導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇計(jì)數(shù)器電路，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

前導(dǎo)0計(jì)數(shù)器電路實(shí)現(xiàn)的功能：從數(shù)據(jù)的高位往低位計(jì)算連續(xù)0的個(gè)數(shù)，若出現(xiàn)1，則停止計(jì)數(shù)．

1.1設(shè)計(jì)理論本文設(shè)計(jì)一個(gè)108位前導(dǎo)0計(jì)數(shù)器電路，采用2位分組的并行計(jì)數(shù)算法，電路設(shè)計(jì)原理如下：如圖2所示，前導(dǎo)0計(jì)數(shù)電路將數(shù)據(jù)位寬平分為高半位和低半位兩個(gè)部分，然后分別對(duì)兩部分前導(dǎo)0個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在下一級(jí)計(jì)數(shù)邏輯對(duì)上面兩個(gè)計(jì)數(shù)器結(jié)果進(jìn)行匯總．當(dāng)n＝2時(shí)，相當(dāng)于4位前導(dǎo)0計(jì)數(shù)電路；當(dāng)n＞2時(shí)，相當(dāng)于2n位前導(dǎo)0計(jì)數(shù)電路．

1.24位前導(dǎo)0電路設(shè)計(jì)如圖3所示，Count［1：0］可以表示Data［3：0］不全為0時(shí)前導(dǎo)0個(gè)數(shù)；當(dāng)Data［3：0］全為0時(shí)，前導(dǎo)0的個(gè)數(shù)為4，Count［1：0］最多也只能表示3，因此需要Z信號(hào)作為Count的拓展位［4］．當(dāng)Data［3：0］全為0時(shí)，前導(dǎo)0個(gè)數(shù)是4，拓展位Z＝1，count［1：0］＝2′b00，Z與Count［1：0］組成3位二進(jìn)制計(jì)數(shù)值，為3′b100，正好可以表示Data［3：0］全為0時(shí)前導(dǎo)0的個(gè)數(shù)4．

1.38位前導(dǎo)0電路設(shè)計(jì)8位前導(dǎo)0電路是在兩個(gè)4位前導(dǎo)0得出的計(jì)數(shù)結(jié)果后再做一次選擇，對(duì)前面兩個(gè)4位前導(dǎo)0的計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行匯總．8位前導(dǎo)0的電路結(jié)構(gòu)如圖4所示．圖4中，左上方電路計(jì)算高4位前導(dǎo)0個(gè)數(shù)，右上方電路計(jì)算低4位前導(dǎo)0個(gè)數(shù)．當(dāng)高4位全為0時(shí)，則需將高4位前導(dǎo)0個(gè)數(shù)與低4位前導(dǎo)0個(gè)數(shù)相加；當(dāng)高4位不全為0，則只需輸出高4位前導(dǎo)0個(gè)數(shù)即可．當(dāng)Data［7：0］不全為0，Count［2：0］即可表示前導(dǎo)0的個(gè)數(shù)；當(dāng)Data［7：0］全為0，則Count［2：0］＝3’b0，Z＝1，構(gòu)成二進(jìn)制1000可以表示成8個(gè)0．從8位前導(dǎo)0電路結(jié)構(gòu)，再結(jié)合4位前導(dǎo)0電路結(jié)構(gòu)，由此找出前導(dǎo)0電路設(shè)計(jì)規(guī)律，為108位前導(dǎo)0電路設(shè)計(jì)提供結(jié)構(gòu)的拓展．將8位前導(dǎo)0電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊層次化，如圖5所示．圖5所示，淺灰色模塊（四端口模塊）是1個(gè)NR2D和1個(gè)INVD，深灰色模塊（三端口模塊）是1個(gè)AN2D，上一級(jí)的白色模塊是3個(gè)MUX2D，下一級(jí)白色模塊（五端口模塊）是5個(gè)MUX2D．在大位寬前導(dǎo)0電路設(shè)計(jì)中，每向下增加一級(jí)模塊，模塊的個(gè)數(shù)就會(huì)增加一倍，白色模塊的MUX2D就會(huì)增加2個(gè)，淺灰色和深灰色模塊的邏輯單元不變．

1.4108前導(dǎo)0電路設(shè)計(jì)將64位、32位和12位這三個(gè)前導(dǎo)0電路進(jìn)行拼接，組成的108位前導(dǎo)0電路結(jié)構(gòu)如圖6所示．如圖6所示，從上到下分別是第一級(jí)模塊、第二級(jí)模塊、第三級(jí)模塊、第四級(jí)模塊、第五級(jí)模塊、第六級(jí)模塊、第七級(jí)模塊．各個(gè)模塊的內(nèi)部邏輯電路如圖7所示，其中白色模塊n（n≥2）是指模塊的級(jí)數(shù)。

2電路優(yōu)化

2.1Z信號(hào)樹(shù)邏輯優(yōu)化圖6中深灰色模塊（三端口模塊）是Z信號(hào)樹(shù)邏輯模塊，Z信號(hào)樹(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化之后如圖8所示．

2.2Count樹(shù)邏輯優(yōu)化圖6中白色模塊（五端口模塊）構(gòu)成Count樹(shù)，Count樹(shù)由MUX2D邏輯單元構(gòu)成．由于MUX2D標(biāo)準(zhǔn)單元存在傳輸管，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)單元延時(shí)大，以及單元驅(qū)動(dòng)能力弱的情況［5］．因此需要將傳輸管邏輯單元優(yōu)化成速度快、穩(wěn)定性好的CMOS互補(bǔ)邏輯單元。將MUX2D傳輸管邏輯單元通過(guò)邏輯換算，使之成為互補(bǔ)的CMOS邏輯單元，可以有效提高Count樹(shù)的計(jì)算速度和穩(wěn)定性．根據(jù)Count樹(shù)中白色模塊（五端口模塊）所處的模塊級(jí)數(shù)，分奇偶兩種情況分別進(jìn)行邏輯換算和重組，優(yōu)化之后的邏輯結(jié)構(gòu)如圖9所示．從圖9發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的邏輯電路中有反相器存在，并且隨著模塊級(jí)數(shù)增加，反相器個(gè)數(shù)也在增加．因此有必要將反相器提取出來(lái)，以一個(gè)大尺寸的反相器來(lái)代替這些分散的反相器，這樣既可以滿足驅(qū)動(dòng)的需要，也可以用來(lái)減少面積．于是進(jìn)一步優(yōu)化之后的電路結(jié)構(gòu)如圖10所示．

2.3單元尺寸優(yōu)化在同一級(jí)有關(guān)聯(lián)的相鄰兩個(gè)模塊，由于扇出不同造成負(fù)載不一樣，因而不同模塊內(nèi)部單元尺寸的調(diào)整順序也不一樣．108位前導(dǎo)0電路邏輯單元尺寸調(diào)整的順序如圖11所示．從圖11可以看出，首先優(yōu)化第1條路徑的尺寸，按照阿拉伯?dāng)?shù)字依次增大的順序，依次進(jìn)行不同路徑的模塊單元尺寸調(diào)整，最后優(yōu)化第13條路徑．每條路徑都是順著箭頭的方向，對(duì)各個(gè)模塊依次進(jìn)行單元尺寸的調(diào)整．

3性能比較

在108位前導(dǎo)0電路設(shè)計(jì)完成過(guò)后，提取電路設(shè)計(jì)的網(wǎng)表進(jìn)行PT分析，通過(guò)PT分析獲得到時(shí)序和面積結(jié)果．然后分別與傳統(tǒng)前導(dǎo)0計(jì)數(shù)器的RTL級(jí)代碼［6］進(jìn)行DC綜合的結(jié)果，以及8位分組的RTL級(jí)代碼進(jìn)行DC綜合的結(jié)果進(jìn)行比較，如表1所示．通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)前導(dǎo)0的RTL級(jí)代碼進(jìn)行DC綜合的時(shí)序和面積都太大，相對(duì)而言8位分組前導(dǎo)0的RTL級(jí)代碼進(jìn)行DC綜合的時(shí)序卻要比它要好得多，這也是當(dāng)前一直使用8位分組前導(dǎo)0的RTL級(jí)代碼的原因．然而本文設(shè)計(jì)的2位分組的108位前導(dǎo)0電路，進(jìn)行PT分析的時(shí)序比8位分組DC綜合的時(shí)序少了19％，但面積卻比8位分組的差了20％．由于計(jì)數(shù)器的運(yùn)算速度對(duì)浮點(diǎn)加法的運(yùn)算是至關(guān)重要的，在面積相差不大的情況下這個(gè)電路設(shè)計(jì)仍然是非常成功的．

4結(jié)束語(yǔ)

篇2

【關(guān)鍵詞】搶答電路；定時(shí)電路；報(bào)警電路

1 課題研究的相關(guān)背景

搶答器在當(dāng)下各種比賽中是非常受歡迎的一種設(shè)備，它可以快速有效的辨別出最先搶答到的選手。在早期，搶答器的組成很簡(jiǎn)單，只有幾個(gè)三極管，可控硅和發(fā)光管等，辨認(rèn)哪個(gè)選手優(yōu)先搶到主要是通過(guò)發(fā)光管來(lái)辨別。而現(xiàn)在的搶答器，大部分是利用了單片機(jī)或是數(shù)字集成電路，并新添了許多功能，比如如選手號(hào)碼顯示、搶按前或搶按后的計(jì)時(shí)、選手得分顯示等功能。

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的搶答器有著數(shù)字化，智能化的方向發(fā)展，這就必然提高了搶答器的成本。鑒于現(xiàn)在小規(guī)模的知識(shí)競(jìng)賽越來(lái)越多，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型搶答器必將大有市場(chǎng)。因此，我選擇簡(jiǎn)易邏輯數(shù)字搶答器這一課題。

2 搶答器的工作原理簡(jiǎn)介

搶答器的構(gòu)造，它包括主電路和擴(kuò)展的電路由兩部分組成。主電路完成基本搶答功能，當(dāng)玩家按下?lián)尨疰I之后，可以顯示參賽者的編號(hào)，同時(shí)阻止輸入的電路，阻止其他選手的回答。擴(kuò)大的電路測(cè)試數(shù)字的工作。它的工作原理：?jiǎn)?dòng)裝置后，主持人將開(kāi)關(guān)撥到到"清除"的狀態(tài)、搶答器被禁用，編號(hào)顯示器關(guān)閉設(shè)置計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間；主持人將開(kāi)關(guān)換到“開(kāi)始”狀態(tài)，宣布“開(kāi)始”搶答后。計(jì)時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出聲音提示。參賽者在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間期間在搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷，編號(hào)鎖存，編號(hào)顯示，揚(yáng)聲器提示。一輪搶答之后，定時(shí)器停止，此時(shí)，禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果答案必須再次再一次，由主持人，“清除”和“開(kāi)始”的切換。

3 搶答器的工作過(guò)程

如果想調(diào)節(jié)搶答時(shí)間或答題時(shí)間，按“加一”鍵或“減一”鍵進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時(shí)會(huì)顯示現(xiàn)在設(shè)定的搶答時(shí)間或回答時(shí)間值，如想加一秒按一下“加1s”鍵，如果想減一秒按一下“減1s”鍵，時(shí)間LED上會(huì)顯示改變后的時(shí)間，調(diào)整范圍為0～99s， 0s時(shí)再減1s會(huì)跳到99，99s時(shí)再加1s會(huì)變到0s。

