要分享作業內容,可以通過iPad或安卓平板電腦實時與投影機進行無線連接,投影演示內容;無線投影軟件iProjection為多種格式的圖片、演示文檔提供了良好的支持,極大地方便了隨身演示需求,基于無線投影技術和強大的iProjection軟件,筆記本電腦已經不再是投影演示的唯一工具。
·普通教室:專業防塵應用方案·
愛普生專業防塵應用解決方案產品,可以同時由投影電腦和實物展臺的兩條路徑信號傳輸,圖像投影在同一個屏幕上,能夠實現雙畫面并列演示。愛普生教育投影機專業防塵解決方案配置了1臺愛普生EB-C1040XN高效防塵投影機、1臺愛普生實物展臺以及1臺電腦,投影機配置鏡頭玻璃、聚焦環蓋、百葉窗式排風口、線纜蓋和高效靜電防塵過濾網,能有效防止灰塵進入,達到全面防塵效果。該防塵投影解決方案應用的投影機產品具備4000流明亮度和色彩亮度,對比度高達2000:1,分辨率:XGA(1024*768 dpi)。即使在較為明亮的教室中,也能夠非常清晰地投影顯示畫質,能夠很好地保證教學質量和效率。該解決方案除了適合普通教室外,還非常適合同級別的教育培訓場所和研討會議室。
德州儀器(TI)宣布推出
>> 德州儀器針對高電壓工業市場的高精度36V放大器使低功耗與小體積兼得 等 德州儀器超低功耗HCU實現革命性性能突破等 電源電壓范圍為36V的運算放大器等 近零功耗磁盤驅動前置放大器等 用易拉罐可自制WiFi信號放大器等 德州儀器推出業界首款集成 WLAN、藍牙與FM音頻功能的移動無線三重業務解決方案等 “木偶的愛情等”等 TI:超低功耗MCU應對醫療與計量等 超低功耗8位Mcu等 德州儀器宣布推出下一代DLP影院電子平臺 等 德州儀器兩款具有高級處理能力的全新數字輸入音頻放大器顯著提升聽覺體驗 德州儀器閉環數字輸入D類放大器積極面對LCD TV尺寸技術挑戰 放大自己的優點等 “等可能”與“等可能事件” 線段等積式的證明等 高盛陰謀等 多頭、多頭市場 等 市場動向等 新娘市場等 “中級市場”空白等 常見問題解答 當前所在位置:l .
Vishay新型P通道負載開關可使便攜式電子設備的設計更小、更高效
Vishay Intertechnology, Inc.推出兩個新的P通道負載開關系列,這些負載開關專為1.5V~5V負載切換應用中的高端運行而進行了優化。
為實現最大空間節約,SiP4282在SC-75封裝中可提供5V時140mΩ的典型導通電阻,以及3V時175mΩ的典型導通電阻。對于需要更低導通電阻但允許更大板面空間的應用,采用6引腳SOT-23封裝的SiP4280A可提供5V時80mΩ的典型導通電阻以及3V時100mΩ的典型導通電阻。這兩種新型負載開關均具有強大可靠的功率處理能力,同時可確保電池電能的有效使用。集成轉換率控制可使這些器件的輸出電壓逐漸或多或少地上升,因此可通過使用更小的電源電容來處理負載切換應用中遇到的電流下降及浪涌問題。SiP4282-1 與 SiP4280A-1均具有轉換率受限的1ms打開時間(典型),這降低了在打開器件時的浪涌電流,從而實現了對小型輸入電容器的使用──或根本無需電容器。SiP4282-3與SiP4280A-3具有轉換率受限的100μs打開時間(典型),以及關斷負載放電電路,當禁用此開關時,通過該電路可快速關閉負載電路。
SiP4280A器件的輸入電壓介于1.5V~5.5V,而SiP4282 器件的工作電壓低至1.8V。SiP4282的典型靜態電流為2.5μA,SiP4280A 的典型靜態電流為0.025μA。這些極低的電流水平可在電池供電的設備中實現更長的運行時間。SiP4282還具有欠壓鎖定(UVLO)功能,該功能在存在輸入欠壓情況時可關閉開關。由于UVLO 值低至 1.4V,因此可使用電壓更低的電池運行終端系統。每個器件的開/關控制引腳均與 TTL 兼容,并且還將與2.5V~5V的CMOS 邏輯系統一同運行。這些器件的 ESD 額定值均為4kV。SiP4282 與 SiP4280A 負載開關的樣品及量產批量均可提供,大宗訂單的供貨周期為8周。
Catalyst半導體新增兩款漏級開路輸出的復位監控器件CAT803和CAT808
模擬、混合信號及非易失性內存的先進供貨商Catalyst半導體,宣布為其業界標準型復位監控器件家族增加兩個新的漏級開路輸出器件。新的CAT803電源監控器件和CAT808電壓檢測器均提供一個漏極開路輸出,有效復位信號為低電平。CAT803有復位信號計時溢出功能,確保有效復位電平維持至少140ms;CAT808則沒有此項功能。
CAT803提供標準的復位電平選擇,范圍從2.32V~4.63V;CAT808則為2.7V和3.2V。
CAT803和CAT808的產品特性:
與MAX803與S-808完全兼容
漏極開路輸出
-CAT803:有效復位信號為低電平,有計時溢出功能
-CAT808:有效復位信號為低電平,無計時溢出功能
電源瞬變抑制功能
有效的復位閾執值:
-CAT803:4.63V、4.38V、4.00V、3.08V、2.93V、2.63V、2.32V
-CAT808:3.2V、2.7V
有效的復位輸出可低至1.0V
功耗
-CAT803:6μA,CAT808:2.4μA
封裝:
-CAT803:3引腳SC70封裝和3引腳SOT23封裝
-CAT808:5引腳TSOT23封裝和3引腳SOT89封裝
價格與供應
CAT803或CAT808每10,000顆的售價為$0.2美元,樣品現已開始供應。批量交貨時間為收到訂單后的6~8周。
Intersil新型多路復用器能實現在各個增益為2的放大器通道上的四路不同視頻輸入之間切換
全球高性能模擬解決方案設計和制造領導廠商Intersil公司宣布推出ISL59446,一個帶有三個集成的增益為2的放大器的三通道4:1多路復用器。這個器件可以允許用戶同時在四個單一的三倍視頻輸入信號間進行切換,或者可以將其置于一個高阻抗的狀態下,這就允許這些器件在更大的切換矩陣中可作為構造模塊來使用。
ISL59446使用四路數字輸入信號來提供較高的設計靈活性和獨特的功能。通過S0和S1管腳的信號組合可以將器件置于四種不同狀態,它們將決定4個輸入源的哪一個將通過3路輸出通道。例如,一個狀態能將分離的R,G,B信號從一個輸入傳送到所有3個放大的輸出通道。
HIZ管腳用于將器件設置為高阻狀態,以允許一起使用幾個這樣的器件來創建 8:1、12:1或 16:1的開關矩陣。ENABLE管腳可用于將器件設置為斷電模式,斷電模式可將功率減少到僅為14mW,因此在功耗敏感型應用中,可以關斷不需要的電路。
Intersil 公司市場部經理Kathryn Tucker說:“Intersil ISL59446可支持四個視頻輸入信號,它們每個都由三路通道組成,是用于下一代視頻電子的理想選擇。這個器件提供了500MHz的帶寬,能夠滿足調節器和投影儀以及KVM(鍵盤、視頻和鼠標)市場的高分辨率需求?!?/p>
