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關鍵詞:變電所配電所存在問題規范
10、6kV配電所及10、6/0.4kV變電所設計,是工程建設中非常普通又非常重要的一項工作,其規范性和技術性都很強,許多方面涉及到國家強制性條文的貫徹落實。要做好變配電所設計既要執行國家現行的有關規范和規程,又要滿足當地供電部門的具體要求,否則會出現種種問題,影響設計質量和工程進度。為了做好變配電所的設計,現將本人在審查我院變配電所設計圖紙時發現各種問題中的一部分整理出來,進行簡要的分析,與大家相互交流,以便共同提高。
1.變電所和配電所的名稱工程設計在使用名詞術語時要力求準確,不能隨意。在具體項目的設計文件中不宜籠統使用“變配電所”這一名稱。“變配電所”是變電所和配電所的統稱,僅用于泛指。具體談到某種類別或某一個體時,應分別稱為“變電所”或“配電所”。在GB50053-94《10kV及以下變電所設計規范》中,“變電所”的解釋是“10kV及以下交流電源經電力變壓器變壓后對用電設備供電”:“配電所”的解釋是“所內只有起開閉和分配電能作用的高壓配電裝置,母線上無主變壓器”。在變電裝置與配電裝置均有時,以升降壓為主要功能包括附有高、中壓配電裝置者,稱為“變電所”“以中壓配電為主要功能包括附有3~10/0.4kV變壓器者,稱為”配電所“。一項工程具有多個變電所時,應以所在建筑物的名稱或用流水號對各變電所分別命名。
2.帶電導體系統的型式和系統接地的型式根據國際電工委員會IEC-TC64第312條,配電系統的型式有兩個特征,即帶電導體系統的型式,如三相四線制,和系統接地的型式如TN-C-S系統。在正式文件中不得把三相四線制的TN-S系統稱為“三相五線制”。在GB50054-95《低壓配電設計規范》第37頁“名詞解釋”中已明確指出,“三相四線制是帶電導體配電系統的型式之一,三相指L1、L2、L3三相,四線指通過正常工作電流的三根相線和一根N線,不包括不通過正常工作電流的PE線”。它并進一步闡明“TN-C、TN-C-S、TN-S、TT等接地型式的配電系統均屬三相四線制”。在我國低壓配電電壓應采用220V/380V.帶電導體系統的型式宜采用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。在設計文件中,對TN-S與TN-C-S接地型式的劃定有時混淆不清。系統的接地型式一般是就一個變電所或一臺變壓器的供電范圍而言。中性線N線和保護線PE線僅在局部范圍內,如一棟樓或一層樓分開時,應稱TN-C-S系統。TN系統中某一剩余電流保護器負荷側電氣裝置的外露導電體單獨接地時,可稱為局部TT系統。
3.分級分類術語和標準計量單位設計文件中的各種分級、分類等名詞術語,應與國家標準、行業標準統一,不得混淆。如經常使用的術語:電力負荷應稱為一、二、三級負荷,這里用“級”不用“類”;防雷建筑稱為一、二、三類防雷建筑物,這里用“類”不用“級”新的防雷規范不再分工業、民用,屋面避雷網的網格大小也應以新規范為準;爆炸性氣體環境危險區域分為0、1、2區,爆炸性粉塵環境危險區域分為10、11區,火災危險區域分為21、22、23區,這里均用“區”不用“級”或“類”;而火藥、炸藥、彈藥及火工品危險場所電氣分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類危險場所,這里用“類”不用“區”。其他的名詞術語也應正確使用,如在正式文件中應使用“斷路器”、“變電所”,而不宜使用“自動開關”、“變電站”等等,不一一列舉。計量單位的標準符號要正確,字母的大小寫不能隨意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等應一律使用法定計量單位,特別要注意單位符號字母的大小寫要正確,凡由人名轉化來的單位符號如A、V、W、N、Pa和兆以上的詞頭符號如M、G均應大寫;除此之外,則一律小寫,如kV、MW、kvar、km等。有關計量單位的資料,可參閱“工業與民用配電設計手冊”第十六章第773~783頁。
4.對土建的要求在GB50053-94《10kV及以下變電所設計規范》中明確規定了變電所所址選擇和對建筑等有關專業的要求,在執行中我們還存在不少具體問題,現僅列舉以下幾例略加分析,今后設計時應予以重視。
1)防火挑檐:車間附設變電所選用油浸電力變壓器時,有的未在變壓器室大門的上方設置防火挑檐。在工程建設標準強制性條文GB50053-94的第6.1.8條,規定“在多層和高層主體建筑物的底層布置有可燃性油的電氣設備時,其底層外墻開口部位的上方應設置寬度不小于1.0m的防火挑檐”。
2)安全出口:有的設計在長度大于7m的配電室僅設一個出口或設兩個出口但靠近同一端。這不符合GB50053-94第6.2.6條的規定,規范要求“長度大于7m的配電室應設兩個出口,并宜布置在配電室的兩端”。
3)梁高:有的設計在考慮室內凈高時未計及梁的高度。由于變配電所的跨度較大,有時梁的高度可達800mm左右,故在提土建條件層高時應考慮梁的高度。
4)值班室:有的設計將值班室設在交通不便的里角。這不符合GB50053-94的第4.1.6條規定,該條規定“有人值班的配電所,應設單獨的值班室。高壓配電室與值班室應直通或經過通道相通,值班室應有直接通向戶外或通向走道的門。”
5)電纜溝:有的變電所內雙排布置的低壓配電屏僅在屏底和后側設置地溝,兩排屏的溝之間互不連通。為了方便電纜的進出和今后線路的調整,宜將所內所有主電纜溝和控制電纜溝均連通。
6)電纜分界室:有的分界室不滿足供電部門的要求。北京供電局規定北京地區的10kV用戶必須設置電纜分界室作為工程的電源總進線室。電纜分界室的位置應接近電源進線方向,并靠近建筑物的外墻。其面積一般為6m×3.5m即20mm2左右,凈高應不小于2.7m,下設凈高不小于1.8m的電纜夾層,并設600mm×600mm的人孔和爬梯。電纜分界室在無地下室的建筑物中一般設在一層;而在有地下室的建筑物中,則不論地下有幾層,電纜分界室均要求設在地下一層。根據北京市供電局的規定,電纜分界室歸北京市供電局管理,故電纜分界室的門應向外開向公共走道。
5.設備布置在變配電所的設備布置方面,我們也存在種種問題,甚至違反強制性條文的規定,現僅舉列如下:
1)高、低壓配電系統圖與平面圖不一致。其表現形式有兩種:其一是系統圖與平面圖中柜屏的排列順序相反。看系統圖時是面向柜屏的正面,將其從左至右排列為1、2、3……n;而在平面圖上卻是面向屏的背面,將其從左至右排列為1、2、、3……n,必然弄反了。要避免這一錯誤的關鍵是在系統圖和平面圖上都應面向柜屏的正面從左至右按順序排列。其二是平面圖上雙排面對面布置的配電屏之間有母線橋,而在系統圖卻未畫出。
2)低壓配電屏屏前、屏后通道寬度不滿足新規范要求。如屏后有時僅距墻700mm,抽屜式低壓屏雙排面對面布置時僅相距1800mm.根據規范GB50053-94第4.2.9條規定,低壓配電室內成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為:其屏后通道,固定式和抽屜式均為1000mm;其屏前通道,固定式單排布置為1500mm,抽屜式單排布置為1800mm,固定式雙排面對面布置為2000mm,抽屜式雙排面對面布置為2300mm.只有當建筑物墻面遇有柱類局部凸出時,凸出部分的通道寬度可減少200mm.