主持人按“搶答開(kāi)始”鍵，會(huì)有提示音，并立刻進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)15s搶答時(shí)間），如有選手搶答，會(huì)有提示音，并會(huì)顯示其號(hào)數(shù)并立刻進(jìn)入回答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)10s搶答時(shí)間），不進(jìn)行搶答查詢，所以只有第一個(gè)按搶答的選手有效。倒數(shù)時(shí)間到小于5s會(huì)每秒響一下提示音。

如倒計(jì)時(shí)期間，主持人想停止倒計(jì)時(shí)可以隨時(shí)按“停止”按鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待主持人按“搶答開(kāi)始”進(jìn)入下次搶答計(jì)時(shí)。

如果主持人未按“搶答開(kāi)始”鍵，而有人按了搶答按鍵，犯規(guī)搶答，LED上不斷閃爍FF和犯規(guī)號(hào)數(shù)并響個(gè)不，直到按下“停止”鍵為止。

4 搶答器的總體結(jié)構(gòu)

圖1 總體方框圖

如圖1所示為總體方框圖 接通電源后，后臺(tái)工作人員將檢測(cè)開(kāi)？S置“檢測(cè)”狀態(tài)，數(shù)碼管在正常清除下，顯示“■”；當(dāng)后臺(tái)工作人員將檢測(cè)開(kāi)關(guān)S置“搶答”狀態(tài)，主持按系統(tǒng)清除按鍵，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈；主持人松開(kāi)，宣布“開(kāi)始”，搶答器工作。選手按動(dòng)搶答按鍵，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示。當(dāng)一輪搶答之后，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果再次搶答必須由主持人再次按動(dòng)系統(tǒng)清除按鍵。

5 優(yōu)先判斷與編號(hào)鎖存電路

電路選用優(yōu)先編碼器 74LS148 和鎖存器 74LS279 來(lái)完成。該電路主要完成兩個(gè)功能：一是，分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)；二是，禁止其他選手按鍵，其按鍵操作無(wú)效。工作過(guò)程：系統(tǒng)清除按鍵按動(dòng)時(shí)，74LS279的四個(gè)RS觸發(fā)器的置0端均為0，使四個(gè)觸發(fā)器均被置0。1Q為0，使74LS148的使能端■=0，74LS148處于允許編碼狀態(tài)，同時(shí)1Q為0，使74LS48的滅燈輸入端■=0，數(shù)碼管無(wú)顯示。這時(shí)搶答器處于準(zhǔn)備搶答狀態(tài)。

當(dāng)系統(tǒng)清除按鍵松開(kāi)時(shí)，搶答器處于等待狀態(tài)。當(dāng)有選手將按鍵開(kāi)關(guān)按下時(shí)，搶答器將接受并顯示搶答結(jié)果，假設(shè)按下的是S4，則74LS148的編碼輸出為011，此代碼送入74LS279鎖存后，使4Q3Q2Q=100，亦即74LS148的輸入為0100；又74LS148的優(yōu)先編碼標(biāo)志輸出■為0，使1Q=1，即■=1，74LS48處于譯碼狀態(tài)，譯碼的結(jié)果顯示為“4”。同時(shí)1Q=1，使74LS148的■=1，74LS148處于禁止?fàn)顟B(tài)，從而封鎖了其他按鍵的輸入。此外，當(dāng)優(yōu)先搶答者的按鍵松開(kāi)再按下時(shí)，由于仍為1Q=1，使■=1，74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)接受二次按鍵時(shí)的輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。

6 搶答器設(shè)計(jì)中的優(yōu)先編碼電路

搶答器設(shè)計(jì)中的優(yōu)先編碼電路完成兩個(gè)功能：一是，分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是，禁止其他選手按鍵操作無(wú)效。

工作過(guò)程如下：

當(dāng)把開(kāi)關(guān)S放置在‘清除’端時(shí)，觸發(fā)器RS中的■端都為0，4個(gè)觸發(fā)器輸出置0，使74LS148的 ■=0，讓其在工作狀態(tài)中。開(kāi)關(guān)S放置在‘開(kāi)始’時(shí)，搶答器則是等待工作狀態(tài)，如現(xiàn)在選手按下時(shí)，74LS148的輸出■ ■ ■=010，■=0，經(jīng)RS鎖存后，1Q=1，■=1，74LS48處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經(jīng)譯碼顯示為‘5’。另，1Q=1，使74LS148 ■=1，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開(kāi)即按下時(shí)，74LS148的■=1，此時(shí)由于仍為1Q=1，使■=1，因此，74LS148還是在禁止的狀態(tài)中，保證了不會(huì)出現(xiàn)二次搶答，也確保了搶答者的優(yōu)先搶答權(quán)。主持人將開(kāi)關(guān)S重新放置在‘清除’位置上，可以進(jìn)行下一輪的搶答。

（ 74LS148為8線-3線優(yōu)先編碼器。）

7 搶答器設(shè)計(jì)中的定時(shí)電路

由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過(guò)預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是以555構(gòu)成震蕩電路，由74LS192來(lái)充當(dāng)計(jì)數(shù)器，構(gòu)成搶答器的倒計(jì)時(shí)電路。該電路簡(jiǎn)單，無(wú)需用到晶振，芯片都是市場(chǎng)上容易購(gòu)得的。設(shè)計(jì)功能完善，能實(shí)現(xiàn)直接清零、啟動(dòng)。

8 搶答器的優(yōu)點(diǎn)及組成

尤其是在知識(shí)比賽中做搶答題目時(shí)，其過(guò)程中，利用視覺(jué)判斷是很難判斷的，所以，需要設(shè)計(jì)出一個(gè)系統(tǒng)來(lái)確定哪位選手或者是哪一組選手先搶到的。我們可以利用單片機(jī)系統(tǒng)，其精確率哪怕兩組之間搶答的時(shí)間只差幾微秒，也可以判斷出來(lái)。以上問(wèn)題（下轉(zhuǎn)第387頁(yè)）（上接第350頁(yè)）迎刃而解。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙保經(jīng)，等.中國(guó)集成電路大全TTL集成電路分冊(cè)[M].北京：國(guó)防出版社，1985： 429-450，649-651，639-640.

篇3

【關(guān)鍵詞】 EDA 數(shù)字電路 電路仿真

數(shù)字電路主要有組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩部分組成，交通燈控制器的設(shè)計(jì)既可以涉及到這兩部分的基本原理的運(yùn)用，又可以鍛煉學(xué)生對(duì)數(shù)電綜合電路的設(shè)計(jì)和分析能力，因此交通燈控制器的設(shè)計(jì)是數(shù)字電路一個(gè)很好的教學(xué)題材，在完成電路設(shè)計(jì)的同時(shí)配合電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）教學(xué)，學(xué)生無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，EDA可以很好地、很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)的再現(xiàn)出來(lái)。并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。極大地提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和積極性。真正的做到了變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。目前在各高校教學(xué)中普遍使用EDA仿真軟件是Multisim10.1， 是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。

下面介紹以Muitisim10.1 為平臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)十字路通控制器系統(tǒng)的過(guò)程.

1 設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈控制器，要求主干道和支干道交替運(yùn)行，主干道每次通行時(shí)間都設(shè)為30秒；支干道每次通行時(shí)間都設(shè)為20秒；綠燈可以通行，紅燈禁止通行；每次綠燈變紅燈時(shí)，要求黃燈先亮5秒鐘（此時(shí)另干道的紅燈不變）；十字路口要有數(shù)字顯示，作為等候的時(shí)間提示。要求主干道和支干道通行時(shí)間及黃燈亮的時(shí)間均以秒為單位做減法計(jì)數(shù)。黃燈亮?xí)r，原紅燈按1Hz的頻率閃爍。

2 交通控制器電路設(shè)計(jì)與仿真

2.1 狀態(tài)控制器的設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主干道和支干道紅、綠、黃燈正常工作時(shí)，只有四種可能：主干道車道綠燈亮，支干道車道紅燈亮，用S0表示，綠燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔30秒時(shí)，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)；主干道車道黃燈亮，支干道車道紅燈閃爍，用S1表示，黃燈亮規(guī)定的時(shí)間間隔5秒時(shí)，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)；主干道車道紅燈亮，支干道車道綠燈亮，用S2表示，綠燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔20秒時(shí)，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)；主干道車道紅燈閃爍，支干道車道黃燈亮，用S3表示，黃燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔5秒是，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)又轉(zhuǎn)換到最初種狀態(tài)?？梢杂靡粋€(gè)2位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)這四種狀態(tài)：S0=00，S1=01，S2=10，S3=11，本設(shè)計(jì)用74ls190連接成二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，電路圖如圖1所示：

2.2 狀態(tài)譯碼器的設(shè)計(jì)

狀態(tài)控制器已經(jīng)產(chǎn)生了四種狀態(tài)，用Q2，Q1兩位二進(jìn)制數(shù)組合來(lái)表示S0到S3四種狀態(tài)，狀態(tài)譯碼器要求利用Q2，Q1分別控制主、支干道上紅、綠、黃信號(hào)燈的狀態(tài)，紅、綠、黃信號(hào)燈狀態(tài)與控制器的輸出Q2，Q1關(guān)心可用表1（1不是燈亮，0表示燈滅）來(lái)表示。由信號(hào)真值表可以設(shè)計(jì)出狀態(tài)譯碼器電路，如圖2所示：

74LS245為8個(gè)雙向3態(tài)緩沖電路。主要使用在數(shù)據(jù)的雙向緩沖，～G=0，DIR=0，B->A；～G=0， DIR=1， A->B；～G=1， DIR為0或者1，輸入和輸出均為高阻態(tài)；高阻態(tài)的含意就是相當(dāng)于沒(méi)有這個(gè)芯片。在本電路中是實(shí)現(xiàn)紅燈的閃爍，無(wú)論是主干道還是支干道，Q1為1，可以利用Q1來(lái)控制～G，當(dāng)Q1為1，～ Q1為0，～G為0，秒信號(hào)就可以輸入電路，實(shí)現(xiàn)紅燈的閃爍。

2.3 倒計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該系統(tǒng)共有四種狀態(tài)（S0-S3），在每種狀態(tài)都要求能夠自動(dòng)調(diào)入不同定時(shí)時(shí)間的定時(shí)器，完成30S、20S、5S的倒計(jì)時(shí)顯示。該定時(shí)器由兩片74LS190構(gòu)成減法計(jì)算器實(shí)現(xiàn)，初始值可通過(guò)三片74LS245完成預(yù)置數(shù)，顯示電路用自帶譯碼功能的兩個(gè)數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)兩位十進(jìn)制數(shù)的顯示。設(shè)計(jì)的定時(shí)倒計(jì)時(shí)電路如圖3所示：