驅動高分辨率視頻Intersil ISL59446是一個三通道4:1多路復用器,其特點是具有一個增益為2的緩沖器。這個器件提供500MHz帶寬到150Ohm負載,以便在驅動一個典型視頻負載時支持高分辨率的視頻。一個1600V/us的壓擺率能夠實現更佳的帶寬,甚至在與視頻信號相關聯的高信號水平上也能實現。
這個器件使用3個增益固定為2的放大器來提供雙端視頻負載。雙端提供了持續的視頻信號水平,而且不再需要一個附加的外部放大器級,從而降低了成本、節省了板空間。
主要特性
負載150Ω的500MHz帶寬
±1600V/μs的壓擺率
高抗阻輸出
內部增益為2的設置
高抗阻狀態(HIZ)
斷電模式(Enable)
操作電壓±5V
供應電流為11mA/每通道
提供無鉛加退火(符合RoHS標準)
目標應用
HDTV/DTV模擬輸入
視頻投影儀
計算機監控器
機頂盒
安防視頻
廣播視頻設備
供貨情況
ISL59446現已開始供貨,采用24引腳QFN封裝。
。
Intersil視頻產品簡介
從高性能視頻放大器到差分電路均衡器,Intersil的視頻產品系列可以滿足模擬信號傳輸鏈路中所有環節的要求。目前市場上視頻產品的數量和品種不斷增加。隨著高清電視(HDTV)和高分辨率RGB(紅色、綠色和藍色)信號應用的擴展,模擬信號已成為最常見的點到點視頻信號連接方式。Intersil公司的視頻集成電路(IC)為傳輸這些信號提供了眾多解決方案。無論是通過CAT-5線纜傳輸RGB信號,還是切換32路安防視頻輸入信號,Intersil都提供了相應的解決方案。同時,Intersil公司的 ISL5944x系列將市場上RGB多路復用器的可用帶寬從500MHz擴展到高達1GHz(首次突破1GHz大關)。Intersil不斷為客戶推出業界最佳的視頻解決方案,致力于解決信號傳輸各個環節的問題。
Intersil鋰離子/鋰聚合物電池充電器可以接受2個電源ISL9214 接收來自于USB端口和座充
Intersil推出全面集成的低成本單節鋰離子或鋰聚合物電池充電器─ISL9214。ISL9214是那些需要通過USB與個人電腦進行通信的智能手持式器件的理想充電器。
充電器可以接受2個電源輸入,一般來說,一個來自于USB端口,另一個則來自于座充。當這2個輸入都存在時,座充用來給電池充電。
針對座充輸入的不同,可以利用小電阻對ISL9214的充電電流進行編程。充電結束電流也可以利用其它外部電阻進行編程。充電器整合了Thermaguard,可以避免IC出現過熱現象。如果晶片溫度上升到典型值+125℃以上,熱監聽功能就會自動降低充電電流來阻止溫度繼續上升。
充電器有2個指示引腳。當施加了座充或者USB輸入電源時,PPR(電源存在)引腳就會輸出一個開漏邏輯低電平。CHG(充電)引腳也是一個開漏輸出,當充電電流高于最小電流時,指示邏輯低電平。
當ISL9214的充電電流低于預設的最小電流時,CHG引腳就會指示邏輯高電平信號。該狀態被鎖存,并會在發生下列情況之一時對其進行復位:(1)元件被禁用,再重新啟用;(2)選定的輸入源已被移除,然后又重新使用;(3)USBON變成低電平;或者(4)BAT引腳電壓降至再充電閾值(~4.0V)以下。
主要特性
用于單節鋰離子/聚合物電池的充電器
用于座充和USB的雙輸入電源
元件數量少
集成導通元件
固定的380mA USB充電電流
可編程座充充電電流
用于實現熱保護功能的充電電流Thermaguard
座充和USB輸入的最大電壓為28V
適配器存在和充電指示
未施加輸入電源時,電池的泄漏電流低于0.5μA
可編程充電結束電流
環境溫度范圍:-40℃~+85℃
無需外部阻塞二極管
無鉛加退火(符合RoHS的要求)
目標應用
智能手持式設備
手機、PDA、MP3播放器
數碼相機
手持式測試設備
電盛蘭達推出全球首推具有功率因素校正功能的模塊電源
標準開關電源廠商電盛蘭達株式會社(Densei-Lambda)于2006年11月1日起,向市場推出AC/DC電源模塊PFE500系列及PFE700系列。作為TDK-Lambda品牌產品,將以信息通訊設備、測量儀器、機床、半導體制造裝置等生產廠商為目標客戶,在全球范圍內進行銷售。
PFE500系列及PFE700系列的輸出功率,最大分別可以達到500W~700W。兩種系列都是在日本國內首次采用標準的全磚尺寸,將AC/DC前端功能(控制高次諧波電流功率因素校正)和DC/DC后端功能(轉換電壓)集于一體的產品。把本來由個e的前端模塊與后端模塊組合才能實現的功能集成在單一的封裝內,從而使實際安裝面積最大節省約1/2效率最大提高2%能夠在更加廣泛的工作溫度范圍(底板溫度)下使用。
PFE500系列提供穩定輸出電壓,本電源自身可獲得額定輸出電壓±2%高精度的輸出(額定輸出電壓有12V、28V、48V三種)。PFE700系列與PFE500系列尺寸相同,是優先考慮輸出功率的半穩壓型模塊。它既可以單獨作為中間轉換器使用,也可以和后端轉換器組合,簡單地構成一個多路輸出電源。
意法半導體推出超大帶寬的HDMI接口靜電放電保護芯片
新產品允許高清多媒體接口(HDMI)在1.65 Gbit/s的標準速率甚至最高3.2 Gbit/s速率下具有高達15kV的人體接觸和空氣靜電放電(ESD)保護功能。新產品HDMIULC6-4SC6是當前市場上帶寬最大的(超過5GHZ)單片專用保護芯片,可為4條數據線路提供軌到軌的保護,而且不會破壞數據信號的完整性。
保護高速數據端口是一項非常艱巨的任務。保護電路產生的任何電容性負載都會大幅度降低信號的完整性。這種問題在高速數據速率條件下非常突出,而計算機和消費電子產品的HDMI接口卻需要這種高速數據速率。市場上現有的解決方案的電容負載通常達到幾個μμF,而這個水平就足以讓設計人員在給定的工作速率下在保護等級和最終的數據質量衰減之間難以取舍。
HDMIULC6-4SC6的超低線路電容(0.6pF)將ESD保護性能提高到了一個新的水平。設計工程師首次能夠對高速接口實施高于IEC 61000-4-2 4級標準的空氣和人體接觸靜電放電保護,同時還能最大限度地降低HDMI信號的失真度。
5.3GHz的超高截止頻率保證數據具有很高的完整性。HDMIULC6-4SC6的特性包括更高的阻抗匹配(0.015pF對0.04pF)、低漏電流 (最大0.5μA),以及最小的通道失配、信號偏差和串擾(0.007pF對0.13pF)。
新器件兼容其他的高速接口,如IEEE 1394a/b接口、USB2.0接口、以太網接口、視頻線路接口。HDMIULC6-4SC6的占板面積兼容ST分別為USB2.0和DVI端口設計的深受市場歡迎的USBLC6-4SC6和DVIULC6-4SC6 ESD兩個保護芯片,因此使電路板升級更新變得十分容易。