3)配電柜屏后通道的出口數量不滿足規范要求。作為規范強制性條文,GB50053-94第4.2.6條規定“配電裝置長度大于6m時,其柜屏后通道應設兩個出口,低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時,尚應增加出口。”這一條要強制執行的理由,是為了當高壓柜、低壓屏內電氣設備有突發性故障時,在屏后的巡視或維修人員能及時離開事故點。
4)配電室內燈具采用線吊、鏈吊,且安裝在配電裝置的正上方不符合安全要求。GB50053-94第6.4.3條規定,“在配電室內裸導體的正上方,不應布置燈具和明敷線路,當在配電室內裸導體上方布置燈具時,燈具與裸導體的水平凈距不應小于1.0m,燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝”。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封閉,故要執行此條規定。配電室內可采用線槽型熒光燈用吊桿安裝。
5)變配電所內設有接地扁鋼沿墻敷設,但未設置臨時接地接線柱。為了方便試驗和維修時臨時接地,應適當設置臨時接地接線柱。接地接線柱的做法可參見國家標準圖集86D563《接地裝置安裝》第25頁。
6.推薦選用D,yn11結線變壓器最近十年,在TN系統中采用D,yn11結線組別的變壓器已很普遍,但還有不少工程仍選用Y,ynO結線組別的變壓器,其原因主要是不清楚前者的優點。在GB50052-95《供配電系統設計規范》中第6.0.7條規定:“在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,宜選用D,yn11結線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。這里“宜選用”的理由,主要基于D,yn11結線比Y,ynO結線的變壓器具有以下優點:
1)有利于抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁電流在原邊接成形條件下,可在原邊形成環流,有利于抑制高次諧波電流,保證供電波形的質量。
2)有利于單位相接地短路故障的切除。因D,yn11結線比Y,ynO結線的零序阻抗小得多,使變壓器配電系統的單相短路電流擴大3倍以上,故有利于單相接地短路故障的切除。
3)能充分利用變壓器的設備能力。Y,ynO結線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%見GB50052-95第6.0.8條,嚴重地限制了接用單相負荷的容量,影響了變壓器設備能力的充分利用;而D,yn11結線變壓器的中性線電流允許達到相電流的75%以上,甚至可達到相電流的100%,使變壓器的容量得到充分的利用,這對單相負荷容量大的系統是十分必要的。因此在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,推薦采用D,yn11結線組別的配電變壓器。
7.電纜型號與截面的選擇
1)電纜選型:YJV型交聯聚乙烯電纜和VV型聚氯乙烯電纜,是工程建設中普遍選用的兩種電纜。YJV型交聯電纜與VV型電纜相比,雖然價格略貴,但具有外徑小、重量輕、載流量大、壽命長YJV型電纜壽命可長達40年,而VV型電纜僅為20年等顯著優點,因此在工程設計中應盡量選用YJV型交聯聚乙烯電纜,逐步淘汰VV型聚氯乙烯電纜。
2)電纜截面選擇:電纜作為導體的一種,其截面選擇應滿足規范強制性條文GB50054-95第2.2.2條,有關選擇導體截面應符合的四點要求,而我們設計選用的電纜截面有時卻不符合該條規范中第一、第二點的要求。
第一點:“線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及起動時端電壓的要求”。電纜截面的選擇除了載流量要滿足計算電流要求外,還應按電壓損失進行校驗。由于未進行電壓損失校驗,我們多次發現因選用6mm2、10mm2截面的電纜作遠距離配電干線而不能滿足用電設備端電壓要求的錯誤,因此應進行電壓損失計算,用以校驗所選用的電纜截面是否滿足用電設備端電壓的要求。規范GB50052-95第4.0.4條,對用電設備端電壓偏差允許值有下列要求:電機機為±5%;在一般工作場所的照明為±5%,遠離變電所的小面積一般工作場所照明、應急照明、道路照明和警衛照明為+5%、-10%;其它用電設備當無特殊規定時為±5%。
第二點:“按敷設方式及環境條件確定的導體載流量,不應小于計算電流。”在執行本條時應考慮環境溫度、導體工作溫度,并列系數等對電纜載流量的影響,尤其是電纜敷設時并列數對載流量的影響。如電纜在橋架上無間距配置2層并列時持續載流量的校正系數,梯架水平排列為0.65,托盤水平排列為0.55見92DQ1-77。有關電線電纜載流量的各種修正系數可參見華北標《建筑電氣通用圖集》92DQ1-75~77頁。
此外,電纜截面的選擇還須適當考慮備用設備的用電和新增設備的用電。
8.斷路器選擇與短路電流計算在低壓配電系統中用作保護電器的有斷路器和熔斷器兩種。目前我們使用最多的是斷路器,用它來作配電線路的短路保護和過載保護。但是,在選用低壓斷路器時存在不少問題,其中突出的問題是沒有進行短路電流計算。配電線路短路保護電器的分斷能力應大于安裝處的預期短路電流。選擇斷路器應先計算其出口端的短路電流,但有的設計者卻沒有進行短路電流計算,所選短路器的極限短路分斷能力不夠,不能切斷短路故障電流。要確定斷路器安裝處的短路電流,可按設計手冊進行計算,但比較煩雜;也可以采用“短路電流查曲線法”來確定計算電流,比較簡便。現將由上海電器科學研究所設計、浙江瑞安萬松電子電器有限公司斷路器產品資料中提供的一種“短路電流查曲線法”附在后面。通過查此曲線,可以較方便地求得任意安裝位置的短路電流近似值。所舉例子的短路點僅為假設,實際工程設計中最常用的短路點是選在保護電器的出口端。
9.斷路器與斷路器的級聯配合低壓配電線路采用斷路器作短路保護時,斷路器的分斷能力必須大于安裝處可能出現的短路電流。但是有時不能滿足此要求。例如:C45N、C65N/H微型斷路器的分斷能力僅分別為6kA、10kA,但其安裝處出口端的短路電流有時可達15kA甚至更高。這時可用兩路辦法來解決此問題,第一是改用短路分斷能力高的塑殼斷路器;第二是仍選用微型斷路器,利用其與上級斷路的級聯配合來實現短路保護。但是,進行級聯配合的上下級斷路器的選擇須滿足下列條件:
1)先決條件是上級斷路器的固有分斷時間比下級斷路器的全分斷時間短。也就是說下級斷器出口端短路時,下級未來得及切斷短路電流,上一級先行切斷了短路電流。
2)下級斷路器雖不能切斷短路電流,但下級斷路器及其被保護的線路應能承受短路電流的通過。
3)越級切斷電路不應引起故障線路以外的一、二級負荷的供電中斷。
4)上下級斷路器宜采用同一系列的產品,其額定電流等級最好相差1~2級,或根據生產廠提供的級聯配合表來選擇。現將施耐德電氣公司提供的級聯配合表附后。由此表可見,C65N/H型斷路器可與NS100、NS160、NS250型斷路器進行級聯配合,不能與更大的NS400、N630及以上的斷路器進行配合,更不能直接接在變壓器低壓側框架式主開關后的母線低壓屏上。
10.斷開中性線及應用四極開關GB50054-95《低壓配電設計規范》實施以來,由于設計人員對規范的理解和認識不一致,因此在設計低壓配電系統時對斷開中性線及應用四極開關的做法也就很難統一。針對這一情況,《電氣工程應用》雜志從1999年第一期起,陸續發表了多篇國內知名專家的專題論文。專家們就國內外規范和IEC標準對斷開中性線及應用四極開關的有關規定和做法闡明了各自觀點,使我們獲益不少。現僅將專家們普遍認同,又與我們設計工作密切相關的一些觀點整理如下。盡管這些觀點尚未納入國家規范中,但對我們的設計工作頗具現實指導意義。
1)當兩個電源間需進行電源轉換時,如果兩電源系統的接地型式不同,或者供電變壓器繞組的接線組別不同,則應斷開中性線,并采用四極開關。
2)IT系統和TT系統應當隔離中性線。TN-C系統中禁止斷開PEN線。
3)TN-S系統中,不需要斷開中性線;變壓器低壓側出口總開關與母聯開關不必斷開中性線;由外部低壓電網向民用建筑物供電的進線處,宜隔離中性線可采用四極隔離開關等隔離電器,也可采用在中性線上設置連接片、接線端子或連接匯流排等措施;每戶住家的入戶線處應隔離中性線大多居民用戶為單相負荷,采用雙極開關即可解決問題。
4)正常供電電源與應急備用發電機電源間的轉換開關需采用能斷開中性線的四極開關,并使二者不能并聯。
5)在有氣體爆炸危險的1區及有粉塵爆炸危險的10區場所,游泳池、浴池等特別潮濕場所,應裝設將中性線和相線一起斷開的隔離電器。
【關鍵詞】Java;酒店管理;數據庫
中國經濟的飛速發展帶動旅行水平的迅速前進,目前中國旅游出行的人數不斷增加,商務活動也越來越活躍,人們對酒店服務提出更高、更多樣性的需求。如何把酒店在有限的財力、人力、物力及信息資源情況下更好的服務于酒客戶,是一切酒店公司所要面臨首要的問題。
一、系統介紹
基于Java的酒店管理系統是一個采用java+mysql+web的模式訂制的小型電子信息管理平臺。系統功能完備以Web界面與用戶交互,為用戶提供信息并接受其操作,同時通過數據庫管理系統來存儲信息數據,實現了對信息數據的瀏覽、查詢、編輯和管理等基本數據庫操作。系統采用模塊化程序設計方法,根據用戶的需求及程序的應用與維護的易用性將各個部分置于不同的模塊當中,便于程序的擴展與維護。系統基本上滿足客房管理、預訂管理、特色服務管理等方面的需求,界面美觀清晰、操作簡單易用。