2.4 仿真結(jié)果

將上述各單元電路組合起來(lái)，可以得到交通控制燈的整體電路，點(diǎn)擊Multisim 10.1 軟件的“Simulate/ Run”按鈕，便可以進(jìn)行交通燈控制器的仿真。電路的倒計(jì)時(shí)顯示首先為30 s，此時(shí)主干道綠燈亮，支干道紅燈亮，進(jìn)入狀態(tài)S0，倒計(jì)時(shí)為0后，主干道黃燈亮，支干道紅燈閃爍，閃爍的頻率為1HZ，進(jìn)入狀態(tài)S1，倒計(jì)時(shí)從5開(kāi)始計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)為0后，主干道紅燈亮，支干道綠燈亮，進(jìn)入狀態(tài)S2，倒計(jì)時(shí)從20開(kāi)始計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)為0后，主干道紅燈閃爍，閃爍的頻率為1HZ，支干道黃燈亮，進(jìn)入狀態(tài)S3，倒計(jì)時(shí)從5開(kāi)始計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)為0后，又回到S0狀態(tài)，如此循環(huán)下去。

3 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)計(jì)通過(guò)把數(shù)字電路的分析與設(shè)計(jì)與EDA相互結(jié)合，完成交通燈控制器各個(gè)單元電路和整體電路的設(shè)計(jì)和仿真，很好的解決目前高校教育中理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)，試驗(yàn)室條件不足等問(wèn)題。電路設(shè)計(jì)仿真成功后再構(gòu)建實(shí)際電路，既可以降低成本，又大大提高了教學(xué)和專業(yè)設(shè)計(jì)的效率，對(duì)老師教學(xué)也是一個(gè)很好的提高和促進(jìn)。

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關(guān)鍵詞：露天煤礦；電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.037

1 露天煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1 優(yōu)化輸入電路

輸入電路的優(yōu)化需要考慮在正常狀態(tài)下的PLC供電源的電壓范圍，一般情況下，煤礦企業(yè)所采用的電壓范圍為：85.0V～240.0V，電源幅度為155.0V。但在運(yùn)行和管理中，由于現(xiàn)場(chǎng)情況的復(fù)雜性，導(dǎo)致存在眾多因素的干擾。例如我國(guó)的供電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，周圍的環(huán)境相對(duì)惡劣，常常受到外界因素的影響，從而時(shí)常出現(xiàn)電力中斷的現(xiàn)象。因此，在使用自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作時(shí)，就需要采取緊急預(yù)案措施，例如：安裝電力凈化裝置（濾波器或隔離器等）。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要時(shí)刻保持PLC輸入電源的直流電壓值穩(wěn)定在24.0V，負(fù)載要根據(jù)環(huán)境的變化而調(diào)整。合理配置電路，避免運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)短路或斷路。在操作之前還應(yīng)該檢查PLC芯片，確保其沒(méi)有受到損壞。為了確保電路穩(wěn)定，電路需及時(shí)更換高質(zhì)量的保險(xiǎn)絲，避免跳閘，從而造成嚴(yán)重的事故。

1.2 優(yōu)化輸出電路

在煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸出電路中，需要優(yōu)化輸出電路。優(yōu)化需要結(jié)合實(shí)際情況加以選擇，選擇的內(nèi)容包括：相關(guān)設(shè)備的標(biāo)志、指示、轉(zhuǎn)速等，從而保證設(shè)備的配置能夠滿足煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作。在正常狀態(tài)下，若電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸出頻率低于正常頻率時(shí)，則可以通過(guò)繼電器繼續(xù)完成。這樣可以合理化的設(shè)計(jì)電路，而不破壞電路的抗干擾性能，且不會(huì)影響負(fù)載端的正常工作。若電路的負(fù)載端為感性負(fù)載時(shí)（如：電磁線圈），當(dāng)出現(xiàn)斷電情況時(shí)，電路仍會(huì)通過(guò)一定的電流，當(dāng)浪涌電流值較大時(shí)，就有可能燒毀芯片，甚至整個(gè)電路。為防止這一現(xiàn)象出現(xiàn)，可以在負(fù)載端設(shè)置二極管用以吸收浪涌電流，保護(hù)電路系統(tǒng)，而不至于被燒壞。另外，為了確保電路能夠穩(wěn)定運(yùn)行，我們通常采用中間或固態(tài)繼電器，從而增強(qiáng)電路的靈活性。

1.3 抗干擾能力的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在煤礦自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，抗干擾能力的設(shè)計(jì)是必不可少的一部分。當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)完成后，緊接著就需要對(duì)其抗干擾能力進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般而言，煤礦企業(yè)中的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)常處在相對(duì)惡劣的環(huán)境中，從而其穩(wěn)定性較差，這就對(duì)我們的設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求。通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行中，往往因?yàn)槟p或是其他原因，導(dǎo)致電磁脈沖對(duì)系統(tǒng)芯片造成一定的破壞。因此，優(yōu)化芯片的設(shè)計(jì)是工作的重中之重。通過(guò)電磁分析，我們發(fā)現(xiàn)可以采取的具體措施有如下幾種：第一，采用1：1隔離變壓器，降低干擾頻率，這是由于電網(wǎng)中原副邊繞組之間的電容耦合所產(chǎn)生的各種干擾，另外，在實(shí)施的過(guò)程中需要將電容接地。第二，將電路裝置放入金屬外殼內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽電磁的作用。金屬有良好的屏蔽作用，且能有效地防止外界的干擾。第三，優(yōu)化系統(tǒng)周邊的布線設(shè)置，采用合理的手法改造線路，區(qū)分強(qiáng)電動(dòng)力線路和弱電線路的走勢(shì)，并用雙絞線屏蔽模擬信號(hào)傳輸線的電纜。

2 露天煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)形式為基本程序設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)兩種，但至于要采用哪種結(jié)構(gòu)形式還要根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。但是，為了方便日后軟件的修改和設(shè)計(jì)及進(jìn)一步開(kāi)發(fā)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，我們一般采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。在模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，我們一般按照如下的方式進(jìn)行操作：第一，勘察現(xiàn)場(chǎng)情況及企業(yè)生產(chǎn)要求，將煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所控制的對(duì)象模塊化，每一模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)執(zhí)行任務(wù)。第二，通過(guò)對(duì)每一模塊進(jìn)行程序的編寫(xiě)和調(diào)試，完成每一模塊的任務(wù)。第三，當(dāng)所有的子模塊都完成后，將其連接拼裝，形成一個(gè)完整的程序。這樣的工作流程便于查找錯(cuò)誤，使得系統(tǒng)劃分整齊、調(diào)整便捷，從而與現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程有更高的契合度。

2.2 程序過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心實(shí)質(zhì)在于：確保優(yōu)化對(duì)I/O接口分配。在執(zhí)行的過(guò)程中，我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況盡最大努力實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的I/O信號(hào)的編制，在這一基礎(chǔ)上，系統(tǒng)內(nèi)部所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器等也需要進(jìn)行集中的編制。當(dāng)這一工作完成之后，對(duì)這些地址分配的情況需要加以詳細(xì)的記錄。另外，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中需要注意對(duì)PLC的控制優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而極大地提高煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作效率。在這一過(guò)程中，我們還需要簡(jiǎn)化PLC控制程序所控制的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，盡量不要占用更多的內(nèi)存空間，從而縮短掃描時(shí)間。另外，可以多次循環(huán)利用PLC芯片所對(duì)應(yīng)的各類觸點(diǎn)。在程序設(shè)計(jì)中安裝控制按鈕，利用二分頻技術(shù)控制能源的使用，從而降低資源的消耗，并在一定程度上提高了自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行速度和運(yùn)行效率。

3 煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備的選擇優(yōu)化

目前市場(chǎng)上有很多自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備可供選擇，但是無(wú)論是哪一種都要找準(zhǔn)其適合的工作環(huán)境，才能發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值。煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備品牌有：合力時(shí)、研祥、LG、GE、SIEMEN等。在選擇的方面本人總結(jié)如下。

3.1 明確煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作模式

在選擇時(shí)，明確煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作模式及規(guī)模大小是一個(gè)必須的過(guò)程。若我們根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)要求和實(shí)際的工作環(huán)境，以西門子的PLC產(chǎn)品作為選擇，在不同的作業(yè)任務(wù)及工作狀態(tài)下，選擇的PLC型號(hào)也是有所差異的。SIEMEN S7-200等微型PLC產(chǎn)品適合瓦斯?jié)舛鹊臋z查，SIEMEN S7-300等中型的PLC產(chǎn)品適合測(cè)量礦井水位的變化，SIEMEN S7-400等大型的PLC產(chǎn)品則可以對(duì)礦井工人安全進(jìn)行監(jiān)控。

3.2 確定I/O點(diǎn)的類型

由于施工的復(fù)雜性及實(shí)際要求有所差別，設(shè)備I/O點(diǎn)的數(shù)量和類型有很大的差別。因此，在這方面我們需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并做好及時(shí)地記錄，并根據(jù)記錄的結(jié)果做出預(yù)算，從而避免過(guò)度的浪費(fèi)。由于供電條件的不穩(wěn)定性，在選擇設(shè)備輸出點(diǎn)的動(dòng)作頻率時(shí)需要對(duì)應(yīng)選擇輸出端。

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關(guān)鍵詞：電氣控制線路;設(shè)計(jì)方法;探析

中圖分類號(hào)： TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

前言

電氣控制線路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到控制系統(tǒng)性能的好壞，電氣工程技術(shù)人員必須要掌握電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)原則，以便在設(shè)計(jì)的過(guò)程中能及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)出的控制線路達(dá)到最佳，本文主要對(duì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法進(jìn)行分析。

一、電氣控制線路的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的線路環(huán)節(jié)，直接設(shè)計(jì)控制線路。這種設(shè)汁方法比較簡(jiǎn)單，但要求設(shè)計(jì)人員必須熟悉大量的典型控制線路，擁有多種控制線路的設(shè)計(jì)資料，同時(shí)具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)控制線路時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)原則。

1、應(yīng)最大限度地了解生產(chǎn)機(jī)械和工藝對(duì)電氣控制線路的要求

設(shè)計(jì)之前，電氣設(shè)計(jì)人員要調(diào)查清楚生產(chǎn)工藝要求、每一道程序的工作情況和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律、所需要的保護(hù)措施，并對(duì)同類或接近產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查、分析、綜合，作為具體設(shè)計(jì)電氣控制線路的依據(jù)。

在滿足生產(chǎn)工藝要求前提下，控制線路力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。

2.1 盡量選取標(biāo)準(zhǔn)的或經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的線路和環(huán)節(jié)。

2.2 應(yīng)減少不必要的觸頭以簡(jiǎn)化線路，這樣也可以提高可靠性。

在簡(jiǎn)化過(guò)程中，主要著眼于同類性質(zhì)的合力，同時(shí)應(yīng)注意觸頭的額

定電流是否允許。

2.3 盡量減少連接導(dǎo)線的數(shù)量和長(zhǎng)度。將電器元件觸頭的位置

合理安排，可減少導(dǎo)線根數(shù)和縮短導(dǎo)線的長(zhǎng)度，以簡(jiǎn)化接線，如圖1

中，啟動(dòng)按鈕和停止按鈕放置在操作臺(tái)上，而接觸器放置在電氣柜

內(nèi)。從按鈕到接觸器要經(jīng)過(guò)較遠(yuǎn)的距離，所以必須把啟動(dòng)按鈕和停

止按鈕直接連接，這樣可減少連接線。

2.4 盡量減少電器元件的數(shù)量和采用標(biāo)準(zhǔn)件，并盡可能選用相

同型號(hào)。

2.5 控制線路在工作時(shí)，除必要的電器必須通電外，其余的盡量

不通電以節(jié)約能源。

3、保證控制線路工作的可靠和安全

為了保證控制線路工作的可靠性，應(yīng)盡量選用機(jī)械和電器壽命

長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、動(dòng)作可靠、抗干擾性能好的電器，同時(shí)在具體設(shè)計(jì)過(guò)