HDMIULC6-4SC6采用SOT23-6L封裝,現已投入批量生產,訂購2500只,單價0.25美元。更多信息:/protection。
意法半導體單片鎮流器讓熒光燈更亮、更省電
意法半導體日前推出一個單片熒光燈電子鎮流器IC(Combo IC),該產品在一個芯片內集成了帶半橋控制器的功率因數校正器(PFC)以及所有的相關的驅動器和邏輯電路。通過將這些功能整合在一顆芯片上,ST的新器件L6585提高了燈的亮度,同時還降低了耗電量,并符合相關的電力安全及耗電法規。
事實上,L6585是市場上第一個在鎮流器的“燈到接地”或“阻塞電容到接地”配置下實現EOL(燈管使用壽命終止)檢測的單片解決方案。鎮流器廠商第一次能夠選擇如何設計目標應用,才能簡化電路板的檢測,以及順利通過鎮流器安全檢測。
以前的解決方案實現EOL檢測和新型熒光燈特殊的安全功能都需要一個Combo IC和幾個外部組件,而新產品L6585通過一個芯片就能提供所有這些必要的功能,不再需要任何外部電路,從而大幅度縮短了設計周期,大大降低了設計復雜性和成本,并全面提升了產品的可靠性。
L6585 IC的特性是可獨立編程預熱時間和點火時間以及每個工作階段的半橋頻率。因此,這個單片IC可用于多種不同類型的燈管。
Combo IC對芯片上的PFC和半橋兩部分實施高安全性的保護。除了在點火和正常工作階段對燈管上的電壓和電流進行限制外,L6585的過流保護功能還可以防止電容模式出現在半橋部分,以進一步提高鎮流器的可靠性。
L6585還要其它多項優點,例如,PFC的過壓及反饋斷開檢測功能可以關閉IC,以防鎮流器被損壞;高線性倍增器使鎮流器可以工作在寬壓電源下,同時總諧波失真(THD)非常低。
新的器件的自動更換燈管功能大大簡化了電燈管理工作,電工在更換損壞的燈管時無需關閉其他正常工作的燈組。
L6585采用SO20 ECOPACK封裝,訂購10,000只,單價1.4美元。Combo IC的樣片現已上市,計劃2007年1月開始量產。
Broadcom(博通)公司首推電源管理解決方案
Broadcom(博通)公司宣布首次推出電源管理單元(PMU)解決方案,此舉標志著 已經進入便攜式產品電源管理市場。此次推出的博通 BCM59001 PMU用來滿足移動手機和其他便攜式產品復雜的電源系統需求。這款新的單片系統(SoC)PMU以智能方式對移動產品的功率消耗進行管理,達到優化系統工作并最大限度地延長電池壽命的目的。BCM59001 PMU可與博通或其他公司的基帶處理器、多媒體處理器或應用處理器一起使用,提供完整系統解決方案,滿足領先移動產品制造商的需求。
移動手機和便攜式產品市場一直在強勁增長,而且以前只有高端產品才具有的一些功能現在正在向更多的產品系列滲透。隨著這種自然趨勢的到來,主流產品中出現了更多消耗大量功率的特征,越來越多的產品需要先進的電源管理功能。Gartner公司預計,面向蜂窩電話和其他便攜式產品的電源管理市場到2010年將增長27%(年復合增長率),達到34億美元,這一不斷增長的市場將為博通帶來巨大商機。
隨著蜂窩網絡從2.5G演進到3G,新型移動手機和其他便攜式產品中也出現了越來越尖端的功能和應用。各種復雜的多媒體功能正在成為移動產品的標準功能(如高分辨率數碼相機、移動游戲、MP3和視頻播放、互聯網訪問、全球定位系統接收器和移動電視),然而這每種功能也都增加了整個系統電源管理的復雜性。便攜式產品制造商正在尋求先進的電源管理解決方案,希望這些解決方案能夠降低系統總體成本、占用更小的電路板面積并且具備充分的靈活性和可擴展性,以滿足當下最迫切的電源管理需求。
博通BCM59001電源管理單元具有更多功能、更小占板面積、更長電池壽命的特點并實現更低的系統總體成本,同時與其他公司的同類解決方案相比,所需的外部元件更少。BCM59001 PMU融匯了博通公司在模擬和混合信號CMOS設計方面的豐富經驗和先進方法,同時利用了博通在系統層面的專長和基帶、多媒體和應用處理器產品領域的豐富經驗。盡管其他公司的同類解決方案一定程度上克服了某些系統電源管理難題,但是沒有一種解決方案能像博通新的PMU解決方案一樣,同時具備很高的集成性、功能性和可編程性。
全面集成的PMU具有最佳的開關效率
BCM59001可組成最優電源管理解決方案,并附帶一套完整的軟件和設備驅動程序,以實現高水平的編程靈活性和完整的系統級解決方案。該器件集成的線性和開關穩壓器共有13個輸出電壓,所附帶的軟件可對所有這些電壓編程,從而可快速高效地實現電源與多種集成元器件之間的一致性。BCM59001還具有靈活的編程架構,可按照用戶需求配置所有用于啟動排序的線性和開關穩壓器。BCM59001 PMU集成了便攜式產品所需的所有關鍵電源組件,其中包括交流適配器、USB充電器和高準確度的電量表。該PMU還具有:
業界最高的小電流直流-直流轉換效率(1mA時為84%),從而最大限度地延長了備用時間;
11個集成的低壓差(LDO)穩壓器,在10KHz和壓差電壓上,兼有超低噪聲和 >70db的業界領先電源抑制比(PSRR):
集成的電量表和電池管理系統,并附帶有關軟件;
專用的兩線基帶接口,可控制蜂窩電話的休眠模式并優化“空閑”和“工作”模式下的電流消耗,以最大限度地延長電池壽命:
一個附加開關,提高I/O電源效率;
極高的集成度和極小的尺寸,所有元器件都集成在6mm x 6mm小型封裝中。
價格與供貨
博通公司BCM59001電源管理單元從今天開始批量生產。該元件采用6mm x 6mm QFP 封裝,以10萬片為單位批量購買,每片價格為2.49美元。
AnalogicTech用于整合型高集成度系統電源芯片
AnalogicTech日前宣布:該公司推出了一款高度集成的電源管理芯片――AAT2550,以滿足智能手機、便攜式多媒體/音樂播放器以及其它手持計算裝置的需要。
這款高集成度器件是專為使用容量達1500mAh的單塊鋰離子/聚合物電池的便攜式系統而設計的。在一個4mm×4mm QFN的小封裝內,將一個1A電池充電器與兩個600mA降壓轉換器結合在一起,從而節省了所占PCB空間。
AAT2550的電池充電器帶有一個數字熱控制回路,它可以在電源系統的需求超過熱能極限時,自動降低充電電流。
對于需要通過AC 或者USB接口進行充電的系統,AnalogicTech還推出了一款AAT2551系統電源芯片。類似于AAT2550,該器件包含一個1A的充電器和兩個600mA的降壓轉換器。所不同的是,AAT2551內的充電器可提供雙路AC適配器及USB充電。 USB 通道具有兩個用戶設置的充電電流,以支持USB 的低充電電平和高充電電平。AAT2551將在2007年第一季度供貨。
AAT2550和AAT2551都帶有一個充電電流可調的恒流/恒壓電池充電器,其充電電流可通過一個外部電阻在100mA~1A范圍內進行調節。 此充電器具有一個內置的旁路器件、反向阻斷保護、高精準度、數字熱調節、充電狀況和充電終止功能。