二、系統設計
基于Java的的酒店管理系統是以Mysql建立數據庫而生成的酒店辦理體系。系統操作簡單、界面明晰,直觀對相應的功能進行設計。
2.1系統功能模塊劃分
(1)系統用戶管理:主要負責對管理員信息的修改等;(2)會員信息管理:主要負責對客戶信息的增加、刪除、修改;(3)房間信息管理:主要負責房間類型的增加、刪除、修改,以及房間的管理;(4)預訂信息管理:主要負責客戶預訂、入住等功能實現,實時更改房間的狀態;(5)入住信息管理:主要負責顧客入住酒店、離店結賬、更新入住信息操作;(6)留言信息管理:主要負責顧客對酒店服務的評價操作;(7)站內新聞管理:主要負責酒店最近新聞的添加管理操作。
2.2系統結構劃分
系統采用最為常用的MVC架構實現,模型層(Model)、視圖層(View)、控制層(Controller)三層結構。模型(Model):業務規則的制定和處理業務流程/狀態;業務流程的處理是對于其它層才說是黑箱操作,接受模型查看所請求的數據,并返回最終的結果;業務模型的設計可以說是MVC最主要的核心。視圖(View):使用JSP頁面顯示數據,與用戶交互的頁面。控制器(Controller):控制(Controller)是從用戶接收請求,模型和視圖匹配在一起,以完成用戶的請求;劃分控制層的影響是顯而易見的,它是一個調度器,選擇什么樣的模式,什么樣的視圖的選擇可完成什么樣的用戶請求。
三、數據庫設計
3.1邏輯模型設計
邏輯結構設計是把概念結構設計階段設計的E-R圖轉換為與選用的DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。管理員(ID,用戶名,密碼);客房(ID,房間號,客房類型,價格,客房信息等);用戶(ID,用戶名,密碼,性別,年齡等);預定(ID,客房號,預定時間,入住日期,押金等);入住(ID,客房號,用戶名,身份證,費用等);留言(ID,用戶名,留言內容,留言時間等)。
3.2物理模型設計
管理系統物理存儲在名為db_jiudian的Mysql的數據庫中,所涉及的表如下:1.管理員表。用于存放操作員的信息,例如:管理員員的用戶名,密碼,ID。結語:為了提高酒店的作業效率,酒店管理系統的科學化、信息化、體系化建設將變的尤為重要。基于Java的酒店管理系統是依據酒店對客房辦理的實際情況而進行設計的,完成客戶對酒店中的客房查詢和預定,便利酒店管理人員對客房的實際情況而進行集中查詢辦理作業。
作者:萬巖 史愛雯 張岳 單位:黑龍江八一農墾大學
參考文獻
[1]王菁.酒店管理系統設計[J].辦公自動化:綜合月刊.2010,(2):23-27
1.1繼電保護功能變電站綜合自動化系統要具備常規變電站系統保護及元件保護設備的全部功能,而且要獨立于監控系統,即當該系統網各軟、硬件發生故障退出運行時,繼電保護單元仍然正常運行。微機保護除了所具有的繼電保護功能外,還需具有其它功能。
1.2信息采集功能分布式自動化系統的變電站,信息由間隔層I/O單元采集。常規四遙功能的變電站,信息由RTU采集。電能量的采集宜用單獨的電能量采集裝置。系統對安全運行中必要的信息進行采集,主要包括以下幾個方面:①遙測量②遙信量③遙控量④電能量。
1.3設備控制及閉鎖功能①對斷路器和刀閘進行開合控制。②投、切電容器組及調節變壓器分接頭。③保護設備的檢查及整定值的設定。④輔助設備的退出和投入(如空調、照明、消防等)。
以上控制功能可以由運行人員通過CRT屏幕進行操作。在設計上保留了手動操作手段,并具有遠方/就地閉鎖開關,保證在微機通信系統失效時仍能夠運行和操作,包括可手動準同期和捕捉同期操作。在各間隔的每個斷路器設置按鈕或開關式的一對一“分”、“合”操作開關和簡易的強電中央事故和告警信號。
1.4自動裝置功能
1.5報警功能對站內各種越限,開關合、跳閘,保護及裝置動作,上、下行通道故障信息,裝置主電源停電信號,故障及告警信號進行處理并作為事件記錄及打印。輸出形式有:音響告警、畫面告警、語音告警、故障數據記錄顯示(畫面)和光字牌告警(光字牌報警回路采用編碼設計,主要是為了保證當通信網故障退出時站內仍能正常運行。光字牌數量控制在20多只)。
1.6設備監視功能其中包括一次設備絕緣在線監測、主變油溫監測、火警監測、環境溫度監測等內容。當上述各參量越過預置值時,發出音響和畫面告警,并作為事件進行記錄及打印。
1.7操作票自動生成功能根據運行方式的變化,按規范程序,自動生成正確的操作票,以減輕運行人員的勞動強度,并減少誤操作的可能性。
1.8數據處理及打印功能中調、地調、市調、運行管理部門和繼保專業要求的數據可以以歷史記錄存檔,包括:①母線電壓和頻率、線路、配電線路、變壓器的電流、有功功率、無功功率的最大值和最小值以及時間。②斷路器動作次數及時間。③斷路器切除故障時故障電流和跳閘次數的累計值。④用戶專用線路的有功、無功功率及每天的峰值和最小值以及時間。⑤控制操作及修改整定值的記錄。⑥實現站內日報表、月報表的生成和打印,可將歷史數據進行顯示、打印及轉儲,并可形成各類曲線、棒圖、餅圖、表盤圖,該功能在變電站內及調度端均能實現。
1.9人機接口功能具有良好的人機界面,運行人員可通過屏幕了解各種運行狀況,并進行必要的控制操作。人機聯系的主要內容包括:①顯示畫面與數據。②人工控制操作。③輸入數據。④診斷與維護。當有人值班時,人機聯系功能在當地監控系統的后臺機上進行,運行人員利用CRT屏幕和鍵盤或鼠標器進行操作。當無人值班時,人機聯系功能在上級調度中心的主機或工作站上進行。
1.10遠程通信功能將站內運行的有關數據及信息遠傳至調度中心及設備運行管理單位,其中包括正常運行時的信息和故障狀態時的信息,以便調度中心人員及時了解設備運行狀況及進行事故處理。
可實現四遙和遠方修改整定保護值、故障錄波與測距信號的遠傳等。變電站自動化系統可與調度中心對時或采用衛星時鐘GPS。
2變電站自動化的設計原則
變電站二次設備按功能分為四大模塊:①繼電保護及自動裝置。②儀器儀表及測量控制。③當地監控。④遠動。四大模塊功能的各自不同的發展及其功能的相互滲透,為變電站自動化提供了多種多樣的實現模式,可概括為兩種基本實現模式:①保護加集中RTU模式,面向功能。②保護加分散RTU模式,面向對象。
2.1電氣設備控制方式主變壓器、站用變壓器各側斷路器以及10kV、110kV、220kV斷路器一般情況下均集中在控制室,通過就地監控主站的就地監控計算機進行控制操作(但網絡中遠動主站亦可留有接口給地調進行遙控,根據系統運行規程而定),當網絡中就地監控主站退出運行時則應能分別在各元件的保護屏處進行人工控制操作。
就地監控計算機在操作時應顯示該站的配電裝置的運行狀態、通道狀態和各種電氣量,在每個操作步驟前應給操作者提示,待確認后方能操作。
主變壓器、站用變壓器、220kV線路、110kV線路、10kV設備及其母線設備保護和10kV母聯的控制保護均采用集中保護方式,10kV開關柜上加一個“就地/遠動”選擇開關,10kV母聯斷路器的控制保護放在控制室,與10kV自投裝置放在一起(當10kV裝置能可靠地抗震、抗高溫、抗電磁干擾時,也可以將10kV裝置裝配在10kV開關柜上,以減少電纜聯接)。
10kV隔離開關采用就地手動操作(除變低處的10kV隔離開關外)。主變變低10kV隔離開關、110kV,220kV隔離開關采用就地電動操作方式,可進行就地和遙控操作,并設置“就地/遙控”選擇開關,同時設有操作閉鎖措施。專用母線接地刀閘裝設母線有電閉鎖操作裝置(采用微機五防裝置,應能與綜合自動化裝置接口)。用鍵盤或鼠標操作斷路器、刀閘時靠后臺機內的五防系統閉鎖,現場人工操作或維護操作時則靠另一套微機五防系統閉鎖。
2.2測量綜合自動化的電氣測量均按部頒《電氣測量儀表設計技術規程》(SDJ9—87)的要求選擇測量點及測量內容、測量精度。在主變220kV側增加電流方向接法相反的分時計量的脈沖式有功電度表和無功電度表各2只,供關口表用。
全站的電氣量測量除了通過監控主站及遠動主站讀取和記錄存盤外,在各元件的保護裝置上的液晶顯示器上也應能讀取有關的電氣量,主要是為了保證當網絡或監控、遠動主站退出運行時該站所有設備的測量仍能滿足安全運行。
2.3同期并列點和同期裝置220kV線路斷路器、220kV旁路兼母聯斷路器、110kV線路斷路器、110kV旁路斷路器、110kV母聯斷路器及主變220kV側斷路器、110kV側斷路器處設同期并列點,同期方式為集中式和分布式手動準同期,正常情況下采用就地監控計算機分布式手動準同期,當網絡監控、遠動主站退出運行時,上述各元件的同期并列操作應能在各自的保護屏處(或中央信號屏處)手動進行。
2.4中央監控設事故信號及預告信號。斷路器事故跳閘啟動事故音響,其它通道故障和裝置故障啟動預告音響,信息除了能在就地監控主站和遠動主站讀取及存盤外,還能在中央信號屏上讀取及記錄。各裝置的故障信號應能在各裝置上反映出來。
關鍵詞:機電一體化仿真容錯糾錯
一、引言
現代機電產品正朝著集成化、自動化、智能化的方向發展,有的機電產品對人的依賴性越來越小,發生故障根本不可能由人去維修,有的機電產品形成大系統,一旦發生故障可能導致重大事故,并造成巨大經濟損失。例如:美國發射的“勇氣”號火星車和“機遇”號火星車,在太空飛行半年之久,一旦有了故障靠人去診斷和維修是根本不可能的;2008年8月巴西一枚VLS-3型衛星運載火箭,在接受最后檢測時突然爆炸,導致現場21人被炸死,另有20多人身受重傷。
這些集成化、自動化、智能化的機電系統發生故障的隨機性很強,往往難以預料,但工程實踐表明除了少數突發故障以外,大多數故障是一個漸進的過程。如果早期發現,及時采取恰當的措施是完全可以防止的,機電產品容錯糾錯設計與仿真技術研究以及容錯技術的應用正是順應了這種需求。