程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.1 設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)正確連接電器的線圈。在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，電器線圈的一端應(yīng)統(tǒng)一接在電源的同一端。使所有電器的觸頭在電源的另一端，這樣當(dāng)電器的觸頭發(fā)生短路故障時(shí)，不致引起電源短

路，同時(shí)安裝接線也方便。

3.2 控制線路在工作中出現(xiàn)意外接通的電路叫寄生電路。寄生

電路會(huì)破壞線路的正常工作，造成誤動(dòng)作。

3.3 在線路中盡量避免許多電器依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器

的控制電路。

3.4 在線路中采用小容量繼電器的觸頭來(lái)控制大容量接觸器的

線圈時(shí)，要計(jì)算繼電器觸頭斷開(kāi)和接通容量是否足夠。如果不夠，必

須增加小容量控觸器或中間繼電器，否則工作不可靠。

3.5 設(shè)計(jì)的線路應(yīng)能適應(yīng)所在電網(wǎng)的情況。根據(jù)電網(wǎng)容量的大

小、電壓、頻率的波動(dòng)范圍以及允許的沖擊電流數(shù)值等決定電動(dòng)機(jī)

的啟動(dòng)方式是直接啟動(dòng)還是減壓?jiǎn)?dòng)。

3.6 在控制線路中充分考慮各種聯(lián)鎖關(guān)系以及各種必要的保護(hù)

環(huán)節(jié)，以避免因誤操作而發(fā)生事故。

4 應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)

4.1 短路保護(hù)。在電器控制線路中，通常采用熔斷器或斷路器作

短路保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較小時(shí)，其控制線路不需另外設(shè)置熔斷器

作短路保護(hù)，因主電路的熔斷器同時(shí)可作控制線路的短路保護(hù)，若

電動(dòng)機(jī)容量較大，則控制電路要單獨(dú)設(shè)置熔斷器作短路保護(hù)。斷路

器既可作短路保護(hù)，又可作過(guò)載保護(hù)，線路出故障時(shí)，斷路器跳閘，

經(jīng)排除故障后只要重新合上斷路器即能重新工作。

4.2 過(guò)載保護(hù)。三相鼠籠型電動(dòng)機(jī)的負(fù)載突然增加、斷相動(dòng)作或

電網(wǎng)電壓降低都會(huì)引起過(guò)載，鼠籠型電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，會(huì)引起

過(guò)熱而使絕緣損壞。通常采用熱繼電器作鼠籠型電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載

保護(hù)。

4.3 零電壓保護(hù)。零電壓保護(hù)通?？坎⒙?lián)在啟動(dòng)按鈕兩端的接

觸器的自鎖觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用主令控制器SA 控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，則通

過(guò)零電壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

二、電氣控制中線路設(shè)計(jì)的方法

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法是電氣控制中線路設(shè)計(jì)常用的兩種方法。兩種方法各有特點(diǎn)，具體如下。

1. 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在復(fù)雜線路設(shè)計(jì)中具有重要作用。這是因?yàn)?，?fù)雜線路設(shè)計(jì)需繪制大量線路圖，而且設(shè)計(jì)的線路需要經(jīng)過(guò)多次的協(xié)調(diào)修改后，才能保證整體線路的可靠運(yùn)行；因此要求設(shè)計(jì)人員必須具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。

2. 邏輯設(shè)計(jì)法。邏輯設(shè)計(jì)法是指以生產(chǎn)工藝的需求為前提，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，將電器元件的運(yùn)行狀態(tài)看作邏輯變量，通過(guò)邏輯運(yùn)算設(shè)計(jì)出最簡(jiǎn)單的邏輯表達(dá)式；結(jié)合邏輯表達(dá)式畫(huà)出相應(yīng)的控制線路，從而使各種動(dòng)態(tài)的電器元件通過(guò)邏輯控制，得以有效運(yùn)行。具體設(shè)計(jì)步驟如下。

（1）明確控制對(duì)象每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)。在進(jìn)行整體邏輯變量系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，要分析控制對(duì)象的工藝要求和工作狀態(tài)，把握在一個(gè)完整的工作循環(huán)過(guò)程中被控對(duì)象的工作過(guò)程和運(yùn)行動(dòng)作，進(jìn)而明確控制對(duì)象每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)。

（2）確定電氣控制電路的邏輯函授。電氣控制中被控對(duì)象只有兩種對(duì)立而穩(wěn)定的工作狀態(tài)，即線圈的得電和失電，觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)。在明確控制對(duì)象每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)的基礎(chǔ)上，可將啟動(dòng)信號(hào)和終止信號(hào)看為邏輯變量。其變化規(guī)律符合邏輯規(guī)律，因此，可通過(guò)邏輯運(yùn)算設(shè)計(jì)出最簡(jiǎn)單的邏輯表達(dá)式。

（3）根據(jù)邏輯表達(dá)式畫(huà)出工作循環(huán)圖和控制線路。根據(jù)對(duì)控制對(duì)象的工作狀態(tài)要求設(shè)計(jì)各動(dòng)作間的聯(lián)系互動(dòng)環(huán)節(jié)、互鎖環(huán)節(jié)及順序動(dòng)作環(huán)節(jié)，把握每個(gè)控制的邏輯關(guān)系。再根據(jù)工藝要求將所有邏輯關(guān)系組成整體的邏輯方程，即邏輯表達(dá)式。最后，通過(guò)邏輯表達(dá)式畫(huà)出工作循環(huán)圖和控制線路，并分析控制對(duì)象各個(gè)動(dòng)作的先后順序是否合理、互鎖，每一動(dòng)作的啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)的使用是否安全、可靠，保證線路設(shè)計(jì)的有效性。

三、結(jié)語(yǔ)

作為電氣控制的重要環(huán)節(jié)，電氣控制線路對(duì)電氣設(shè)備各方面都有重要的影響，做好電氣控制的關(guān)鍵就是做好電氣控制線路的設(shè)計(jì)工作，因此，應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合考慮，進(jìn)行控制線路設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

篇6

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)電機(jī) 電機(jī)循環(huán)電路 電子接觸器

一、引言

從寬泛的概念上來(lái)說(shuō)，在工業(yè)的企業(yè)中世紀(jì)上運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)全部都是間歇式的電動(dòng)機(jī)。這樣的電動(dòng)機(jī)通斷的頻率是衡量其電機(jī)的間歇工作狀況的重點(diǎn)所在。所以，為了保護(hù)高間歇條件下的電機(jī)的正常安全運(yùn)作，在通斷頻率大于60的時(shí)候，需要我們采用循環(huán)電路的方式對(duì)電機(jī)進(jìn)行通斷。

傳統(tǒng)的循環(huán)電路有很多種不同的當(dāng)時(shí)，基本上的結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行的原理都是相同的。這些種類的電機(jī)都是通過(guò)交流接觸器主觸頭的分與合來(lái)進(jìn)行電機(jī)的啟停操作的。目前在防治、水處理等等的行業(yè)有比較廣泛的運(yùn)用。

這種類型的循環(huán)電路采取的是交流接觸器作為基本的控制元件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。這樣的循環(huán)電路結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格相對(duì)也比較低廉并且在維護(hù)的過(guò)程中十分的方便。所以在實(shí)際中使用的十分的廣泛。但是，這樣的電路也是有自己的適用條件的。電路的通斷頻率大于60的時(shí)候，是不能工作的。在通斷頻率大于45但是小于60的時(shí)候，這樣的電路就不適合考慮讓其工作。只有當(dāng)通斷頻率小于45的時(shí)候，才能正常的工作。并且，雖然通斷頻率低于45是可以正常工作的。但是在這個(gè)值與45接近的時(shí)候，也會(huì)導(dǎo)致很多的問(wèn)題。嚴(yán)重的時(shí)候可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的損壞。

二、 傳統(tǒng)電機(jī)循環(huán)電路的電子接觸器技術(shù)改造

隨著技術(shù)的急速發(fā)展，目前已經(jīng)有很多的可以取代傳統(tǒng)電機(jī)的循環(huán)電路的方案了。比如說(shuō)現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的就是使用PLC元件進(jìn)行整個(gè)的控制電路。還有的可以采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行電機(jī)啟停的控制。有的甚至對(duì)整個(gè)的電路進(jìn)行防疊裝置的設(shè)計(jì)，從工藝上進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)整個(gè)設(shè)備的傳動(dòng)裝置以及電氣裝置進(jìn)行全面的改進(jìn)，這個(gè)方案當(dāng)然也能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)電機(jī)的智能化。并且，有的企業(yè)現(xiàn)在甚至?xí)苯臃艞壃F(xiàn)在使用的機(jī)器設(shè)備，直接引入西方的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，但是西方的機(jī)械是相對(duì)比較昂貴的，很多的單位不愿意投入大量的資金。

所以，只能通過(guò)現(xiàn)代化的改造使得企業(yè)的設(shè)備所存在的問(wèn)題進(jìn)行修補(bǔ)。而一種比較廉價(jià)且比較合適的做法就是應(yīng)用“電子接觸器”對(duì)循環(huán)電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?。在電路的改造過(guò)程中，使用NE555時(shí)基電路構(gòu)成基本的控制電路。對(duì)于主回路的改造則使用雙向可控的硅取代傳統(tǒng)的交流接觸器的主接觸頭。這樣雙向可控的硅就可以很好的完場(chǎng)交流電力的控制的工作。

雙向可控硅可以控制電機(jī)的啟停問(wèn)題的主要工作原理是：

首先，雙向可控硅期間中通過(guò)交流電的時(shí)候，在每半個(gè)電流的周期中可控硅進(jìn)行一次觸發(fā)。

其次，只有在可控硅中通過(guò)的電流大于擎住電流的時(shí)候，次啊能在去掉觸發(fā)脈沖之后的維持器中繼續(xù)進(jìn)行通導(dǎo)的工作。

第三，只有在可控硅中通過(guò)的電流下降到了維持電流之下的時(shí)候，可控硅斷開(kāi)，回復(fù)阻斷的能力。

最后，可控硅在斷開(kāi)之后，要在此出發(fā)才能重新進(jìn)行通導(dǎo)。

所以，在陰極與門極之間需要加以核實(shí)的電壓，才能使得可控硅起到觸發(fā)控制的作用。

這一方案僅僅需要付出極少的成本，設(shè)備的體積很小，性能卻是相對(duì)比較穩(wěn)定的。設(shè)備的性價(jià)比相對(duì)比較合理。在設(shè)備的改造過(guò)程中，方案比其他的方案更加可靠，并且需要調(diào)試的時(shí)間比較短。最重要的是，經(jīng)過(guò)改造后的電路的電機(jī)通斷頻率的運(yùn)行范圍到了80左右。