AAT2550/51內的兩 個600 mA降壓轉換器可工作在1.4MHz的轉換頻率,它們的輸入電壓范圍為2.7V~5.5V,并帶有獨立輸入端口、允許及反饋引腳。每個轉換器所消耗的無負載靜態電流僅為27μA。AAT2550 和AAT2251的額定工作溫度范圍是-40℃~+85℃。AAT2550采用無鉛、增強散熱型 QFN44-24封裝,而AAT2551采用無鉛、增強散熱型TQFN44-28封裝。
IDT推出10G串行緩沖器
IDT公司(Integrated Device Technology, Inc.)推出業界首個基于串行 RapidIO的10G串行緩沖器存儲解決方案,進一步鞏固了在無線基礎設施架構設計的領導地位。該緩沖器與 IDT 先前推出的預處理交換芯片(PPS)組成的無線芯片組解決方案可提供一種優化的互連,使 DSP 性能提高 20 %,從而為終端用戶提供包括移動視頻等具有成本效益的先進 DSP 密集無線服務。該無線芯片組可與任何供應商提供的信號處理器(DSP)和碼片率處理器(CRP)共同使用,為蜂窩基帶供應商提供完整的解決方案。
10G 串行緩沖器可提供 10 Gbps 的性能,滿足下一代蜂窩基站設計者對高數據吞吐量的需求。10G 串行緩沖器具備 18 Mb 存儲器,并可升級到 90 Mb 以獲得最佳性能,同時也可消除嚴重的存儲容量和性能限制,從而實現下一代基站系統和其他 DSP 密集應用的大型連續數據采樣比較的實時操作。10G 串行緩沖器只需 16 個I/O,與平行處理所需的 100 個I/O 的同類方法相比,可顯著降低材料單成本,這對為 3G 及以上提供成本效益的增值服務是完全必需的。
IDT 10G 串行緩沖器可提供智能監測和控制電路,自動識別和補償獲得的數據采樣,從而保持數據同步,可以取代通常需要進行定制開發和外置存儲器功能。該功能對為依賴高數據率的通信提供增值服務的性能和服務質量是非常關鍵的。
除了蜂窩基站,IDT 也專注于包括醫療影像和高速通信,以及雷達、數據采集和采樣等其他 DSP 密集應用。
IDT 10G 串行緩沖器采用 484 引腳 BGA 封裝,符合 RoHS 標準。目前已可提供樣品。
Microchip推出全新通用小型PIC單片機PIC16F88X系列將高性能、低成本及易于移植兼收并蓄
Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)推出包括4款器件的PIC16F88X單片機系列。這些器件分別采用28、40和44引腳封裝,適用于眾多應用領域。該系列兼容PIC16F87XA系列,易于移植;還新增了許多功能,可為用戶節省設計階段和設計完成后的時間和資金。這些新功能包括:配備時鐘切換及故障排除時鐘模式的雙重內置振蕩器;更多(多至14個)模數轉換通道;配備兩個比較器和一個設定/復位鎖存、可仿真多種模擬電路的先進比較器模塊;以及可延長電池壽命的低功耗增強設計。
嵌入式系統設計市場瞬息萬變。通常情況下,客戶為了滿足新的市場需求,往往會在產品設計過程中加入新的功能。因此,只有系統設計靈活且易于修改,才能滿足客戶日新月異的需求變化。所選用的單片機架構也需要具有高度的靈活性。Microchip的PIC16F88X系列是一種引腳規格多、代碼兼容的PIC單片機,用戶無需重新編寫代碼,就可以根據所選應用迅速地移植到合適的元件上。
Microchip的低引腳數8位PIC單片機系列特別針對多元化的通用橫向應用領域,PIC16F88X系列自然也不例外。其具體應用范圍包括:電池供電系統及電池管理、空間有限的小型應用、模擬主導的應用(因為其中有豐富的片上模擬外設)及機電應用。
PIC16F88X單片機系列的其他主要特性包括:
最高14 KB的自寫程序閃存和低壓編程,可進行現場編程
最多256字節的數據EEPROM,用于存儲可變數據
有助于簡化系統故障分析的片上在線調試模塊
先進的模擬外設
增強型模擬比較器模塊,含兩個配備設定/復位鎖存模式的比較器
最多14個10位模數轉換通道
用于比較器及ADC的0.6V參考電壓
低功耗特性
超低功耗喚醒功能
增強型低電流看門狗定時器
低功耗Timer1振蕩器
低電流輸出的擴展型看門狗定時器
串行通信接口
通過EUSART模塊實現UART/SCI連接
具有地址掩碼選項的主控模式SPI及I2C
具有從屬地址掩碼功能的主控同步串行端口(MSSP)
增強型USART(EUSART)
更多通用I/O,最多有36個引腳可用作I/O,每個I/O引腳均具有電平變化中斷功能
開發工具
Microchip整套開發工具均支持PIC16F88X系列,包括Microchip PICkit 2開發編程器(部件編號PG164120)、免費的MPLAB IDE集成開發環境、MPLAB ICE 2000仿真器及MPLAB ICD 2 在線調試器。
供貨情況
現可在http://申請PIC16F886/887單片機的樣片,可訪問批量訂購。PIC16F883/884單片機預計于今年12月推出。PIC16F883/886有28引腳PDIP、SOIC、SSOP及QFN封裝;PIC16F884和PIC16F887則有40引腳PDIP封裝和44引腳QFN及TQFP封裝。
更多信息:/pic16f88x。
愛特梅爾推出首款支持千兆字節以上SDRAM、NAND Flash及CompactFlash存儲容量的ARM7閃存微控制器
愛特梅爾公司(Atmel Corporation) 現已為基于ARM7的USB微控制器SAM7系列增添三款新產品。全新的SAM7SE微控制器(MCU)備有32、256和512Kbyte的閃存容量選擇,是業界惟一配有外部總線接口(external bus interface, EBI)的ARM7 MCU,能夠直接訪問大容量的外部NAND閃存、SDRAM、CompactFlash、SRAM以及ROM存儲器。由于SAM7SE MCU能夠快速而有效地存取千兆字節以上的數據,因此是流動門診醫療記錄等數據記錄應用的理想之選。
在TrueIDE模式下,AT91SAM7SE 的EBI接口能支持32位NAND閃存、SDRAM和CompactFlash內存。此外,它配備了一個帶有錯誤糾正代碼控制器(error-correcting code controller, ECC)的NAND閃存控制器,能夠補償NAND閃存因長時間使用而丟失的數位。同時,AT91SAM7SE 還含有一個內置的閃存控制器,不但可提供多達8個的可配置芯片選擇,而且更支持多種16位和32位的靜態設備,包括 SRAM、ROM、閃存、內存映像的LCD,以及現場可編程門陣列(FPGA)。
以往,由于ARM9微控制器是唯一支持SDRAM和NAND閃存的MCU,所以數據記錄應用一直都只能采用這種成本高昂的大功耗器件。在這類應用中,傳統的 ARM7 MCU需要經由通用I/O接口進行密集的位操作,大大減少了可用的處理能力。隨著愛特梅爾推出 SAM7E系列微控制器,設計人員現在可以利用這些占位面積小的ARM7 MCU,來開發以電池供電的便攜式數據記錄設備。