容錯技術為提高系統的可靠性開辟了一條新的途徑。雖然人們無法保證所設計的系統各個構成環節的絕對可靠,但若把容錯的概念引入到機電產品,可以使各個故障因素對產品性能的影響被顯著削弱,這就意味著間接地提高了產品的可靠性。研究和應用容錯技術,對于保障機電系統運行的連續性和安全性,減少安全事故,提高現代機電產品的經濟效益和社會效益,具有非常重要的意義。
二、仿生硬件容錯研究現狀
隨著電路系統功能的復雜化,傳統的硬件容錯技術越來越不能滿足日益龐大的電路系統要求。為了提高系統可靠性,人們提出了動態地對故障進行自檢測、自修復的要求,并努力尋找新的容錯設計方法。早在20世紀50年代末,計算機之父馮•諾依曼就提出了研制具有自繁殖與自修復能力通用機器的偉大構想。
研究人員從自然界得到靈感,將自然計算(如進化計算,胚胎理論等)引入到硬件設計中從而形成仿生硬件(Bio-inspiredHardware,BHW)。仿生硬件的概念最初是由瑞士聯邦工學院于1992年提出的,雖然歷史不長,但其發展非常迅速,現在已經成為國際上的研究熱點之一。仿生硬件早期也稱為進化硬件(EvolvableHardware,EHW)。A.Thompson等人較早提出了EHW應用于容錯方面的想法。仿生硬件是一種能根據外部環境的變化而自主地、動態地改變自身的結構和行為以適應其生存環境的硬件電路,它可以像生物一樣具有硬件自適應、自組織、自修復特性。采用仿生硬件實現的容錯,不需要顯式冗余,而是利用進化本身固有容錯的特性,這種特性帶來的優勢是傳統方法通過靜態冗余實現容錯所不能比擬的。
三、仿生硬件的容錯技術新思路
基于仿生硬件的容錯研究,對建立借鑒生物進化機制的硬件容錯新理論、新模型和新方法,提高硬件系統的可靠性,具有至關重要的意義。
(一)胚胎型仿生硬件的容錯體系結構和容錯原理
仿生硬件可以分為進化型和胚胎型,其中胚胎型仿生硬件也稱為胚胎電子系統,是模仿生物的多細胞容錯機制實現的硬件。
胚胎型仿生硬件的容錯體系結構,主要由胚胎細胞、開關陣和線軌組成。開關陣根據可編程連線的控制信號完成開關閉合,控制線軌內各線段的使用。胚胎細胞包含存儲器、坐標發生器、I/O換向塊、功能單元、直接連線、可編程連線、控制模塊等。存儲器用于保存配置數據位串,并根據細胞狀態和坐標發生器計算出的結果,從配置位串中提取一段經譯碼后對胚胎電子細胞的換向塊和功能單元進行配置。坐標發生器根據每個細胞最近兩側(左側和下側)鄰居細胞的坐標為其分配坐標。I/O換向塊為細胞功能單元間的可編程連線提供控制信號。功能單元用于實現一個n輸入的布爾函數,用于實現所需的細胞功能。直接連線負責功能單元之間的相互通信。可編程連線傳遞控制信號控制開關陣。控制模塊完成細胞的工作狀態檢測、故障診斷、控制細胞冗余切換。
(二)胚胎型仿生硬件實現容錯的策略
為了實現對故障細胞的容錯,常用的容錯策略有兩種:行(列)取消和細胞取消策略,通過記錄有錯的單元位置,重新布線,用其他備用的單元來代替。
但是對于連線資源故障,這些策略并未給出相應的對策。在深入研究胚胎仿生硬件容錯體系結構的基礎上,本文提出一種針對線軌故障的容錯策略。
1.行(列)取消策略。在行(列)取消中,若一個細胞出錯,則它所在行(列)的所有細胞都將被取消,而該行(列)細胞的功能將被其上一行(右一列)的細胞所代替,即當一個細胞出錯時,細胞所在行(列)上移(右移)到一個備用行(備用列)來代替它當前的工作。
2.細胞取消策略。在細胞取消中,用備用細胞代替故障細胞分兩個階段。當某一行的出錯細胞數超過備用細胞數時,整行被取消,行細胞上移,用備用行取代出錯行的功能。
(三)胚胎型仿生硬件實現容錯的流程
胚胎型仿生硬件容錯的流程為:
(1)根據設計需求選擇器件,確定硬件設計方案;
(2)以電路結構及有關參數等作為染色體進行編碼,按照進化算法的進化模式對系統進行進化操作;
(3)一般以電路的功能與預期結果的符合程度作為個體的適應度。根據給定的輸入條件或測試集,通過基于電路模型的仿真測試或實測計算群體中的每個個體的適應度;
(四)胚胎型仿生硬件內部錯誤檢測機制
錯誤檢測是胚胎型仿生硬件實現容錯的前提,本文在此著重研究針對細胞故障的錯誤檢測機制。
基于細胞功能單元的三模冗余與多數表決器電路實現是硬件容錯常用的冗余容錯策略。
多數表決器判斷輸出多數細胞模塊的信號,但并不能判斷出具體哪個細胞出現了錯誤,也就沒法啟動對出錯細胞的重啟動或重構來修復該細胞。為了能檢測出錯細胞的具置,從而修復該細胞,進一步提高三模冗余的可靠性,需要設計相應的差錯檢測器。
參考文獻:
[1]高金吉,裝備系統故障自愈原理研究.中國工程科學,2009(5).
關鍵詞:CompactPCI熱插拔總線
在一般的應用電子系統中,若出現電路板硬件失效或軟件故障,通常都是先關閉系統電源再檢修或更換故障設備,這樣往往需要較長的停機時間。在一些可靠性要求非常高的高可靠系統中,不允許停機檢修和停機更換故障板或只允許很短的停機時間。例如在高可靠通訊、軍事應用電子系統中,一旦出現單板故障,要求在整個系統不停機的情況下允許帶電拔出故障板及插入備份板,這種系統通常叫做支持熱插拔系統或高可靠系統。熱插拔系統首先需要有一個支持熱插拔的系統平臺,還需要有支持熱插拔的單板。熱插拔系統都是采用無源背板總線平臺,在眾多的無源背板總線系統中,CompactPCI總線具有完整的支持熱插拔的規范,CompactPCI總線熱插拔系統應用最廣泛。本文重點介紹CompactPCI熱插拔單板的電氣設計技術要點。
1熱插拔技術概要
熱插拔即允許帶電拔插工作單板,其最基本的目的是要求帶電拔插單板而不影響系統運行,以便維修故障板或重新配置系統;熱插拔技術可以提供有計劃地訪問熱插拔設備,允許在不停機或很少需要操作人員參與的情況下,實現故障恢復和系統重新配置;熱插拔技術可以提供高可靠應用,當單板出現故障時,系統在不間斷運行的情況下自動隔離故障板。熱插拔系統的級別由低到高分為三種:基本熱插拔系統,它具有基本熱插拔要求的性能;完全熱插拔系統,它可以對熱插拔單板進行動態配置;高可靠系統,它利用高可靠平臺實現對硬件的更高級別的控制。
插拔有三個過程:物理連接過程,包括熱插入(在系統運行中插入單板)和熱拔出(在系統運行中拔出單板);硬件連接過程中,即系統在硬件層上的連接與斷開;軟件連接過程,即系統在軟件層上的連接與斷開。這些過程可以用一組狀態進一步描述,這些狀態雖屬于系統的不同連接層但彼此關聯,如圖1所示。例如,當物理連接層不存在時,硬件連接層就不能產生電氣連接;當單板從運行中的系統拔出時,軟件連接和硬件連接自動斷開。在圖1中:
P0:單板未安裝到系統,處于系統隔離狀態。
P1/H0:單板已經插入槽位,所有的針都連接上,但沒有上電,CompactPCI總線沒有激活。在這一點,物理層處于P1狀態,硬件層處于H0狀態。
H1:單板上電初始化后連接到CompactPCI總線。
H1F:單板被命令上電、初始化,但是失敗,或者單板檢測到故障從CompactPCI總線斷開。這塊單板不適合插入從CompactPCI總線。
H2/S0:單板上電,但CompactPCI總線只能訪問配置空間。此時,配置寄存器還沒有配置好。在這一點,硬件層處于H2狀態,軟件層處于S0狀態。
S1:系統已經配置好單板。
S2:必需的軟件(驅動器,等)加載完成,單板可作系統和應用軟件使用。但所有的操作都沒有開始。
S2Q:此狀態同S2,但不允許進行新的操作,單板處于靜止狀態。
S3:單板加入系統,已經正常工作。
S3Q:軟件完成當前操作,但不允許啟動新的操作,此時單板處于靜止狀態。
2CompactPCI熱插拔單板的典型結構
CompactPCI單板必須包括一個CompactPCI總線接口器件,CompactPCI總線與PCI總線的接口邏輯和時序完全相。PCI總線接口器件常用的有AMCC公司的S5920、S5933,PLX公司的PCI9052等,或者使用FPGA內部的PCI邏輯核(core)。當然,也可以是接口器件和應用邏輯器件合二為一。CompactPCI熱插拔單板的典型結構如圖2所示。J1、J2是標準的2mmHM型接插件,這是CompactPCI熱插拔規范規定的,CompactPCI單板就是通過這兩個接插件連接到CompactPCI系統平臺的。其中,連接CompactPCI總線的J1接插件的針是長短分級的(stagedpin),即分為長針、短針、中長針。長針是一些電源針,最短的針是BD_SEL#和IDSEL,其它總線信號是中長針,而J2都是中長針。
3CompactPCI熱插拔單板的物理連接過程
CompactPCI熱插拔單板的物理連接過程都是相同的,如圖3所示。物理連接過程是從單板插入導軌開始,到最短的針BD_SEL#連接上為止;拔出過程則相反。
物理連接過程是一個機械連接過程。在機械連接的過程中,插入單板,首先進行靜電放電,然后進行預充電,等預充電完成后總線信號針才能連接,最后是BD_SEL#連接上;拔出過程則相反。
靜電放電條是為了保護熱插拔單板在帶電拔插過程中免遭靜電損壞。預充電過程是為了減小熱插拔單板在拔插單板過程中對總線信號的沖擊(電容效應)。
4熱插拔單板的電氣設計技術要點
CompactPCI熱插拔單板的電氣設計必須滿足熱插拔規范《CompactPCIHostSwapSpecificaiton》的要求。要保證在拔插單板時,不能對CompactPCI總線產生較大的沖擊,不能影響CompactPCI總線上數據傳輸的正確,必須從如下幾方面進行考慮。
4.1靜電放電
熱插拔單板,在帶電拔插過程中,為了保護單板免遭靜電損壞,必須進行靜電放電。因此必須在單板上設計放電條,在CompactPCI機箱的插槽上有放電導軌。這樣,在插入前,先進行靜電放電;在拔出前,也先進行靜電放電。