但是，新的方案所改造出的電路與傳統(tǒng)的循環(huán)電路有很大的不同。大功率的可控硅元件在使用的過(guò)程中需要加以適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)冷卻組件。具體的冷卻組件可以選擇散熱器冷卻。同時(shí)，在通斷頻率比較小的情況下，可以采取自然的冷卻方式，相對(duì)而言還是比較經(jīng)濟(jì)適用的。

三、改造方案的運(yùn)行原理

1、新的循環(huán)電路的工作

如下圖，經(jīng)過(guò)改造之后的電路由兩部分組成，分為主電路部分和輔電路部分。住電路的回路中財(cái)務(wù)了雙向可控硅的原件，額定電流的選擇在41A以上。同時(shí)，為了確保新型電路的工作的穩(wěn)定性，可以為雙向可控硅的表現(xiàn)加上一定的散熱裝置。在途中的大功率的繼電器KA型號(hào)為JQX-13F。主要的接線方式如圖所示。

圖一 改造后循環(huán)電路

在圖中的輔電路的回路設(shè)計(jì)中，其主要的作用是為主電路的回路提供電源。其中的B是50W的控制變壓器。其中的SB1和SB2則是控制電機(jī)停止以及啟動(dòng)的操作按鈕。

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了能夠滿足實(shí)際的操作中操作人員的要求，在設(shè)計(jì)之初還提供了可循環(huán)電路的手動(dòng)操作與自動(dòng)操作之間的轉(zhuǎn)換。雙位撥動(dòng)K1開(kāi)關(guān)的時(shí)候，就能進(jìn)行著兩種狀態(tài)的自由切換。

2、手動(dòng)控制狀態(tài)

當(dāng)圖中的K1處于閉合運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，電路的運(yùn)行可以采取手動(dòng)態(tài)進(jìn)行一定的控制，那就是人工控制的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，基本的控制過(guò)程為：接通電源之后，將K1-1以及K1-2調(diào)整到關(guān)閉的狀態(tài)。這樣的情況下，V1和V2的門極就會(huì)處于一種一直通電的狀態(tài)。然后，操作人員可以使用SB2的控制按鈕進(jìn)行操作，之后KM線圈就會(huì)得點(diǎn)，電機(jī)就會(huì)啟動(dòng)，然后處于一種連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)的。

在手動(dòng)的控制狀態(tài)之下，如果機(jī)器需要緊急的停止的話，使用SB1的按鈕，就會(huì)直接使得電路關(guān)閉。雖然此時(shí)的電路3會(huì)處在通電的狀態(tài)下，但是對(duì)整體的電路沒(méi)有影響，電路會(huì)切斷運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 、自動(dòng)控制狀態(tài)

當(dāng)圖中的K1處在斷開(kāi)的狀態(tài)的時(shí)候，電路的運(yùn)行就可以采取自動(dòng)運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行控制。那就是處在電路的自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)之下。這樣的運(yùn)行狀態(tài)中期主要的控制過(guò)程是：接通電源之后，電路3會(huì)產(chǎn)生震蕩。這樣的情況下，KA這個(gè)循環(huán)就會(huì)閉合運(yùn)行通電，這樣KA1和KA2兩個(gè)循環(huán)就會(huì)閉合，接著按下SB2的按鈕之后，KM線圈就會(huì)得點(diǎn)，電機(jī)就會(huì)進(jìn)行循環(huán)啟停的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

另外，在自動(dòng)的狀態(tài)下，還有幾個(gè)調(diào)整的功能。其中的RP1是對(duì)電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行調(diào)整的。RP2是對(duì)電機(jī)的運(yùn)行停止時(shí)間進(jìn)行調(diào)整的。如果在自動(dòng)運(yùn)行的狀態(tài)下，需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行緊急的停止的話，使用SB1的按鈕，就會(huì)使得KM線圈處于失電的狀態(tài)下，這樣就會(huì)使得電路關(guān)閉。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的改造的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)，我們可以發(fā)現(xiàn)使用電子接觸器技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的循環(huán)電路進(jìn)行改造的方案是切實(shí)可行的，并且經(jīng)濟(jì)性相對(duì)來(lái)講是比較高的。同時(shí)，傳統(tǒng)的電路中以交流接觸器為主要的控制原件，并不是沒(méi)有一定的可取性，當(dāng)通斷頻率小于30的時(shí)候，相對(duì)本方案來(lái)講也是一種比較經(jīng)濟(jì)可行的運(yùn)行方案。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李波，淺談機(jī)械工程中交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]，民營(yíng)科技，2009

篇7

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；電氣設(shè)計(jì)；關(guān)鍵點(diǎn)

Abstract: high voltage power lines can be divided into the overhead transmission lines and cable transmission line two, although the latter is embedded in the underground, can save a space, but to operations in the process of maintenance, repair bring certain problem, so usually uhv transmission lines overhead transmission lines in the form of existence. This article through to high voltage transmission line the main content of the electrical design and the key points in actual design simple discusses.

Keywords: high voltage power lines; Electrical design; Key point

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于電力的需求量也日益增加。因此，對(duì)于電力資源供應(yīng)的質(zhì)量與安全性也有了更高的要求。目前在高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)中仍然存在著一定的問(wèn)題，為了保證高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量，就先要對(duì)高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行分析研究。

一、高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容可分為三個(gè)部分，即可行性分析、初步設(shè)計(jì)以及施工圖設(shè)計(jì)。

（一）可行性分析

所謂可行性分析就是指全面地從經(jīng)濟(jì)上、設(shè)備上、技術(shù)上分析、調(diào)研項(xiàng)目盈利、資金籌備、設(shè)備選材、工程規(guī)模等各個(gè)方面，它主要是預(yù)測(cè)高壓輸電線路項(xiàng)目完成后可能產(chǎn)生的社會(huì)影響以及經(jīng)濟(jì)收益等方面，進(jìn)而提出相關(guān)咨詢意見(jiàn)以供施工方案、投資建設(shè)等作參考之用。其中需要注意的是，可行性分析必須嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)政策法規(guī)與規(guī)定，還必須具備相應(yīng)的計(jì)算圖表、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等技術(shù)資料，從而保證分析研究的全面性與可靠性。而可行性分析所得出的報(bào)告則由設(shè)計(jì)方案、報(bào)告內(nèi)容、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、論證結(jié)果幾部分組成。

設(shè)計(jì)方案。由于可行性分析主要針對(duì)的對(duì)象就是具體設(shè)計(jì)方案的可行性，因此設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量是至關(guān)重要的。為保證設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，必須對(duì)輸電線路工程的環(huán)境影響、施工技術(shù)、主要設(shè)備、建設(shè)規(guī)模等進(jìn)行全面、詳實(shí)、可靠的預(yù)估。

報(bào)告內(nèi)容。在可行性報(bào)告中所提出的報(bào)告內(nèi)容以及研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)都必須是基于客觀、真實(shí)的原則之上，缺乏可靠性、真實(shí)性的可行性報(bào)告將會(huì)使輸電線路在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中出現(xiàn)不可避免的失誤與偏差，從而對(duì)工程建設(shè)造成極大的負(fù)面影響。

風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。可行性報(bào)告中的另一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容就是對(duì)工程風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)，只有在工程建設(shè)之前，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行切實(shí)、合理的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)才能保證工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中可能出現(xiàn)的因社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素而導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)得以有效規(guī)避。

論證結(jié)果。論證性是可行性報(bào)告的最大特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于論證性的報(bào)告來(lái)說(shuō)，其嚴(yán)密性就成了報(bào)告質(zhì)量高低的關(guān)鍵點(diǎn)。要保證論證的嚴(yán)密性，就必須利用系統(tǒng)性的分析措施，即對(duì)于高壓輸電線路建設(shè)過(guò)程中的各方面影響因素都要系統(tǒng)地、全面地進(jìn)行分析論證。

（二）初步設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)就是指高壓輸電線路設(shè)計(jì)項(xiàng)目的初期草圖，即以輸電線路在實(shí)際設(shè)計(jì)、施工中的要求為依據(jù)并將各類技術(shù)資料整理齊全后，提出多種設(shè)計(jì)思路，而后經(jīng)過(guò)反復(fù)論證、研究，再將最為合適、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案選出作為最終方案。其中的主要內(nèi)容包括：

路徑、導(dǎo)線與環(huán)境因素。周邊環(huán)境因素對(duì)于高壓輸電線路導(dǎo)線的參數(shù)有著較大的影響，而導(dǎo)線下方電場(chǎng)如果受到環(huán)境因素影響就會(huì)使線路的輸電性能相應(yīng)受到影響。因此必須選擇精確、科學(xué)的計(jì)算方法來(lái)使導(dǎo)線電場(chǎng)的計(jì)算值盡可能與實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的真實(shí)值近似。另外，在設(shè)計(jì)高壓輸電線路時(shí)應(yīng)盡可能在氣象、環(huán)境條件較佳的區(qū)域進(jìn)行工程建設(shè)，從而有效降低輸電線路運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的損失。

塔桿基礎(chǔ)。高壓輸電線路重要的組成部分就是塔桿基礎(chǔ)，良好的塔桿基礎(chǔ)也是使線路運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性的保證。由于在自然環(huán)境下，輸電線路的電氣元件處于外露的狀態(tài)下，因此電氣元件不僅受到機(jī)械荷載的影響，而且還會(huì)受到地質(zhì)地形的影響，所以在實(shí)際方案設(shè)計(jì)中，必須對(duì)這些因素進(jìn)行綜合考慮并保證施工質(zhì)量。

防雷、絕緣與防振。高壓輸電線路中的絕緣子的作用是導(dǎo)線支撐以及防止電流出現(xiàn)回地現(xiàn)象，在整個(gè)輸電線路網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)計(jì)絕緣子必須使其能夠充分發(fā)揮其作用與功能。而雷擊則是影響輸電線路正常、安全運(yùn)行的重大自然隱患。因此在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合高壓輸電線路所在區(qū)域的實(shí)際環(huán)境情況與雷擊傷害原因來(lái)制定相應(yīng)的防雷擊措施。另外，高壓輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中，導(dǎo)線不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)應(yīng)力，進(jìn)而也會(huì)導(dǎo)致高壓輸電線路因振動(dòng)而產(chǎn)生故障，所以應(yīng)采取相應(yīng)的防振措施使導(dǎo)線的振動(dòng)情況得以減少或消除。

施工圖設(shè)計(jì)。這個(gè)階段的內(nèi)容主要包括桿塔與基礎(chǔ)施工圖、機(jī)電安裝施工圖、桿位斷面圖與桿塔明細(xì)表、路徑平面位置施工圖以及概預(yù)算報(bào)告書(shū)。