使用外部內存或邏輯的系統往往存在一個重要的問題,那就是片上閃存很容易受到未經授權的外來訪問入侵。為此,愛特梅爾的SAM7E微控制器采用了多項保護代碼的安全措施,包括:
1. MCU不能從外部記憶體啟動;
2. 使用閃存加密位,使通過快速閃存編程接口(Fast Flash Programming Interface, FFPI)和JTAG 訪問片上閃存的操作失效;
3. 通過配置記憶體保護單元(MPU),允許從片上閃存來執行代碼操作,禁止由其它來源執行。
512 KB SAM7SE 配置的雙存儲庫(dual-bank)內存支持真正的邊寫邊讀操作,這樣系統就可以在持續運行的同時被編程。另外,雙存儲庫內存還可保護系統,免受斷電或其它引起系統無法正常運行的錯誤所干預。
現代通信協議的最大數據速率已超過了傳統ARM7 MCU的處理能力。例如全速USB的數據速率為12Mbps,而高速串行外設接口(SPI)為25Mbps,但傳統ARM7卻只有4 Mbps,所以已經無法有效地處理數據。SAM7SE 系列與愛特梅爾的其它SAM7 MCU一樣,配有一個11通道的外設DMA控制器(peripheral DMA controller, PDC)。該PDC只需利用4%的CPU資源,即可將片上帶寬提高到10 Mbps;同時還無需CPU的參與,便可直接在外部NAND Flash或SDRAM上存儲數據流。
SAM7SE系列提供了8位MCU所具備的監控功能,包括低電壓檢測 (brown-out detector)、上電復位(power-on-reset)、實時時鐘、晶振、看門狗定時器以及3個16位定時器。通信接口包括 USART、USB、雙線接口(TWI)、I2S同步串行接口(SSC) 和串行外設接口。此外,該系列器件還配有4個脈沖寬度調制器(PWM)、一個8通道的10位模數轉換器(ADC)和88個I/O腳。
傳統MCU采用多路復用技術來訪問不同外設,在訪問多個外設時往往會造成瓶頸現象。但采用3個獨立的PIO控制器就能夠避免這個問題,當EBI未被占用時,就可以同時訪問所有外設。
關鍵詞 民爆器材;防雷工程;設計;施工;問題;改進措施
中圖分類號 TU856 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)17-0210-03
Abstract Explosive materials warehouse belongs to the first kind of lightning protection,and it may result in very serious consequences if the lightning protection facilities are not perfect. Taking Suzhou City Thunder Explosive Materials Co. Ltd. for example,based on the analysis of the prominent problems of explosive materials warehouse design and construction of lightning protection,economic and reasonable solution and improvement measures were put forward,in order to provide reference for industrial explosive materials warehouse of lightning protection engineering design and construction.
Key words explosive equipments;lightning protection engineering;design;construction;problems;improvement measures
民用爆破器材是各種工業火工品、工業炸藥及制品的總稱,是具有易燃易爆危險屬性的特殊商品,因此民爆器材倉庫防雷安全尤為重要。其防雷工程主要包括樁基礎的焊接、引下線焊接及均壓環、接閃網、接閃桿的安裝等。
本文以宿州市雷鳴民爆器材有限公司(以下稱雷鳴公司)民爆器材倉庫防雷工程為例,系統分析了防雷工程設計中存在的常見問題,提出了經濟合理的解決方案及改進措施,以期達到提高炸藥庫房防雷工程安全防護的目的。
1 民爆器材倉庫防雷工程概況
1.1 地理位置
民爆器材倉庫通常建在荒無人煙的山區、郊外偏僻地點。雷鳴公司民爆器材倉庫位于宿州市符離鎮橫口行政村東側,占地1 hm2,倉庫東、北、南三面環山,地勢較高,四周空曠,易遭受雷擊。
1.2 地質條件
由于地處山區土壤電阻率較大。雷鳴公司民爆器材倉庫東、北、南三面環山,地質條件差,土壤電阻率較大且分布不均勻,不利于炸藥庫防雷地網的施工。
1.3 倉庫容量
民爆器材倉庫內部儲存的大量炸藥,危險性極高。雷鳴公司建有16T炸藥庫2座,索類30萬m,1座雷管庫設計儲存量30萬發。庫房面積均為78.75 m2。
2 民爆器材倉庫原設計方案
2.1 直擊雷防護
2.1.1 接閃器。
(1)獨立接閃桿(與接閃線組合)。庫房長10.5 m,寬9 m,庫房高度(距室外地坪)為3.6 m,接閃桿桿塔端距庫房室外地坪12 m,其中針為1 m。距接閃桿端2 m處之間安裝1根架空接閃線,架空接閃線為不小于35 mm2的鍍鋅鋼絞線,按照滾球法的計算得之架空接閃線兩端的保護半徑為9.751 m>4.5 m,能有效保護炸藥庫、雷管庫(圖1、2)。
(2)接閃帶。屋面為鋼筋混凝土屋面,其鋼筋焊接成閉合回路,接閃帶規格Φ10 mm鍍鋅圓鋼,接閃帶支架沿屋頂挑檐預埋,并與屋面內鋼筋可靠連接。平屋面上所有凸起的金屬構筑物或管道均與接閃帶連接。突出屋面的放散管、風管等金屬物須在接閃帶保護范圍內,且符合安全距離要求。
2.1.2 引下線。獨立接閃桿采用自身的桿塔作為引下線;炸藥庫建筑物四周每隔19 m引下線1次。
2.1.3 接地裝置。每座獨立接閃桿均應有其獨立的接地裝置,接地極應采用鍍鋅材料,防直擊雷的接地極與防感應雷的接地極間距不小于5 m,接地體頂端距地面不小于0.8 m,接地電阻不大于10 Ω。根據現場土壤情況,可適當增加1組接地極以降低該接閃桿桿塔的沖擊接地電阻。
2.2 感應雷防護
該炸藥庫入戶門為防爆防盜金屬門,與防雷電感應接地裝置可靠連接。炸藥庫內所有設備、管道、構架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物均需做等電位連接。在炸藥庫進門處安裝防靜電門簾以消除人員進出帶來的靜電,防靜電門簾必須與防雷電感應接地裝置可靠連接。