在熱插拔單板的PCB的最外層的下端設計三個放電條:strip1、strip2、strip3。例如,對于標準的CompactPCI后面板插件(高度233.5mm,長度80mm),應設計的三個放電條的長度分別為20mm、27.5mm、20mm,高度為1.5mm。其中,strip3與機殼直接相連,strip1與strip3之間跨接10MΩ電阻,strip2與數字地通過10MΩ電阻連接,如圖4所示。插入時,Strip1首先與放電導軌接觸,其次是strip2,最后是strip3;拔出時則相反。
4.2預充電
熱插拔規范《CompactPCIHotSwapSpecification2.1》規定,熱插拔單板在拔插單板過程中,為了減小對總線的沖擊(電容效應),必須對單板的總線信號進行預充電,使CompactPCI接插件的插針點的預充電電壓達到1.0V(±0.2V)。插入單板時,在CompactPCI總線信號線連接上之前,使單板上的CompactPCI總線信號預充電至1.0V左右,這樣在總線信號線連接上的瞬間,沖擊很小;拔出單板時,在CompactPCI總線信號線斷開之前,使單板上的CompactPCI總線信號預充電至1.0V左右,這樣,在總線信號線斷開的瞬間,沖擊很小。
單板上需要進行預充電的CompactPCI總線信號,即接插件J1、J2與CompactPCI接口器件連接的信號,包括:AD0~AD31、C/BE0#~C/BE3#、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#、RST#,AD32~AD63、C/BE4#~C/BE7#、REQ64E、ACK64K、PAR64,需要預充電至1.0V左右。
單板的預充電是從長針5V電源取電,再經過電壓轉換得到預充電電壓Vps。
需要預充電的信號,經過較大的電阻Rp上拉至Vps預充電電壓(見圖5)。選擇Rp阻值的原則是,Rp的最大值應該保證Vps在5ms內,使需要預充電的信號在接插件插件處達到理想充電電壓1.0V的80%;Rp的最小值應該保證PCI設備的管腳在高低電平時的漏時流不致過大,上拉電阻Rp一般不能小于10kΩ。
INTA#、INTB#、INTC#、INTD#/REQ#/PCI_RST#等信號通過10kΩ電阻上拉至PCI接口設備的工作電源電壓(5V或3.3V)。BD_SEL#經過10kΩ電阻下拉。
4.3串聯匹配
為了減小單板上的CompactPCI總線的信號線分支(stub)對總線的影響,必須對總線信號進行串聯電阻匹配。PCB的布線特征阻抗應設計為65Ω±10%,匹配電阻阻值為10Ω。需要加串聯匹配電阻的信號包括:AD0~AD31、C/BE0#~C/BE3#、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#、RST#、AD32~AD63、C/DE4#~C/BE7#、REQ64#、ACK64#、PAR64以及INTA#、INTB#、INTC#、INTD#。
4.4信號線長度限定
根據CompactPCI規范的要求,單板的預充電、串聯電阻的Stub的長度必須按圖5所示進行限制(PCB的布線特征阻抗應設計為65Ω±10%)。Stub的長度越短,對CompactPCI總線的沖擊越小。在單板上,對預充電的信號,從接插件J1或J2到CompactPCI接口器件管腳,總的信號線長度應小于38.1mm,其中,從接插件插針到串聯電阻的PCB連線長度應小于15.2mm。
預充電電阻的Stub長度最好是零,最長不能超過2.5mm。
4.5濾波電容大小的確定
熱插拔單板的預先電源(earlypower,不受控電源),在拔插單板時一直存在。在熱插拔單板上,直接連接在電源管理的未充電電容,在單板插入過程中,會產生較在的浪涌電流,若電流過大,會導致接插件的燒損。為了濾波,通常在電源的接插件處都接有一濾波電容。因此,為了減少拔插過程的浪涌電流,必須限制濾波電容總量。根據熱插拔規范的規定,對預先電源層電容總量的限制要求如下:
5V、3.3V、V(I/O)的電源層,電容總量不能超過8.8μF。
【關鍵詞】變電二次設計;細節問題;分析;對策
近些年我國的電力系統發展迅猛,二次變電技術的發展也很快,微機型繼電保護裝置和綜合自動化系統不斷完善和發展,都給變電二次設計的發展帶來了很多方便。電站中的二次部分的作用主要是對一次部分進行調整和實時檢測,并分析運行中可能會發生的故障和安全隱患,是電力系統的保護環節,最近由于設計過程中對一些細節重視不夠或考慮不周,變電系統的事故時有發生,這就要求我們以嚴謹的態度和扎實的設計知識來進行二次設計,注重一切細節,來滿足日益完善的電力系統的發展需求。
1變電二次設計的內容
1.1母線電壓的切換作用
在采用雙母線接線方式接線的變電站中,母線側有隔離鍘刀閘,刀閘的輔助接點對每一個相應的間隔保護需要的直流電源還有二次母線電壓都進行二次切換。若刀閘的輔助接點出現諸如接觸不良等故障,會使間隔保護失電,從而造成間隔保護發生誤動作產生嚴重的后果。我們可以用雙位置繼電器來替代電壓切換箱里面的切換繼電器,這樣就從根本上杜絕了此類故障的發生。雙位置繼電器的工作原理是當一個母刀閘輔助接點接觸不良,造成動作線圈失電的時候,另一個母線的輔助點不會返回,這就保證了母線刀閘的間隔保護不會失電,也就阻止了間隔保護誤動作的發生。
1.2變電站的后臺系統
過去,后臺監控設計在變電站綜合自動化系統設計中分量較輕,沒有受到人們的重視,這就使電纜線,監控機的選擇方面,監控線路的布置等方面漏洞百出,留下安全隱患。由于檢測控制設備都工作在強電磁環境之中,而且變電站的很多數據都處于時刻變化的過程,檢測控制設備要始終對這些數據進行分析和處理,并且要求檢測設備精確快速的處理這些數據,所以在進行后臺監控設計的時候,我們要以使設備穩定運行作為主要的設計目的。為了保證設備安全穩定的運行,我們要為臺監控機提供穩定的不間斷的電源。在電源的設計上我們采用交直形式,就是使電源有兩路的輸入,兩路互為補充,互為保護,當一路斷開時,另一路可以迅速補充供電。這樣就使站用電流的波動性減小,從而消除諧波干擾。
1.3零序保護作用
在高電壓等級系統中的絕大多數故障都是單相接地故障。零序電流保護是一種最常見的線路保護方法,因為在故障發生時,零序電流保護可以迅速地切除單相接地故障。目前我國一般采用由零序電壓3U0和零序電流3I0來組成零序電流保護中的方向元件。這種方向元件可以起到很好的零序保護作用。
2變電二次設計中應注意的細節問題
2.1二次寄生回路問題
在變電二次設計中,有一些問題往往被忽略,比如一個獨立保護的專用端子與另一個獨立保護回路是不可以相互連接的,不可以讓直流正、負電源直接引入等等。在獨立的保護裝置之中,若在該保護之中的直流回路不都來自該保護的情況下就不會對運行過程造成太多的影響,可是如果有運行缺陷需要處理時,比如要打開二次接線,就會改變二次回路中的電阻分配,這就會產生一個二次寄生回路,這個二次寄生回路會使保護發生誤動作。所以在專用的電源端子設計中,要確保有充足的端子排。對于那些實行不同端子進行保護的供電系統,還有擁有不同熔斷器的供電裝置在直流回路之間都不允許有任何的聯系,保護裝置只能使用其內部的電源,只允許無源回路與其外部回路相連,這樣才可以避免產生二次寄生回路損壞電源。
2.2二次電纜問題
在二次變電中,包括二次強電和二次弱電,110V的直流電源和220V的直流電源稱為二次強電,24V以下的直流電源稱為二次弱電。若強電回路和弱電回路之間連電就會釀成嚴重的事故,所以要加強裝置的抗干擾能力,不要設計過多的電容量,微機型二次裝置的發展,也給裝置的抗干擾能力提供了保障。全站等效電容在直流電源回路中十分重要,若控制不好就有可能使交流回路傳入直流回路。所以我們在設計過程中一定要注意強弱電回路和交直流電回路之間存在的干擾問題。還要在微機保護設備上加裝抗干擾的電容器,以減少電磁干擾。在電纜方面要注意強弱電,交直流電不能使用同一條電纜進行傳輸,在端子的排列中要加以隔離,保護裝置中的電纜要使用屏蔽電纜。這樣就解決了二次電纜的問題。
2.3典型設計回路問題
在變電二次設計領域中,通過前人的實踐,已經積累了很多的設計線路,也就是俗稱經典的設計回路。這些經典的設計回路經過了實踐的推敲,十分寶貴,但是隨著社會的發展和科技的進步,有一些原來的設計顯得陳舊,不合時宜,所以它們需要根據現在的綜合自動化系統和一些先進的設備來作修改和調整,比如說變壓器的過流閉鎖有載調壓回路,原來我們怎么實現調壓閉鎖呢,就是把過流保護電流繼電器的常閉接點接到有載調壓操作的公共回路中去,當有過量的電流經過變壓器時,會引起過流繼電器發生動作,斷開了常閉接點,這就完成了過流閉鎖有載調壓的全過程。可是現在小型的過流閉鎖調壓繼電器和集成塊式繼電器的普及改變了常規意義上的接點,這些由光電隔離器形成的接點的斷弧容量偏小,經常會發生繼電器燒損的情況,所以我們就安裝一個小型的直流接觸器,這既彌補了小型化繼電器接點短弧容量小的缺點,還防止了交流回路直接連進微機保護裝置引起的電磁干擾,通過這樣的修改,我們就可以解決該問題。
3結束語
在變電二次設計中,我們在把握大方向的情況下還要注重細節,俗話說的好,細節決定成敗,這對于變電系統更加適用,往往事故就發生在細節方面,細節不把好關,會影響主體,甚至會釀成災難,所以對于變電二次設計,我們必須不遺余力,一絲不茍的完成和完善每一個細節問題,保證我國的電力系統的安全,為我們國家的現代化建設提供可靠的電力保障。
參考文獻:
[1]唐純華.有關變電站二次回路及繼電保護調試技巧分析.[J].中國高新技術企業,2011(02).