二、電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)探討

（一）路徑的選擇

高壓輸電線路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一就是路徑的選擇，為了給輸電線路施工與運(yùn)行維護(hù)提供良好的基礎(chǔ)條件，應(yīng)在路徑選擇時(shí)，對(duì)水文、地質(zhì)、氣象等沿線自然條件進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)將輸電路徑與周圍的環(huán)境保護(hù)、資源開(kāi)發(fā)與其他設(shè)施間的關(guān)系妥善協(xié)調(diào)好。另外，選擇的路徑應(yīng)嚴(yán)格以國(guó)家現(xiàn)行法律法規(guī)為依據(jù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證后，選擇最切實(shí)可行的方案。路徑選擇應(yīng)遵循的原則：盡可能選擇路徑最短的，其中的曲折系數(shù)越小越佳；盡可能選擇直線線路，防止出現(xiàn)的轉(zhuǎn)角太多與轉(zhuǎn)角過(guò)大；盡可能選擇平坦的區(qū)域來(lái)設(shè)置轉(zhuǎn)角點(diǎn)，轉(zhuǎn)點(diǎn)距離應(yīng)較大；盡量選擇交通便利的區(qū)域；盡量選擇良好地質(zhì)條件的區(qū)域，防止因自然災(zāi)害影響線路；盡量少占地，注意對(duì)農(nóng)田作物與名勝古跡的保護(hù)；盡可能避開(kāi)障礙物，要與鐵路、航空、通信等部門進(jìn)行充分協(xié)調(diào)。總之，在選擇路徑時(shí)應(yīng)對(duì)工程可行性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行兼顧，對(duì)占地賠償?shù)冗M(jìn)行綜合考慮，同時(shí)最大限度使電網(wǎng)系統(tǒng)的需求得到滿足。

（二）桿塔基礎(chǔ)的選擇

高壓輸電線路桿塔是其主要的結(jié)構(gòu)之一，它是以絕緣強(qiáng)度與機(jī)械強(qiáng)度為依據(jù)，并由鋼材或鋼筋混凝土為材料建造的。選擇桿塔形式應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)地形情況來(lái)確定，盡量做到因地制宜。針對(duì)我國(guó)多樣的地基形態(tài)，如巖體地基、凍土地基、黃土地基、軟土地基等，因此，為保證桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，應(yīng)選擇最為適宜的桿塔基礎(chǔ)形式，如人工斜挖原狀土形式的承載力較高，不易產(chǎn)生變形，同時(shí)節(jié)約了材料，開(kāi)挖工作量較小，適用于較厚覆蓋層、可塑性粘土。而軟土地復(fù)合式的小樁基礎(chǔ)則為斜樁與直樁分布成網(wǎng)狀，從而使得設(shè)施所受水平力與上拔力朝下發(fā)展，以得到較大的承載力等。

（三）抗冰設(shè)計(jì)

在高壓輸電線路的設(shè)計(jì)中，還要特別注意的就是根據(jù)不同區(qū)域的氣候條件，進(jìn)行抗冰性設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)在節(jié)省工程造價(jià)的同時(shí)對(duì)線路運(yùn)行的安全與穩(wěn)定有所保證。由于我國(guó)各區(qū)域的氣候條件不盡相同，因此可能造成的凝冰程度也存在差異。因此在冰厚設(shè)計(jì)上應(yīng)基于實(shí)際情況，同時(shí)綜合分析研究輸電線路所在區(qū)域的濕度、風(fēng)向與地質(zhì)地形狀況，從而使抗冰設(shè)計(jì)值科學(xué)、合理。

通常情況下，加強(qiáng)導(dǎo)線與重型抗冰塔是目前輸電線路抗冰最為普遍的設(shè)計(jì)方法。如果輸電線路在重冰區(qū)域，則應(yīng)間隔一段距離就進(jìn)行一個(gè)基抗串耐張塔的設(shè)置，而導(dǎo)線材質(zhì)則應(yīng)選擇機(jī)械強(qiáng)度大的，同時(shí)為避免導(dǎo)線因脫冰震動(dòng)或不平衡張力而產(chǎn)生損害，應(yīng)利用預(yù)絞絲護(hù)線對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)。除此之外，防止絕緣子冰閃也是抗冰設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，而使絕緣子串長(zhǎng)度與爬電距離增大就能使絕緣串傘型結(jié)構(gòu)得以改善。將防水材料涂于絕緣子表面則能夠從一定程度上使覆冰緣子產(chǎn)生漏電的可能降低。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，對(duì)于高壓輸電線路的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)其所在地區(qū)的實(shí)際情況，在充分分析研究設(shè)計(jì)項(xiàng)目的可行性報(bào)告的基礎(chǔ)上，選擇最為合理的線路設(shè)計(jì)方案，從而保證高壓輸電線路在設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行過(guò)程中的安全、穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周芳金.高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)分析.[J].技術(shù)與市場(chǎng).2011,18(10)

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關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì) 輸電；電網(wǎng)建設(shè)；高壓輸電線路

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)中主要有兩種方式：一種是高壓電纜輸電線路的電氣設(shè)計(jì)，一種是高壓架空輸電線路的電氣設(shè)計(jì)。兩種方式的電氣設(shè)計(jì)類型和具備的特征都極為不同。就高壓架空輸電線路的電氣設(shè)計(jì)而言，其中最為顯著的特征是將輸電底線和電纜放置在高空之中，借助輸電塔實(shí)現(xiàn)輸電工作。而高壓電纜輸電線路的電氣設(shè)計(jì)與之不同，高壓電纜輸電線路的電氣設(shè)計(jì)主要是將電纜放置在地底下實(shí)現(xiàn)輸電工作，最大的特征是可以節(jié)省很多電網(wǎng)輸電的空間；但這種電氣設(shè)計(jì)中也存在的一定的不足之處，在高壓輸電線路的后期工作建設(shè)中，一旦發(fā)生意外故障，檢修線路將面臨阻礙。因此，無(wú)論是哪一種高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)都存在著一定的不足，需要電氣設(shè)計(jì)工作者根據(jù)具體的輸電工程進(jìn)行改善和提高，只有根據(jù)科學(xué)的規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，才可以保證高壓輸電工作可以高效、安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行。

1設(shè)計(jì)高壓輸電線路電氣的過(guò)程

高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)可分為三個(gè)步驟：前期進(jìn)行分析、初期的設(shè)計(jì)工作、根據(jù)圖紙進(jìn)行施工。

1.1前期進(jìn)行分析

高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)工程相對(duì)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)較為艱巨的設(shè)計(jì)工程，對(duì)可能會(huì)發(fā)生的事故和風(fēng)險(xiǎn)如若沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)的分析，就會(huì)造成電氣工程的設(shè)計(jì)工作無(wú)法正常進(jìn)行。對(duì)可能會(huì)發(fā)生的事故和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，是分析高壓輸電線路可行性的重要核心工作，此項(xiàng)工作包括對(duì)高壓輸電線路的工程規(guī)模、所需材料、資金成本、所需各項(xiàng)設(shè)備等多方面進(jìn)行分析和評(píng)估，只有通過(guò)具體的實(shí)地調(diào)查和分析，從而得出的評(píng)估結(jié)果才具有一定的科學(xué)性和可行性。

只有具備了高壓輸電線路的可行性方案，就能夠詳細(xì)精準(zhǔn)的分析高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)會(huì)遇到的問(wèn)題，方案的設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)工作人員從工程施工設(shè)備、施工的環(huán)境、技術(shù)等方面入手，科學(xué)的進(jìn)行論證。再者，一套科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)方案，必須以客觀的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，才可以確保方案切實(shí)可行。

1.2設(shè)計(jì)的初期

初期高壓輸電線路電氣的設(shè)計(jì)，主要是以草圖設(shè)計(jì)為主，在草圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上根據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境再進(jìn)行修改，確保最終呈現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案是最適合實(shí)際情況的電氣設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)工作人員主要的設(shè)計(jì)工作有：確定天氣、輸電路徑的選擇、導(dǎo)線的選擇、輸電鐵塔的確認(rèn)、防震防雷設(shè)施的安排等等。在輸電的過(guò)程中，輸電導(dǎo)線時(shí)常會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境的原因，受到一定的影響，致使電能源大幅度的流失。因此，在設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要根據(jù)高壓線路徑的實(shí)際環(huán)境計(jì)算具體的電量。輸電鐵塔是完成高壓輸電的重要部分，輸電鐵塔決定了輸電過(guò)程的安全性。地震和雷電等自然現(xiàn)象都是屬于不可抗拒的自然因素，電氣工程設(shè)計(jì)工作人員需要充分的了解絕緣子的核心部分，針對(duì)地震和雷電等現(xiàn)象優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)方案，防治高壓輸電線路受到自然因素的毀壞，保障高壓輸電可以正常的進(jìn)行。

1.3根據(jù)圖紙進(jìn)行施工

文中不斷的提到電氣設(shè)計(jì)方案需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行不斷的修改和完善，最終才可以設(shè)計(jì)出最合適的電氣工程設(shè)計(jì)方案和圖紙。高壓輸電線路電氣工程的設(shè)計(jì)，需要切實(shí)的根據(jù)最終的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工。在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要一步步落實(shí)圖紙中的線路和路徑以及輸電塔等設(shè)備的確定，決不能忽視高壓輸電線路設(shè)計(jì)中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)。

2 在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的一些問(wèn)題

2.1線路是否具備抗冰的性能

每個(gè)高壓輸電線路的地理位置都不相同，因此在電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，需要工作人員切實(shí)的考慮到外界的氣溫變化和輸電線路會(huì)遇到的各種天氣因素，在設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)線路的抗冰性能進(jìn)行研究，以此確保高壓輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中能夠更完全、有效的進(jìn)行輸電工作。在設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員需要對(duì)相應(yīng)地區(qū)的浮冰進(jìn)行處理，這要求電氣設(shè)計(jì)人員不僅考慮到天氣的不可抗力因素，還需要考慮到不同地區(qū)地質(zhì)對(duì)于輸電的影響，在冰凍較為嚴(yán)重的路徑，選擇抗冰塔輔助完成高壓輸電線路的任務(wù)。與此同時(shí)，還需要強(qiáng)化高壓電纜，最好選擇絕緣度較高的材料。

2.2線路的路徑選擇

在設(shè)計(jì)高壓輸電線路時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須選擇最為科學(xué)、最合理的線路路徑?？茖W(xué)合理的選擇線路路徑是完成高壓輸電線路設(shè)計(jì)工作中重要環(huán)節(jié)。在選擇線路路線時(shí)，還需要考慮到當(dāng)?shù)貐^(qū)域所具備的實(shí)際條件：當(dāng)?shù)氐臍庀筇卣?、良好的水源、適宜的地質(zhì)等等。在選擇好線路路徑后，需要考慮高壓輸電線路所在地的周邊開(kāi)發(fā)建設(shè)；還應(yīng)該根據(jù)我國(guó)相關(guān)的法律法規(guī)為根本出發(fā)點(diǎn)，選擇適宜的高壓輸電線路的路徑。就高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)而言，最好的路徑需要具備：地質(zhì)優(yōu)良、轉(zhuǎn)角少、少曲折、路徑較短等方面的優(yōu)點(diǎn)，并且具備適宜的自然條件和便利的交通環(huán)境。