3 設計施工存在的問題
3.1 防雷工程設計
3.1.1 防雷類別未標注,接地方案未勘查。民爆器材倉庫設計圖紙僅從整個炸藥庫的高度涵蓋了直擊雷、感應雷的防護,未明確炸藥庫、雷管庫、值班室等單體的防雷類別。民爆器材倉庫三面環山,地基結構由白云巖、石英巖、磷礦石、瓷石、堿石、石灰石、紫砂頁巖和墨玉,洪積物、坡積物或沖積物構成,驗收接閃桿等沖擊接地電阻為260 Ω。
3.1.2 圖紙部分設計不符合國家強制規范。根據《民用爆破器材工廠設計規范》(GB50089―98)、《建筑物防雷設計規范》(GB50057―2010)規范要求,炸藥庫、雷管庫須按第一類建筑物設計施工,但該項目圖紙在庫房設計與施工中引下線間距19 m,屬三類防雷做法,不符合國家強制規范的要求。
3.1.3 缺少感應雷的防護措施。設計者注重炸藥庫防雷的設計即防直(側)擊雷的設計,對炸藥庫內部設備的防雷尤其是對信息系統的防雷方面往往考慮不夠全面。
(1)在實際檢測工作中證實,造成炸藥庫防雷先天不足的主要因素是設計者對炸藥庫內部設備的防雷尤其是對信息系統的屏蔽防護方面考慮不夠全面。據統計,在每年所發生的雷擊事故中,感應雷擊事故占所有雷擊事故的90%,85%以上的雷災事故是從低壓架空線路、架空信息線路侵入的高電位造成的。
(2)圖紙設計中對安全距離含糊其辭,甚至只字不提。炸藥庫防感應雷問題中,安全距離尤為重要。因此,需要在防雷圖紙設計時根據《炸藥庫防雷設計規范》計算好接閃桿與被保護建筑物的相對距離,以及設備、引下線、接地體間的相對距離,以防止地電位反擊的發生。民爆器材倉庫設計區中安全距離的設計內容缺失嚴重,施工中很多重要設備均未考慮安全距離的問題,留下了安全隱患。
3.2 防雷工程施工
3.2.1 地網施工中存在的問題。接地網的施工,首先要對施工對象場地土壤地質情況進行勘探,針對勘探情況,采取相應的措施。如對電阻率較小的土壤,建立地網可以利用基礎進行接地網的建立。而對土壤電阻率較大的山區,地質條件差就必須在施工前進行必要的降阻處理,并經初步試驗滿足設計要求后,方可進行下一步工序。為保險起見,還應預留措施進行增補接地。
民爆器材倉庫三面環山,現場取4點,測試土壤電阻率情況見表1。進行水平和垂直土壤電阻率分析后可知,平均土壤電阻率為818.56 Ω?m。
根據不同測量間距的土壤電阻率垂直分布特征(圖3),可得到結論:土壤垂直分布情況較為復雜,隨著深度的增加土壤電阻率降低不明顯且數值較高,不利于降低工程造價。
總體而言,項目周圍土壤情況較差,土壤電阻率值在水平方向分布不均勻,其中位置3、4的土壤電阻率較低,位置3為2#炸藥庫路北側山溝自然坑道,位置4為1#雷管庫路東側山溝自然坑道,施工時應優先選擇在位置3、4做小型接地網,以降低施工難度和成本,而相對位置1、2建立接地網的難度和成本較高。圖4為不同測試點的土壤電阻率水平分布特征。
3.2.2 防感應雷施工中存在的問題。當炸藥庫進出各保護區的電纜、金屬管道、電線、電話線、閉路電視線等未安裝過電壓保護裝置或未進行良好防護時,雷電感應就可能產生放電火花,破壞電器設備,甚至引起火災、爆炸或造成觸電事故。信號線造成的雷電波侵入是造成炸藥庫安全事故的一大成因,在民爆器材倉庫設計庫區中部水泥桿上裝設全景監控設備,與值班室架空線連接,架空電纜線未采取任何保護措施,這大大增加了雷電波侵入的可能性。
4 改進措施
4.1 根據相關標準,確定防雷區域
炸藥庫房防雷類別的判定依照《建筑物防雷設計規范》(GB50057―2010)第3.0.2條第一款[1]:“凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物,因電火花而引起爆炸、爆轟,會造成巨大破壞和人身傷亡者”為一類防雷建筑物,值班室為三類防雷建筑物。
4.2 引下線符合強制規定
炸藥庫、雷管庫按照一類防雷建筑物的標準進行防護。2座炸藥庫、1座雷管庫接閃網格尺寸不應大于5 m×5 m或6 m×4 m。引下線間距一類應小于12 m。須加密防雷網格尺寸和增加2根引下線數量,滿足規范要求。
4.3 降阻措施因地制宜
本工程根據現場實際地質條件,舍棄花費昂貴、工程造價高的降阻棒接地、深井接地和巖石爆破制裂壓力灌漿法接地,采用成本最低的部分換土構建多個小型接地網的方法,將接地電阻降至圖紙設計要求。
具體做法:根據現場勘查在2#炸藥庫路北側山溝自然坑道(深約3 m、長6 m、寬3 m),3#炸藥庫路南側山溝自然坑道(深約4 m,長、寬各3 m),1#雷管庫路東側山溝自然坑道(深約3 m、長4 m、寬3 m),選取3塊區域做防雷接地小型接地網。以2#炸藥庫路北側山溝自然坑道做小型接地網為例,選取不小于50 mm×50 mm×5 mm的28根2.5 m長垂直接地體熱鍍鋅角鋼或28根2.5 m長垂直接地體φ50 mm、壁厚不小于3.5 mm的熱鍍鋅鋼管。實際施工采用28根2.5 m長φ50 mm、壁厚不小于3.5 mm的熱鍍鋅鋼管。按1 m×1 m網格尺寸縱橫間隔打入28根垂直接地體,打入深度0.5 m。用黏土覆蓋約2 m,在深約2 m處焊接水平接地體,水平接地體采用40 mm×4 mm的熱鍍鋅扁鋼焊接成網孔不大于1 m×1 m、面積6 m×3 m的扁鋼網,水平接地體與垂直接地體連線用40 mm×4 mm的熱鍍鋅扁鋼焊接,用4根40 mm×4 mm的熱鍍鋅扁鋼在接地網的四角與垂直接地體可靠焊接,并在四角分別引出。上層再覆蓋約1 m深黏土,覆蓋的回填土應分層夯實。此外,建議在下水口用水泥石塊切成護土墻防止雨水沖刷接地網上的黏土,避免泥土流失過多,影響接地效果。對角引出的水平接地體分別與2#炸藥庫接閃桿等可靠連接,另一對角引出的水平接地體分別與3#炸藥庫、1#雷管庫接閃桿等連接,并在人員出入處埋深0.5 m,以防跨步電壓或接觸電壓造成危害[2-5]。
用同樣做法施工3#炸藥庫、1#雷管庫接地網,通過施工并測試所有接地沖擊接地電阻值均在2 Ω以下,經過多年實踐證明,其改進與施工的小型接地網的做法是可行的,較好地保護民爆器材倉庫的防雷安全。
4.4 重視感應雷防御措施
在庫區中部水泥桿與值班室電纜線加橫擔或穿鋼管,防御雷擊對線路造成感應危害,損壞電器或監控等設備。
5 結語
本文以宿州市雷鳴民爆器材有限公司炸藥庫為例,系統地分析了炸藥庫防雷裝置設計和施工中發現的問題。針對存在問題,根據相關標準、經驗及現實情況,提出經濟合理的解決方案及改進措施,以期減少炸藥庫雷擊事故的發生,確保人民生命財產的安全。
6 參考文獻
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[2] 國家住房和城鄉建設部.建筑物防雷工程施工與質量驗收規范:GB50601-2010[S].北京:中國計劃出版社,2010.