項目業主經常在機電設備工程實施前期咨詢(如生產工藝選擇、成本預測、生產設備的選型、招標書審查、招標、評標、定標及合同談判等)所聘請的專業技術人員或專家,在工程實施后期則采用自行管理的工程管理模式。這種管理模式經常造成前靠設計商,后靠設備生產商,整個過程都依靠合同另一方的后果。專家提咨詢意見供參考,接不接納看項目業主,最后還是看設計商。項目業主后期采用的自行管理模式,配備的技術人員重專業技術而輕工程管理,在合同執行過程中重視單體質量,重視局部質量,輕總體配合,輕目標與目標之間的協調,最后造成所有目標都只能靠設備承包商自身來保證。可見,無論是采用專家咨詢方法還是采用自行管理模式都無法控制機電設備工程的建設目標。要控制工程的建設目標,就必須引入工程監理。工程監理就是對目標進行控制,監理工程師的任務是通過定期檢查,把計劃目標與實際值進行比較,發現偏差就采取控制措施,通過對各方面的科學調整,確保工程目標始終處于最優狀態。從機電設備工程管理各階段的任務可以看到,無論是工程的實施前期還是實施后期,都存在工程目標的管理,而且各個目標都是相互制約的,對目標的控制應采取跟蹤檢查,定期取樣,定期與計劃目標進行比較的監理手段。因此,機電設備工程引入全過程監理是必要的。
二、機電設備安裝工程全程監理的主要任務
2.1全程監理設計標書。工藝選擇和設備選型是一個集專業技術、成本經濟、環境技術、信息管理技術于一體的綜合管理過程,對機電設備工程建設的投資目標、工期目標、最終質量目標影響最大。設計商作為工藝設備選型方案的承包商,與項目業主存在合同關系,作為合同的承包方有其自身利益所在,因此對設計商的整個設計過程、設計結果都應根據設定的投資、工期、質量目標對設計方案選用的可行性(事前),設計的合理性(事中)及方案執行的有效性(事后)進行控制,以保證各目標在設計過程中受控。
2.2組織論證。工程招標書是實現工藝選擇、延續設備選型的關鍵階段,其編寫的質量關系到各投標商能否盡其所能提供技術先進可靠、費用合理、工期合適、運行費用相對較低的產品的關鍵環節。因此,項目業主必須對設計商提供的方案組織有關技術人員或專家對其進行審查論證。對招標書編寫單位的選擇、編寫過程所采用信息資料及其搜集渠道的控制、標書的最終審查等是關系到工程的招投標、評標、定標、合同談判以及最終授予合同的成敗過程。
2.3設備制造監理。設備設計與制造是機電設備工程實施階段的實質性執行過程,對設備承包商控制的依據包括設備承包合同、現行技術標準、規范等。設備承包合同中的技術規格書只能作為較詳細的設備設計任務書,合同中包括的圖紙也只是總體工藝、設備總圖、總布局等,真正體現設備質量還是設備的詳細設計。對設備詳細設計過程的控制牽涉到工藝材料選擇、加工工藝選擇、各系統的匹配程度復核、結構合理性復核、電氣及控制設計適用性、可靠性復核、工藝設備間接口復核以及信息交流等各環節的控制。
2.4現場安裝調試階段是建設工程完成建設期的最后階段,具有工期緊、各方面協調關系復雜等特點。設備的安裝質量是保證設備調試能否正常運行的關鍵。按安裝施工技術、廠內拼裝資料制定并執行的安裝調試施工工藝設計進行安裝調試,以保證其質量與工期目標的實現。對設備的調整、現場開箱、就位、預調試、設備接口處理、參數檢驗、及時審查有關整改方案等安裝過程,對設備運行過程有關參數記錄、調整情況記錄等調試過程進行控制,以保證設備的安裝調試全過程處于受控狀態。
三、機電設備安裝監理的目標控制內容
機電設備安裝工程監理的三大目標工作原則為:以工程質量控制為前提和基礎,對工程質量、進度、投資進行施工全過程和全面的動態控制;要以預防控制為前提和基礎,加強對工程三大目標的過程控制。在三大目標控制中,要把質量控制和進度、投資控制緊密結合起來。監理工程師將采用事前、過程、結果及信息反饋的動態控制方法,對工程建設目標實施全過程控制。
3.1質量控制。機電設備安裝工程質量控制的目標是實現設計及合同規定的質量標準和水平,監理的主要職責是采取有效措施對工程質量嚴格檢查、監督和控制,以保證質量目標的實現。①承包商的監督、管理。質量控制是監理工程師在施工階段一項最經常最繁重的工作,必須對承包商的各個施工階段嚴格做到事前審批、事中監督、事后把關。將從以下幾點嚴格把關,對承包商進行監督、管理,以保證機電設備安裝工程項目“達標投產,建精品工程”的要求:審查開工條件;審查承包商組織機構和工作人員;根據招投標文件和合同有關規定審查承包商選定的分包商;對承包商的施工組織設計與施工技術措施設計以及全面質量管理保證體系等進行嚴格審查;對承包商的施工機具、設備等進行檢查;組織有關單位對設計圖紙、制造廠家提供的設備、安裝說明書和技術標準等向承包商進行交底。②建立機電設備工程監理部的質量監控體系,審查承包商的質量保證體系,形成完善的質量管理體系,即建立質量檢驗工作制度;制定質量檢驗工作程序;嚴格把好事前技術報告審批關;審核承包商提交的施工組織設計和施工技術措施設計;審查承包商的《質量保證手冊》,審核承包商提交的反映工程質量動態的統計資料或圖表;審核設計變更和圖紙修改文件;審核有關工程質量事故處理報告;審核有關應用新材料、新技術的技術鑒定報告等;進行現場跟蹤檢查。
3.2進度控制。監理工程師對進度控制主要職責是采取有效的監理措施協助業主對工程進度進行動態控制。安裝單位應根據合同規定的內容和工期,編制安裝總進度計劃及安裝進度網絡圖報監理部審批。經批準的安裝進度計劃及網絡圖,作為控制工程進度的依據。施工進度控制的主要任務:工程開工,對承包商的施工總進度進行細致嚴格審批;組織或參加各種會議對進度進行協調對按合同規定應由業主提供的施工條件進行落實,必要時向業主提出建議;對承包人提出的合理的工期索賠進行客觀公正的處理。
3.3投資控制。施工階段監理工程師對工程投資控制主要工作內容包括:協助業主編制投資控制目標和分年度投資計劃;審查承包商提交的資金流計劃;按照合同規定進行現場計量和簽認;嚴格審核承包商的月計量報告,簽發工程款支付憑證,建立支付臺賬,及時與工程量報價單和批準的資金流計劃進行對比,發現偏差立即分析原因并報告業主;嚴格審查并確定新增項目和變更項目的單價,當業主有要求時,報業主批準;根據業主授權確定并嚴格控制工程變更的費用;盡可能向業主提供節約投資的設計、施工等優化方案;制定避免或減少費用索賠措施;受理索賠申請,按照合同文件進行索賠調查和評價,確定進度延期賠償或應支付給承包商的趕工費用供業主審批。認真做好“材料差價”和“費用補差”的審核工作;編制工程完工后的最終計量支付報告;協助業主編制竣工決算報告。
3.4合同管理。施工階段監理工程師對工程承包合同管理的主要內容包括:全面管理工程承包合同,對合同條款負責解釋;對承包商選擇的分包單位資格及分包項目進行審查提議;協助業主與設計單位簽訂設計文件和施工圖供應協議;受理索賠申請,進行索賠調查和評價;協助業主進行有爭議的談判;依據業主授權處理合同變更事宜,當發生重大工程變更時,報業主批準后實施。
3.5信息管理。按國家有關規定做好信息資料歸檔保存工作,收集工程資料和監理檔案并按有關檔案管理或業主的要求進行整編,待工程竣工驗收前或監理服務期結束退場前移交給業主;建立例會制度,整理好會議紀要;建立完善的各項報告制度,規范各種報告或報表格式為項目監理提供技術、管理方面的信息。
3.6安全生產。審批承包商的專職安全管理人員的資格,檢查、督促承包商建立安全工作保障體系,制訂各項規章制度,完善安全防范措施。定期召開安全例會,檢查總結安全工作,參加重大安全事故調查,并協助業主審查有關單位提出的事故報告;開展安全宣傳教育,加強現場各類人員的安全意識。
3.7設備管理。機電設備的質量控制是安裝質量控制的前提。因此,機電設備到貨驗收是一項很重要的工作。參加驗收的監理工程師要嚴格按合同規定的數量質量進行驗收,質量不合格的設備決不能入庫。因此,監理工程師要有高度的責任心和良好的職業道德,有豐富的實踐經驗,才能擔此重任,為保證設備安裝質量控制打下堅實的基礎。
四、做好設備安裝監理工作要點
4.1深刻領會設計文件
作為監理,受業主委托對工程進行監督管理,要完滿的完成監理合同中業主授權委托的任務,監理工程師必須深刻領會設計文件、圖紙的設計意圖,這是監理預先控制的一項重要工作。只有熟悉圖紙,了解工程特點、工程關鍵部位的安裝方法、施工要求,掌握對重要材料、構配件和設備的要求,才能督促安裝單位按圖保質保量施工。