2.3線路桿塔方面的選擇

高壓輸電工作的完成，需要借助桿塔才能夠完成輸電工作。對(duì)于高壓輸電線路來(lái)說(shuō)，桿塔是最主要的組成結(jié)構(gòu)，為此，想要保證高壓輸電工作的運(yùn)行，選擇桿塔時(shí)十分的重要，需要考慮絕緣度和機(jī)械的強(qiáng)度，一般來(lái)說(shuō)是由鋼材建成或者是鋼筋混凝土做成。在選擇桿塔時(shí)，必須要考慮高壓線路路徑所在地區(qū)的地貌特征，并結(jié)合不同的地質(zhì)選擇不同的線路桿塔，因地制宜。針對(duì)較軟的土地、巖石地基、凍土地基、黃土地基要選擇相應(yīng)適合的桿塔類型。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)方案需要切合實(shí)際，設(shè)計(jì)方案時(shí)需要滿足電網(wǎng)建設(shè)的需求。如若設(shè)計(jì)方案脫離現(xiàn)實(shí)，是對(duì)電氣工程建設(shè)的不負(fù)責(zé)，既無(wú)法保障電氣設(shè)計(jì)的安全性，也無(wú)法滿足我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的實(shí)際需求。因此，對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)輸電來(lái)說(shuō)是非常重要的。只有在施工過(guò)程中結(jié)合實(shí)際地質(zhì)、天氣、水源等因素，不斷的改善和修改設(shè)計(jì)方案，最終設(shè)計(jì)出最合理、最專業(yè)、最科學(xué)、最安全、最穩(wěn)定的施工方案，才能確保我國(guó)電網(wǎng)輸電工作能夠安全有效的實(shí)施。

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關(guān)鍵詞：架空輸電線路；繞擊；電氣幾何模型

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

國(guó)內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，雷電是造成架空輸電線路跳閘的主要原因。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議公布的美國(guó)、前蘇聯(lián)等12個(gè)國(guó)家的電壓275kV～500kV總長(zhǎng)為32700km。輸電線路連續(xù)三年的運(yùn)行資料反映，雷擊故障占60%。日本電力系統(tǒng)事故中由雷擊輸電線路造成的占50%。我國(guó)輸電線路故障中，雷擊也占很大比例，如2003年我國(guó)110kV～500kV線路雷擊閃絡(luò)跳閘占線路總跳閘的35.12%。因此，加強(qiáng)架空輸電線路防雷設(shè)計(jì)尤為重要。

在架空輸電線路雷電閃絡(luò)率計(jì)算中，一般分為繞擊率計(jì)算和反擊率計(jì)算。繞擊率的計(jì)算模型主要有兩種：電氣幾何模型（EGM）和先導(dǎo)傳播模型（LPM）。LPM計(jì)算所采用的參數(shù)存在爭(zhēng)議，計(jì)算結(jié)果也有較大的差異。目前，我國(guó)繞擊率的計(jì)算以EGM為主。

同時(shí)，雷電是一種復(fù)雜的自然現(xiàn)象。防雷設(shè)計(jì)中許多參數(shù)都具有不確定性。例如雷電流的波形，幅值分散性很大；不同的地質(zhì)條件的桿塔接地電阻，差異很大，同時(shí)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化；地域的雷電日或者落雷密度也是在統(tǒng)計(jì)意義上的平均值。這些因素都增加了防雷設(shè)計(jì)中的不確定性。在雷擊閃絡(luò)率的計(jì)算中，必須考慮這些因素。因此，防雷設(shè)計(jì)中應(yīng)將理論計(jì)算與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，提出防雷的有效措施，以減少雷擊跳閘率，提高線路運(yùn)行的可靠性。

1電氣幾何模型

電氣幾何模型的基本原理為：由雷云向地面發(fā)展的先導(dǎo)頭部到達(dá)距被擊物體臨界擊穿距離（簡(jiǎn)稱擊距）的位置以前，擊中點(diǎn)是不確定的，先到達(dá)哪個(gè)物體的擊距之內(nèi)，即向該物體放電；擊距同雷電流幅值有關(guān)。本文重點(diǎn)論述電氣幾何模型中對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大或存在爭(zhēng)議因素的處理方法。

1.1導(dǎo)線電壓

導(dǎo)線由于自身具有一定的電壓，尤其在超高壓、特高壓線路中，導(dǎo)線本身電壓可能很高，在擊距計(jì)算中必須考慮。中國(guó)電力科學(xué)院根據(jù)負(fù)極長(zhǎng)間隙放電電壓與擊距的關(guān)系，指出導(dǎo)線擊距公式為：

（1）

Vdc為導(dǎo)線工作電壓，對(duì)于負(fù)電壓取正值，正電壓取負(fù)值。這是根據(jù)大部分雷電均為負(fù)極性得到的。

1.2 屏蔽率計(jì)算

以往的電氣幾何模型中，屏蔽率的計(jì)算是以暴露弧長(zhǎng)在地面的投影來(lái)計(jì)算的，這樣當(dāng)采用負(fù)保護(hù)角時(shí)，繞擊率便為零。從日本特高壓輸電線路運(yùn)行中拍攝到的雷擊照片得知，有雷電先導(dǎo)側(cè)向擊中導(dǎo)線的情況發(fā)生。從雷電的先導(dǎo)模型可知，雷電的發(fā)展是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，暴露在雷電發(fā)展范圍的物體都有可能被雷電擊中。采用暴露弧長(zhǎng)比計(jì)算屏蔽率更加近似物理模型。因此，推薦采用暴露弧長(zhǎng)比計(jì)算屏蔽率。

1.3 同塔雙回或多回繞擊率計(jì)算

對(duì)于同塔雙回或者多回輸電線路繞擊率的計(jì)算，目前有兩種不同的考慮方法：

（1）分別作出各個(gè)導(dǎo)線和地線的擊距圓，以暴露導(dǎo)線總的暴露弧長(zhǎng)與地線和導(dǎo)線弧長(zhǎng)和的比值作為繞擊率。

（2）不考慮導(dǎo)線間互相的屏蔽效應(yīng)，分別以每根導(dǎo)線和地線之間的幾何位置關(guān)系，計(jì)算繞擊閃絡(luò)率，取最大值作為線路的繞擊閃絡(luò)率。這種方法主要是基于以下兩個(gè)事實(shí)：①只要一根導(dǎo)線發(fā)生繞擊閃絡(luò)，即認(rèn)為整個(gè)線路發(fā)生繞擊閃絡(luò)，導(dǎo)線間的互相屏蔽作用對(duì)整個(gè)線路的繞擊閃絡(luò)率影響很?。虎谶@種處理方式得到的繞擊率與第一種方法比較相差不大，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)要簡(jiǎn)單的多。

推薦第二種方法。

1.4 雷電入射角

國(guó)內(nèi)有些學(xué)者認(rèn)為在計(jì)算雷電繞擊率時(shí)，要考慮雷電的入射角，并推薦入射角度分布函數(shù)。這種處理方式存在以下問(wèn)題：

（1）根據(jù)雷電先導(dǎo)模型的研究成果，雷電通道在向下發(fā)展過(guò)程中其發(fā)展方向具有一定的隨機(jī)性，從統(tǒng)計(jì)的規(guī)律來(lái)看，雷電通道總是趨于沿電場(chǎng)最大的方向發(fā)展。因此，雷電入射角概念本身并沒(méi)有物理過(guò)程上的依據(jù)。

（2）來(lái)源自參考文獻(xiàn)[2]。這篇文章是針對(duì)日本西海岸冬季雷電觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，有兩個(gè)特殊之處：①觀測(cè)對(duì)象不僅只針對(duì)輸電線路桿塔，還有微波通信塔，起重機(jī)等。在文章結(jié)論中，作者也指出目前得到的結(jié)果多針對(duì)高建筑物，是否適用于輸電線路，尚無(wú)法給出肯定意見(jiàn)。②由于觀測(cè)點(diǎn)靠近海洋，云層多在幾百米左右，雷電多由高塔的上行先導(dǎo)產(chǎn)生。對(duì)于我國(guó)大部分地區(qū)的雷電，不符合這個(gè)特點(diǎn)。

基于以上分析，在雷電繞擊中考慮雷電入射角的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。至少在觀測(cè)數(shù)據(jù)比較少的情況下，沒(méi)有必要做這樣的處理。

1.5 后繼雷電流

Anderon R.B.和Eriksson在《Lighting parameters for engineering application 》指出：雷電在發(fā)展中經(jīng)常存在，沿同一通道多次擊中地面物體的情況，而且后繼的雷電流的大小與先導(dǎo)雷電流無(wú)關(guān)，存在后繼雷電流超過(guò)先導(dǎo)雷電流的情況。因此，IEEE std1243-1997建議在繞擊計(jì)算中要考慮這個(gè)因素。但是，國(guó)內(nèi)的研究多忽略這個(gè)因素。本文也不予考慮，認(rèn)為在雷電流分布函數(shù)中已經(jīng)涵蓋了這些情況。

1.6 交流線路導(dǎo)線電壓的選取

對(duì)于直流線路，不存在電壓相位的問(wèn)題。但是，在交流線路中，由于電壓是時(shí)變的，要考慮雷擊時(shí)導(dǎo)線電壓的幅值。一般的處理方法為，每隔15°選擇選取一個(gè)電壓值，計(jì)算繞擊閃絡(luò)率，取平均值作為線路繞擊閃絡(luò)率。

1.7 地形的影響

輸電線路在空間上分布范圍很廣，沿線地形條件復(fù)雜。針對(duì)地形對(duì)雷電繞擊率的影響，主要有兩種處理方法：一種是在電氣幾何模型中以地面傾斜角度考慮地形；另一種方法是按地形分類對(duì)導(dǎo)線的平均高度經(jīng)行修正。

第一種方法針對(duì)線路走廊不同的地形定義相應(yīng)的地面傾角，在電氣幾何模型中考慮由于地面傾角造成的大地屏蔽效果的減弱。這種處理方法的缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮地形對(duì)導(dǎo)線高度的影響，計(jì)算所得的結(jié)果偏于樂(lè)觀。

第二種方法是美國(guó)E.R.Whitehead提出的。他將地形分為三類：平原、丘陵和山地。對(duì)于這三種地形，在確定導(dǎo)線高度的參數(shù)時(shí)采用不同的原則。計(jì)算公式如下：

（2）

其中，hdt為導(dǎo)線掛點(diǎn)高度，Sd為導(dǎo)線最大弧垂。

各種地形下地線對(duì)地的平均高度hb計(jì)算方法如下：

（3）

本文中結(jié)合兩種處理方法，對(duì)不同類型的地形，考慮不同的地面傾角和導(dǎo)地線高度，由此更加全面的反應(yīng)整個(gè)線路的防雷性能。

1.8 全線雷擊閃絡(luò)率的計(jì)算

根據(jù)IEEE std1243-1997給出的結(jié)論，全線雷擊閃絡(luò)率按如下公式計(jì)算：

（4）

Tn―典型區(qū)段雷擊閃絡(luò)率。

Ln―典型區(qū)段的長(zhǎng)度。

2 計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)

根據(jù)以上分析，建立輸電線路繞擊電氣幾何計(jì)算模型，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)軟件。Excel本身具有強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)性。本文所設(shè)計(jì)雷電繞擊計(jì)算系統(tǒng)基于Excel平臺(tái)。