[3] 楊少杰,金良,楊暉,等.防雷裝置施工質量監督與驗收規范:QX/T105-2009[S].北京:中國氣象局,2009.
關鍵詞:遙信量 變電站 綜合自動化
中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)009-090-02
綜合自動化變電站遠程控制具有的功能為:(1)對現場信息實時采集數據,包括模擬控制量,開關信息量等重要的遙信量。這些遙信量可以向控制調度中心反映當前變電站設備的實時運行狀態。(2)控制調度中心根據收到的遙信量給變電站設備發出指令,可以控制和改變當前運行設備的狀態,因此,遠程控制調節是自動化電力系統有效安全運行的經濟方式。要實現變電站的自動化有效控制,遙信量是整個自動化系統中最關鍵的信息量。一旦遙信誤發或者漏發,調度員就不能正確地對斷路器進行遠程控制操作,電力系統自動化就不能正常運行,延誤了對電力網絡故障或者事故的判斷和處理。由此可見,遙信量的誤發和漏發概率越低越好,這樣才能保證電力自動化系統的正常運行,提高自動化變電站的抗干擾能力。
1 遙信單元組成極其工作原理
本文以增強型分布式RTU:DF1331為例,說明遙信量誤發或者漏發的原因,并給出相應的解決方案。DF1331功能齊全,可廣泛用于中小變電站無人值班系統、大中型變電站監控系統、變電站綜合自動化系統、發電廠、水電廠自動化系統中,目前已有4000余套在全國各地現場運行。
DF1331由煙臺東方電子信息產業有限公司研制采用分層分布式設計,主處理器采用功能強大的32位微處理器,各I/O模塊都自帶16位微處理器,用戶可以任意組合并擴展各種I/O功能插件,容量幾乎不受限制;DF1331采用pSOS實時多任務操作系統,運行更可靠;具備完備的網絡支持功能,可以直接連接以太網,支持通過電話網的遠程維護包括遠程進行系統軟件升級,提供有多達幾十種通信規約可供選擇,10個串行口(RS232/RS422/RS485)的基本配置可以滿足綜合自動化的需要。其主要功能插件有:主處理器插件,數字量輸入插件,數字量輸出插件,交流采樣插件,直流模擬量輸入插件,模擬量輸出(遙調)插件,同期控制插件,GPS衛星同步時鐘插件。通過遙控模塊的“遙控交叉表設置”控制基本的下行和上行信息。下行信息:從上向下發送控制指令,即從調度控制中心向電廠傳送信息,對當前運行設備進行控制和調度;上行信息:從電廠向調度控制中心傳送信息。
遙信量狀態采集的數據有:斷路器狀態、隔離開關狀態、同期檢測狀態、鎖定狀態、設備運行告警信號、變壓器分接頭位置信號、手車位置信號以及接地信號等。這些信號大部分采用光電隔離方式的開關量中斷輸入或周期性掃描采樣獲得,其中有些信號可通過“電腦防誤閉鎖系統”的串行口通信而獲得。對保護動作信號(常規方式作為狀態量輸入)則采用串行口或LAN網絡通過通信方式獲得,這樣可太大節省信號電纜及采樣系統的I/O接口量。
這些量的特點是二元狀態量。遙信量是一種二元狀態量。國際電工委員會IEC標準規定:“0”表示斷開狀態,“1”表示閉合狀態。
根據《電網調度自動化系統使用要求》事故時遙信動作正確率應≥95%,事故遙信的正確率是電網調度自動化系統實用化達標的一項重要指標,也是影響無人值班變電站能否正常運行的一個關鍵問題。經過在實踐中總結誤發、漏發遙信量現象,并進行數學統計分析,下面從變電站的保護及二次回路、RTU遠動裝置和調度SCADA系統方面,分析事故遙信誤發、漏發的一些問題,并提出相應的解決方法。
2 誤發原因分析及解決方案
引起事故遙信誤發的原因是多方面的,主要包括觸點抖動、接觸不良、電磁干擾、交流電串入遙信回路、遠動通道誤碼及前置機、后臺機處理出錯等,其中主要原因有:
2.1 觸點抖動
在規定條件下,閉合觸點的斷開(或斷開觸點的閉合)的持續跳動現象,稱為觸點抖動。
目前在變電站的二次回路統計中,接入RTU裝置的遙信信號取樣往往是只取單一的繼電器觸點或開關觸點。這些觸點稍微抖動,都會傳遞到RTU的遙信電路中,雖然RTU采集到的遙信信號進行了一定延時處理(一般為3~5ms),但對于某些遙信信號的脈動,還是不能徹底消除。經過長期的探索和研究找出了克服遙信誤發的幾種可行措施。輔助開關觸點機械傳動部分有間隙,觸點不對應或接觸不良和二次回路繼電器性能不穩,出現電顫、觸點接觸不良等。觸電抖動是由于繼電器連續動作產生的非穩態過程,此時,在調度中心收到若干遙信狀態改變,造成了遙信誤發。
解決方案:
2.1.1 采用雙信制遙信
從保護操作回路、合閘繼電器中各取一常開接點(TWJ)和常閉接點(HWJ),或取斷路器的輔助常開、常閉接點,主站系統從上傳的變位遙信由程序判斷,同一對象的狀態為異時,認為有效。此時,登錄、報警,否則認為無效,等全部遙信上傳后將其復原,有效防止了誤動。
2.1.2 提高遙信輸入電壓
正常遙信輸入電壓為直流24V。如果斷路器輔助點表面氧化或受靜電干擾,光耦二極管可能不能正常驅動或誤動作,當遙信輸入電壓使用220V時,即使有氧化接觸電阻或一些電磁干擾,220V電壓都能使二極管可靠驅動,保證正常動作。另一方面,可以通過采樣跳閘控制回路的電位來判斷斷路器位置信號。U1、U2為邏輯單元,分閘時,U1高電位,U2低電位:合閘時,U1低電位,U2高電位;通過判斷采樣的U1、U2的高低電位來確定斷路器的分合狀態。