4.2高度重視圖紙會審
工程質量主要取決于設計質量、材料設備的質量和施工質量。所以圖紙會審是保證工程質量的重要環節。安裝工程監理工程師除應熟悉和掌握國家規范、強制性規定外,還應熟悉地方法規和規范。要想能指出施工圖的不規范之處,就要求監理工程師對設計、施工過程中的強制性規定非常熟悉。由于審圖時,是各專業分開審查,不易綜合考慮,所以在施工前的最后一關———圖紙交底、會審,一定要把問題發現,請設計部門修改。必要時請原審圖部門重新審核。安裝工程圖紙會審時,常見有以下幾個問題,安裝監理工程師一定要注意。一是與土建施工圖不統一,在圖紙會審時,由于專業分工,監理工程師常常只是熟悉各自的專業施工圖,忽略了水電安裝與土建施工圖的比照,從而給以后施工過程中留下隱患。這其中比較重要的有以下幾個問題:給排水、消防、空調工程中立管的位置是否影響門、窗的安裝和使用功能;水平管的坡度是否受到層高、門洞大梁的限制;消防噴淋頭、煙感在公共部位的位置是否合理;生活水管與消防水管的標高是否合理,是否會發生管子打架的現象;電纜橋架的走向是否合理,平行;地下室出墻洞的預留位置是否合理等。二是設計圖紙的不規范,有些安裝工程的圖紙可能不是原創,而是經其他圖紙修改來的,在更改過程中忽略了強制性規定。同樣,如上訴工程,由于設計與土建脫節,空調管線布置不當,導致冷凝水的排放立管在走道的門邊,影響美觀,更無法施工。同時,瀉水排向一頭,而不是兩頭向中間排,由于大梁的限制,導致冷凝水管的瀉水坡度無法達到規范要求。另外,由于圈梁很高,致使空調管道從走廊進入兩邊辦公室時,不得不降低高度(同時走廊內還聚集了強、弱電橋架、吊頂龍骨等)這樣又影響了走廊的吊頂高度,致使采光和裝潢效果受到影響。三是設計圖紙中的不盡人性之處,建筑物最終是讓人來使用的,但在結構設計方面,設計師更多的是考慮安全第一,而照顧使用上的人性化是有限的。因此在安裝施工過程中,應盡量的滿足用戶的使用方便、行為習慣、地方特點等要求。比如插座的分配,電話和電視插孔的位置應根據房間的形式、大小,在一般常規情況下作出合理布置,而不是僅僅考慮施工方便,隨意布置。
4.3施工過程中加強巡查、平行檢查
實際工作中,由于安裝工程的特殊性,一個單位工程中,安裝監理人員的工作量要比土建監理少很多,而且還有時段性。因此,往往是一個安裝監理工程師同時監理幾個單位工程,在現場巡查的時間相對較少,這就容易造成對工程情況了解不及時,不詳細的后果,事前控制的工作做不到位。因此,安裝監理工程師要經常到現場多看,多了解工程的進展、計劃,對重點部位、重點工序、重要材料進場等嚴格把關,并要求施工單位加強對工人的技術交底,及時發現問題,解決問題,減少不必要的浪費、返工,確保工程質量符合要求。
參考文獻:
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關鍵詞:功率放大器匹配增益
數字電視地面廣播技術采用數字壓縮技術,在同樣清晰度和音質情況下,用戶可以接收的節目數量提高4~6倍。同一信道中,可同時傳輸附加數據和其他信息,且抗干擾能力強,覆蓋區域內近場和遠場的接收效果幾乎相同,因此,數字電視受到了廣泛的關注。
歐美一些國家對數字電視技術的研究較為深入,已研制出了性能完善的數字電視信號發射機。我國數字電視技術的研究起步相對較晚,還處在實驗階段。為降低成本,數字電視發射機的國產化是我國廣播電視行業發展的必然趨勢。
功率放大器是數字電視發射機中的重要組成部分。通常情況下,數字電視發射機中的信號經COFDM方式調制后輸出中頻模擬信號,通過上變頻送入放大部分。該調制方式包括IFFT(8M)和IFFT(2M)兩種模式,分別由6817和1705個載波組成。每個載波之間的頻率間隔非常近,所以交調信號很容易落在頻帶內,引起交調失真。數字電視的發射機較傳統類型,在線性度、穩定性等方面有著更高的要求。對發射機中的功率放大器要求必須工作在較高的線性狀態下,增益穩定。
發射系統的放大部分分為激勵和主放大電路。其中激勵部分為寬帶功率放大器,為確保地面數字電視傳輸的正常穩定,需要具有良好的穩定性和可靠性,其工作頻段在470MHz~860MHz,工作狀態為AB類;要求增益大于10dB,交調抑制小于-35dB,噪聲功率密度大于130dBc/Hz。本文采用最新的LDMOSFET器件,及平衡放大電路結構?熏設計數字電視發射機中的驅動級功率放大器,經過優化和調試,滿足系統要求。
圖2輸入匹配網絡拓撲圖
1功率放大器設計
1.1功率放大器的放大芯片選型
本文采用摩托羅拉LDMOSFET器件MRF373作為功放的放大芯片。該芯片在線性、增益和輸出能力上相對于BJT器件有較大的提升,使發射機的可靠性和可維護性大大提高。與傳統的分米波雙極型功放管相比,LDMOSFET具有以下顯著優點:
·可以在高駐波比(VSWR=10:1)情況下工作;
·增益高(典型值13dB);
·飽和曲線平滑,有利于模擬和數字電視射頻信號放大;
·可以承受大的過驅動功率,特別適用于DVB-T中COFDM調制的多載波信號;
·偏置電路簡單,無需復雜的帶正溫度補償的有源低阻抗偏置電路。
圖3輸出匹配網絡拓撲圖
LDMOS制造工藝結合了BPT和砷化鎵工藝。與標準MOS工藝不同的是,在器件封裝上,LDMOS沒有采用BeO氧化鈹隔離層,而是直接硬接在襯底上,導熱性能得到改善,提高了器件的耐高溫性,大大延長了器件壽命。由于LDMOS管的負溫效應,其漏電流在受熱時自動均流,而不會象雙極型管的正溫度效應在收集極電流局部形成熱點,從而管子不易損壞。所以LDMOS管大大加強了負載失配和過激勵的承受能力。同樣由于LDMOS管的自動均流作用,其輸入-輸出特性曲線在1dB壓縮點(大信號運用的飽和區段)下彎較緩,所以動態范圍變寬,有利于模擬和數字電視射頻信號放大。LDMOS在小信號放大時近似線性,幾乎沒有交調失真,很大程度簡化了校正電路。MOS器件的直流柵極電流幾乎為零,偏置電路簡單,無需復雜的帶正溫度補償的有源低阻抗偏置電路。
1.2電路結構選擇及比較
小信號S參數可以用于甲類放大器的設計,也就是要求信號的放大基本限制在晶體管的線性區域。然而,涉及到大功率放大器時,由于放大器工作在非線性區,所以小信號通常近似無效。此時必須求得晶體管的大信號S參數或阻抗,以得到合理的設計效果。
一般說來,甲類工作狀態失真系數最小,具有良好的線性度。但是在大功率應用情況下,由于甲類工作狀態的效率低(50%)而不適用。采用甲乙類推挽放大器的電路形式,可以得到與甲類放大器相近的線性指標。
推挽電路形式由兩個獨立且無任何內部連接的單管放大器構成,通過兩個巴倫進行功率的矢量分配與合成。由于巴倫本身具有變阻的特點,因此大大降低了變阻比帶來的阻抗匹配的困難,且巴倫對于偶次諧波具有很好的抑制作用。但是由于巴倫兩邊間隔過小,兩路相互影響較大,所以應用巴倫結構的放大器穩定性較差,且該電路的輸入和輸出駐波比較差。
本文采用平衡放大器的形式,結構如圖1所示。其工作原理與巴倫結構的電路相似,但是由于3dB電橋的應用,使得兩路射頻信號之間隔離較好,有利于兩個端口的匹配。相對于單管放大器結構,其優點如表1。
表1平衡放大器與單管放大器特性比較
特性平衡放大器單管放大器
輸入輸出反射好較差
噪聲特性較好較差
長期穩定性好較差
元件離散性對放大電路影響
較小較大
1.3匹配網絡設計
由于MRF373沒有提供內匹配,所以要在放大電路中構建匹配網絡。數字電視反射系統中的放大電路工作在470MHz~860MHz,需要在寬頻帶范圍內實現阻抗匹配。寬帶放大器匹配電路設計的基本思想是:在放大器的輸入輸出及級間都采用電抗匹配網絡進行多級阻抗變換。該網絡只起匹配作用,不額外損耗功率,可以保證最大的傳輸系數,對器件特性起均衡作用,并可以滿足系統所需要的帶寬要求。
使用器件的IV曲線或者通過輸出功率、工作電壓等參數可以確定負載RL。為使輸出功率最大,用RL表示器件的內部漏極負載,以此作為輸出匹配電路的目標。如果一個網絡對一個復阻抗有最佳匹配,則網絡的輸出阻抗等于負載阻抗的復數共軛值。現在的負載阻抗是純實數RL,所以最佳輸出匹配電路反映到器件漏極負載的阻抗是RL的復數共軛值,即:
RL=(VDD-VDS(sat))2/2P
其中VDD是工作電壓,VDS(sat)是拐點電壓,P是輸出功率。
根據上式可以算出,MRF373的RL大約為6Ω。
本文中的放大電路采用分離元件和分布參數元件混合使用的方法。由于電感比電容有更高的熱損耗,所以在此類電路中通常避免使用電感,而使用高阻抗的傳輸線代替。混合類型的匹配網絡通常包括幾段串連的傳輸線以及間隔配置的并聯電容。該放大器的輸入匹配部分采用了四節連阻抗變換,輸出匹配采用五節連阻抗變換的混合電路形式。輸入、輸出匹配網絡拓撲圖如圖2、圖3所示。
2電路優化與仿真結果
由于數字電視發射系統要求放大電路必須工作在線性放大狀態,可以用小信號S參數法分析。借助器件廠商提供的小信號S參數文件,可以用ADS對整個電路進行小信號S參數仿真,得到小信號增益、端口匹配、隔離及穩定因子K。表2為MRF373在(Vce=26V、Ic=500mA)下的S參數。
用ADS進行電路仿真并不能達到設計要求,需在此基礎上進行電路優化。當只有小信號S參數作為模型來設計功率放大器時,電路優化的步驟一般為:首先盡可能以RL(相對最大輸出功率的負載電阻)匹配為目標,優化和確定輸出匹配電路元件值;然后再優化輸入匹配電路的元件值,改善增益和輸入匹配電路。需要注意的是:在優化前,必須得到盡可能完整的輸出電路模型,然后在工作頻率下對其優化,達到與RL的最佳匹配。圖4為放大電路的仿真結果,圖5為電路最終優化結果。
本文以某電子儲存類產品的生產廠房的設計為例,對電子廠房的接地做一探討。該廠房的生產設備有很多是微電子設備,這些設備的特點是工作信號電壓很低(一般只有10伏左右),抗干擾能力差,對防靜電的要求高,車間內有IT信息中心及網絡生產管理,所以接地在該項目中具有重要的作用。其接地系統根據用途具體可分為電源系統接地、電氣保護接地、防靜電接地、信息系統的接地、電子設備接地、防雷接地幾個種類。
1、電源系統接地:
該工程由兩棟三層主廠房、辦公樓和食堂等附屬建筑物組成,雖然建筑面積達數萬平方米,但建筑群體相對集中,所以在設計中優先考慮TN-S系統。變壓器中性點接地,系統的保護線與中性線完全分開,這種方式對供電、保護、經濟合理性等均十分有利,其選擇原則與常規建筑一致,這里不再贅述。對于傳達室等距離主體建筑較遠的零星建筑單體,采用帶PE線的五芯電力電纜予以供電,距離超過50米以上的建筑須按規范要求重復接地。
2、電氣保護接地采用TN-S系統時,電氣設備不帶電的金屬外露部分與電力網的接地點采用直接電氣連接。
當帶電相線因絕緣損壞碰設備外殼時,通過設備外殼構成該故障相對地線的單相短路。利用很大的短路電流,使線路上的保護裝置(如熔斷器、低壓斷路器等)迅速動作,切斷電路,從而消除人身觸電危險。在電子生產廠房中,生產流水線上設備密集,且多為金屬外殼的用電設備。若保護接地不到位或不符合要求,在發生接地故障時,很容易引起工作人員觸電危險。因此,保護接地問題不容忽視,無論在設計過程還是施工過程中,都應切實地把保護接地落實到位。應進行保護接地的物體主要包括:變壓器、高壓開關柜、配電柜、控制屏等的金屬框架或外殼;固定式、攜帶式及移動式用電器具的金屬外殼;電力線路的金屬保護管或橋架、接線盒外殼,鎧裝電纜外皮等。保護接地的連接線可采用扁鋼或銅導線,要求形成可靠的電氣通路。等電位連接是各類建筑物電氣設計中一項不可缺少的工作。等電位連接有總等電位連接和局部等電位連接兩種。所謂總等電位連接是在建筑物的電源進戶處將PE干線、接地干接、總水管、總煤氣管、采暖和空調立管等相連接,從而使以上部分處于同一電位。總等電位連接是一個建筑物或電氣裝置在采用切斷故障電路防人身觸電措施中必須設置的。所謂局部等電位連接則是在某一局部范圍內將上述管道構件作再次相同連接,它作為總等電位連接的補充,用以進一步提高用電安全水平。在電子廠房內,各個部位的電位都相等,可以保證建筑物內不會產生反擊電壓,同時可以降低雷電電磁脈沖產生的干擾。
3、防靜電接地:
>靜電主要由不同物質相互摩擦而產生,在電子廠房生產過程中,靜電所造成的危害是多方面的。首先,該工程中很多設備及儀器對靜電電壓比較敏感,靜電會影響其正常工作甚至出現錯誤;其次,由靜電產生的高電壓會引起人身觸電;另外,當靜電嚴重時可能會引起火花放電,嚴重的會造成火災事故。
為了消除靜電所產生的危害,就必須采取措施。消除靜電的方法很多,但最簡單和最有效的辦法是采取接地措施。該電子生產廠房中,對所有會產生靜電的設備都應保證可靠接地。為了防止積聚在設備和人身上的靜電荷達到危險電位,在主要生產場合采用了防靜電地坪。這類地坪在的防護材料中,分布有銅線構成的網絡,這些金屬網絡彼此形成電氣通路,用于防靜電地坪的靜電傳導。作為電氣設計配合,應在防靜電地坪所在空間的建筑柱上,適當預留接地端子。在地坪敷設完畢后,將防靜電地坪內的金屬線與該接地端子相連。另外,接地端子須通過柱內主筋與接地極連通,以使靜電通過接地端子沿柱內主筋流向接地極
4、信息系統的接地
本工程設置綜合布線系統,在辦公樓設有一個IT信息中心,并在各廠房的輔房內設有IT管理室,信息點遍布車間及辦公室,用于將來的生產監控和管理。另外,本工程設置了火災自動報警系統。這就涉及到信息系統的接地問題。
根據《建筑物防雷設計規范》的有關規定,在本工程信息系統接地的設計中,采用S型等電位連接網絡。在信息設備較集中的部位,如中心機房、弱電豎井等設接地基準點,此基準點與建筑物的共用接地系統連接,信息系統的所有金屬組件,如各種箱體、殼體、機架等通過等電位連接線與基準點連接,設備之間的所有線路和電纜當無屏蔽時宜按星形結構與各等電位連接線平行輻射,以免產生感應環路。
5、電子設備的接地
該生產廠房中有部分用于檢測的工業電子設備。電子設備的接地主要不是為了人身安全,而是為了設備工作的準確性。因為高頻電壓對人體并無傷害,而且電子設備的外殼即使不接地,并與地保持絕緣時,其設備外殼與地形成電容,隨著頻率增高,電容的電抗值將減少,當頻率達到一定數值時,就等于接地。但為了減少雜散電流對儀表讀數的影響,最好還是用短而粗的導線與地相連,一般采用6平方毫米的銅線,與設置在設備附近的專門的接地母排連接,然后再與總接地干線連接起來。接地電阻要求不超過10歐姆。對于個別設備,如產品說明書對接地電阻有特別要求者,則根據要求接地。
6、防雷接地
對于一般建筑而言,在采取了防雷措施后,可以將直擊雷與雷電波侵入的雷害的概率降低很多。對于一般電氣設備,允許的雷電脈沖較高,因此采取避雷針、避雷網防直擊雷等措施是極其有效的。而微電子設備非常靈敏,耐壓水平很低,一般只有10V左右,對雷擊電磁脈沖極為敏感,易受到電磁干擾和損壞。雷擊電磁脈沖因電磁感應而產生,并且可以通過電源線、天線、信號線的耦合被引入微電子設備,是微電子設備損壞的主要原因。如果僅按照一般建筑進行防雷設計,建筑電子設備受雷擊的損壞率就很高,所以對于電子生產廠房的防雷接地設計應采取相應的措施。
在選擇接閃器時,應優先選用避雷網形式。這是因為避雷針是通過把雷電引向自身來完成保護對象免遭直接雷擊的,這種引雷的機理使避雷系統增加被雷擊的概率。當然,避雷針也不是完全不能采用,現在有的避雷針生產企業已推出新型優化避雷針,它具有防止直擊雷和抑制二次感應雷的兩種功能,是一種防雷市場上相對先進的產品。
在布置引下線時,應沿建筑物四周設置而避免采用中間柱的柱內主筋作為引下線。這是因為在電子信息系統接地時,通常采用單點接地系統,將接地基準點在建筑物的中心部位引到建筑物底部的接地板上,如防雷引下線設置在四周則可以減少引下線產生的強磁場的干擾。
對于接地裝置設置的問題,防雷接地、電源系統接地、電氣保護接地、防靜電接地可同時利用建筑物的基礎鋼筋作為接地極。對于信息系統的接地,曾經在很長時間內存在著意見分歧。以往普遍認為信息系統的接地系統應單獨設置,與建筑物絕緣,國外稱其為絕緣接地方式。但是在實際應用中發現,兩個獨立的接地系統不利于過電壓保護,這是因為當建筑物接閃雷電流后,建筑物的電壓很高,而信息設備的“信號地”是與建筑物20米以外的大地相連,其電位比防雷接地裝置低得很多,設備電壓在雷擊時維持在“信號地”電位水平,二者之間的電位差通過電容的耦合作用,將耐壓能力很低的電子器件損壞。