如果整流電路不能改,可以采用帶磁延時分斷的繼電器,繼電器繞組并聯反向二極管;也可以給繼電器加隔離二極管和小濾波電容或者繼電器鐵心上纏上足夠粗的短路線圈,匝數要根據具體場景進行設置。
對于觸點抖動方面,除了人為的接線錯誤的小概率事件外,還有可能是因為觸點接觸粘連或接觸不良引起的。這是因為觸點金屬在長時間的空氣氧化產生的氧化膜,此時觸點電阻增大,12V或更大的電壓都可能不會導通,造成了遙信漏發。此時只能通過清除觸點的氧化膜,排除觸點粘連或接觸不良。
2.2 電磁干擾
電磁干擾是任何能中斷、阻礙、降低或限制電氣、電子設備有效性能的電磁能量或者是導致設備、傳輸信道和系統性能劣化的電磁騷擾。
遙信采集回路通常工作于弱電壓下(一般是直流電壓,不同的遠動系統,采用的值不同,設為V),但是遙信采集電路又處于變電站高電壓的強電磁環境中,較容易受到電磁場的干擾。遠動的終端采用V作為遙信電源,繼電器斷開時,由于光電耦合的輸入端懸空,在強磁場的環境中,外界磁場的干擾電壓很容易超過V,這種情況就使得光電耦合導通,造成遙信誤報。
解決方案:
2.2.1 接地
90%的電磁兼容問題是由于布線和接地不當造成的,良好的布線和接地既能夠提高抗擾度,又能夠減小干擾發射,因此,解決電磁干擾,首先檢查綜合自動化設備信號接地情況,保證設備按工程手冊規范接地,即一次系統接地,保安接地和工作接地。
2.2.2 屏蔽
在控制干擾的方法上,可以采用的抑制干擾傳播的技術,如屏蔽。在實際的屏蔽中,電磁屏蔽效能更大程度上依賴于屏蔽體的結構,即導電的連續性。屏蔽體上的接縫、開口等都是電磁波的泄漏源。穿過屏蔽體的電纜也是造成屏蔽效能下降的主要原因。因此,在撥線時不要破壞金屬錫箔的屏蔽層,同時要盡可能地減少接地線的線長度,這樣電感值越小,得到接地效果越好。同時,通信線也應該選用帶屏蔽層的雙絞線。
2.2.3 濾波
抗電磁干擾是個復雜的問題,特別是濾波對抗電磁干擾,抑制電磁干擾濾波器可分為反射式和吸收式濾波器,有源和無源濾波器,電容型和電感型濾波器。不管是采用何種濾波器,在阻帶范圍內,至少具有20dB的衰減,并保證阻帶波紋要盡可能小,這樣可以將干擾機制到最?。和◣Х秶鷥?,衰減要盡可能小,保證通帶范圍內的平滑,有用信號的損耗才能降到最低。在綜合自動化變電站的交流輸出中,常常采用電容濾波器,但是電感濾波器,不管是差模扼流還是工模扼流,都能有效地移植高頻干擾,而且通過耦合,其對電磁干擾的抑制作用更強。
濾波對抗電磁干擾中,濾波性能與保護設備的阻抗特性密切相關,濾波器的濾波性能也可能隨設備運行狀態的變化而改變。濾波器是否滿足要求只能由實際的測試來確定,在遙信抗電磁干擾解決方案中,不存在通用或普適的濾波器。
除此之外,還可以采取對電磁干擾回避和疏導的技術處理,如空間方位分離、頻率劃分與回避、吸收和旁路等等,有時這些回避和疏導技術簡單而巧妙,可以代替費用昂貴而質量體積較大的硬件措施,收到事半功倍的效果。
對抗電磁干擾的解決方案中,都必須要現場進行測試,才能確保最佳的解決方案。
2.3 遙信狀態量錯誤
遙信狀態量來自監測對象的輔助接點,多為空接點。輔助接點與遠動裝置的距離較遠,現場干擾大,在干擾存在且遠距離傳輸時,遙信狀態量會出現誤碼。雖然為提高遙信信號的傳輸距離和抗干擾能力,遙信取樣回路都施加24V、48V、220V直流電壓,但是還不足以克服產生的誤碼性能。
解決方案:
隔離。為了不使二次信號可能夾雜的干擾侵入到計算機系統,還需要采取信號隔離措施,常采用的兩種隔離方法:繼電器隔離,光電耦合隔離。
2.4 設備本身缺陷
硬件上設備工作電源輸出電壓不穩定,波動范圍大,從而引起遙信系統信號的脈動。
解決方案:
加強設備維護工作,及早發現設備本身缺陷。在熟悉設備的過程中,提高維護人員的專業水平,要善于總結和分析在實際中中能出現的各種問題。因為遙信量誤發時,很多情況下并不是由于設備缺陷引起的設備故障,只有準確地查出故障原因,才能找出設備缺陷,消除誤發。
2.5 優化系統、改革工藝
遙信量的誤發除了以上提到的原因和針對性的解決方案外,從整個變電站的自動化系統出發,選用性能完善,功能易于擴充的設備,運用新工藝、新技術,也可以大大減少遙信量的誤發。本文建議主要采取了以下措施:
(1)選用對絞心線和屏敝線電纜。對每個信號采用對絞線傳輸是因為雙絞線上感應的干擾電壓接近相等又互相抵消,可降低感應來耦合的差模干擾。
(2)合理布線。弱電、強電分開布線,不平行,兩者至少分開20mm,盡量縮短信號線的長度,保證機械強度,減少中間轉接環節。
(3)消除因主接地網地電位差影響及從電纜電源線侵入和干擾。采用共地的方式維持電位的相對平衡,因微機型設備邏輯“1”和“0”的電平電位差量小時僅為2V多,所以接地電阻不大于1Ω,接線不采用裸電線,盡可能短且不與其它設備的接地線共用。
(4)改造二次信號回路,確保信號源傳輸可靠。對于干擾嚴重的信號在RTU側加強當地阻容干擾措施,同時結合變電檢修檢查調整好斷路器輔助接點位置;信號繼電器。定期校驗。
(5)加強運行維護管理。對待異常,要及時發現,及時分析,及時處理。