軟件界面如圖1所示。表格中實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入，VBA中實(shí)現(xiàn)計(jì)算過(guò)程。該軟件應(yīng)用方便，可以方便的進(jìn)行不同地線保護(hù)角下，不同地形下，雷電繞擊閃絡(luò)率的計(jì)算。

3計(jì)算案例

線路實(shí)際繞擊閃絡(luò)率需長(zhǎng)期運(yùn)行觀測(cè)及積累。本文以某條500kV線路為例進(jìn)行計(jì)算。線路基本情況見(jiàn)表1。直線塔型式如圖2所示，耐張塔型式如圖3所示。

將以上數(shù)據(jù)輸入計(jì)算程序，得到不同地形下雷電繞擊率，根據(jù)公式（4）進(jìn)行加權(quán)，得到全線繞擊率，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]中雷電反擊計(jì)算方法，該線路反擊跳閘率在0.124次/（100km?a）。因此，該500kV線路全線雷擊跳閘率為0.392次/（100km?a）。該結(jié)果與山區(qū)線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基本一致。

結(jié)語(yǔ)

（1）雷電繞擊輸電線路是一個(gè)非常復(fù)雜的物理過(guò)程。目前，繞擊率的計(jì)算一般使用電氣幾何模型。該模型與先導(dǎo)模型相比，雖然忽略了物理過(guò)程上的細(xì)節(jié)，但是計(jì)算結(jié)果仍可以反映線路的運(yùn)行繞擊情況。

（2）在電氣幾何模型中，對(duì)于超、特高壓線路要考慮導(dǎo)線電壓，可以不考慮雷電的入射角。屏蔽率的計(jì)算使用弧長(zhǎng)比更加科學(xué)。同時(shí)，本文還給出同塔多回線路，交流線路在計(jì)算繞擊率時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

（3）結(jié)合以往的研究結(jié)果，給出繞擊率計(jì)算中地形因素的處理方法，并使用IEEE推薦公式計(jì)算整條線路的繞擊率。

（4）開(kāi)發(fā)繞擊計(jì)算軟件并與科研單位的成果進(jìn)行了對(duì)比。線路的繞擊率與線路的所處的自然條件緊密相關(guān)，應(yīng)針對(duì)不同區(qū)域不斷積累相關(guān)數(shù)據(jù)，完善模型。

參考文獻(xiàn)

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[3]張志勁，司馬文霞，蔣興良，等. 超/特高壓輸電線路雷電繞擊防護(hù)性能研究[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)， 2005， 25（10）：1-6.

篇10

關(guān)鍵詞：市政路橋施工；技術(shù)控制；探索研究

中圖分類號(hào)：TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

城市立交橋、高等級(jí)公路等市政路橋在施工時(shí)，其施工技術(shù)手段的高低對(duì)整個(gè)城市的外觀以及當(dāng)?shù)卣糠中蜗笥兄匾绊?，更重要的是關(guān)系到城市居住人員出行情況，與人們的生活密不可分。因此在市政路橋施工中，對(duì)其施工技術(shù)的研究分析和工程質(zhì)量的管理就顯得很重要，控制市政路橋施工建設(shè)的質(zhì)量不但直接關(guān)系到施工建設(shè)單位自身的利益，還對(duì)整個(gè)城市的建設(shè)有著十分重要的意義。

一、市政路橋施工的特點(diǎn)

作為城市重要設(shè)施之一，市政路橋與城市居住人員外出旅行等方面必不可分，所以受到國(guó)家、地區(qū)、有關(guān)建設(shè)單位的格外重視。對(duì)施工技術(shù)以及建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行控制是整個(gè)市政路橋工程建設(shè)的核心內(nèi)容，它關(guān)系著市政路橋的質(zhì)量、安全程度、施工進(jìn)度以及成本花費(fèi)等多個(gè)方面。經(jīng)過(guò)有效科學(xué)的控制與應(yīng)用，可避免施工建設(shè)工程中出現(xiàn)的通病，是保證市政路橋工程具有高質(zhì)量的前提，讓建筑施工企業(yè)獲得豐厚經(jīng)濟(jì)利益的基礎(chǔ)條件，還能夠增加路橋的使用年限，減少竣工后路橋通行時(shí)維修保養(yǎng)費(fèi)用。高質(zhì)量的市政路橋，可以有效降低橋頭跳車、公路堵車等現(xiàn)象的發(fā)生概率，從而保證了行駛車輛的安全，大大降低了交通事故發(fā)生的概率，維護(hù)社會(huì)生活的穩(wěn)定。

二、有關(guān)市政路橋施工技術(shù)控制

（一）預(yù)處理階段

市政路橋施工技術(shù)難點(diǎn)有采用的技術(shù)復(fù)雜多變、包含工種繁多、建設(shè)線路長(zhǎng)、建設(shè)時(shí)間短、項(xiàng)目繁重等等方面，還有由于施工現(xiàn)場(chǎng)有眾多難以控制的元素，如施工工作人員，所用建筑材料、機(jī)器設(shè)備等都或多或少地增加市政路橋施工管理的困難程度，這就要求相關(guān)部門管理人員要全面準(zhǔn)備施工預(yù)處理的工作。在工程施工的前期，相關(guān)部門管理人員應(yīng)該宣傳全體職工整個(gè)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)技術(shù)管理以及質(zhì)量監(jiān)督控制的理念，強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)所有施工人員施工技術(shù)方面的管理和質(zhì)量監(jiān)督控制方面的意識(shí)，從而能夠有效控制市政路橋工程建設(shè)的質(zhì)量。有關(guān)管理部門人員第一要培養(yǎng)項(xiàng)目管理方面的理念，把市政路橋建設(shè)質(zhì)量控制以及技術(shù)方面管理置在最重要的地位，在管理中一直采用這個(gè)理念，會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目施工建設(shè)質(zhì)的量有所提升。

（二）路橋施工全過(guò)程

在施工技術(shù)、施工工作人員、施工管理制度等多個(gè)方面，設(shè)定一個(gè)成熟的施工技術(shù)管理以及質(zhì)量監(jiān)督管理體制，保證現(xiàn)場(chǎng)的施工質(zhì)量的前提下，進(jìn)行監(jiān)督控制工作，使其能夠有節(jié)奏、有效率、有目的的進(jìn)行，可作為市政路橋施工項(xiàng)目質(zhì)量控制方面的依據(jù)。建立先進(jìn)的技術(shù)管理體系以及質(zhì)量監(jiān)督控制規(guī)章，在路橋施工全過(guò)程中不斷改進(jìn)、明細(xì)化，按照自動(dòng)檢測(cè)、互相檢查、專項(xiàng)檢查或者是三者聯(lián)合檢查的方式尋找管理的不足，加以完善，對(duì)重要部分、工序的施工技術(shù)以及質(zhì)量方面嚴(yán)格控制，讓市政路橋建設(shè)向著質(zhì)量高、效率快方面發(fā)展。

三、市政路橋施工技術(shù)管理與質(zhì)量監(jiān)督控制

（一）橋頭換填方面

在進(jìn)行市政路橋施工時(shí)，要依靠具有高效率機(jī)械設(shè)備把橋臺(tái)臺(tái)背地方的路基處理好，對(duì)石灰土進(jìn)行填筑，而不必留下四周的土質(zhì)，然后采取重型壓路機(jī)，不經(jīng)過(guò)其他處理，在臺(tái)背地方運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)展碾壓作業(yè)。盡管采取石灰土的方法，與采取素土的方法相比，其工程的造價(jià)費(fèi)用會(huì)稍微提高，但是采取這種技術(shù)方式在確保橋臺(tái)臺(tái)背質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還可以減少人為以及小型機(jī)器設(shè)備運(yùn)行花費(fèi)，加快施工進(jìn)程，降低施工工期，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量水準(zhǔn)也有所提升。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，依靠石灰土換填施工技術(shù)有著良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）橋臺(tái)混凝土搭板和頂層方面

建筑施工單位在開(kāi)展混凝土搭板中，要嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)方案需求開(kāi)展立模施工的工作，還有確?；炷帘砻嬗嘘P(guān)坡度值與平整程度能夠達(dá)到工程施工的標(biāo)準(zhǔn)。與搭板相鄰橋頭位置的頂層離基層項(xiàng)面較近，其厚度相對(duì)較小，在選取壓路機(jī)進(jìn)行輾壓作業(yè)的時(shí)候，此部位易于被壓碎變形或者產(chǎn)生薄餅。所以，要在市政路橋建設(shè)時(shí)，如果搭板頂面利基層頂面小于0.1m的位置，進(jìn)行下層澆筑時(shí)，就需要用已經(jīng)處理好的碎石基層開(kāi)展鑿除作業(yè)，然后選取瀝青混凝土填筑、找平，此種措施能夠起到確保橋臺(tái)臺(tái)背回填時(shí)保持高強(qiáng)度的作用。

（三）混凝土施工溫度方面

對(duì)混凝土溫度的控制就是為了避免其表面裂縫的產(chǎn)生，因此，就實(shí)際市政路橋工程項(xiàng)目施工而言，應(yīng)根據(jù)有關(guān)溫度控制的原則，嚴(yán)格控制澆筑溫度，例如，如果要進(jìn)行拌合操作，就應(yīng)加水以降低混凝土的澆筑溫度；在天氣炎熱時(shí)，可降低其澆筑厚度，依靠澆筑層面散發(fā)熱量以使溫度降低。

（四）混凝土初始養(yǎng)護(hù)

對(duì)混凝土初期養(yǎng)護(hù)技術(shù)處理步驟，就有可能因混凝土結(jié)構(gòu)表面失水造成的色差以及小裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題，對(duì)混凝土澆筑抗拉強(qiáng)度以及質(zhì)量有所影響。所以，在混凝土結(jié)構(gòu)初期凝結(jié)中，就要強(qiáng)化混凝土初始養(yǎng)護(hù)技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)方面質(zhì)量控制工作。

按照混凝土澆筑基本參數(shù)、天氣情況等方面考慮，對(duì)其各部分進(jìn)行拆模工作，如果所測(cè)試的樣品，在相同參數(shù)以及天氣情況下能夠達(dá)到有關(guān)設(shè)定以及施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，才能開(kāi)展后續(xù)工作，即對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)拆模工作。其模板在拆卸以后，采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)設(shè)施，例如選取塑性薄膜對(duì)其進(jìn)行覆蓋處理，開(kāi)展初始養(yǎng)護(hù)工作，達(dá)到提升工程質(zhì)量的目的。如果工程項(xiàng)目有多余的資金，就能夠選取噴涂護(hù)膜的施工技術(shù)開(kāi)展混凝土相關(guān)養(yǎng)護(hù)工作，其持續(xù)時(shí)間最好超過(guò)14h，才能達(dá)到良好的養(yǎng)護(hù)效果。在混凝土結(jié)構(gòu)外延出現(xiàn)微孔以及砂帶等問(wèn)題時(shí)，應(yīng)立即選用有效施工技術(shù)手段對(duì)其補(bǔ)救處理。

（五）路基面防水方面

加強(qiáng)路基面的防水措施，能夠阻止相關(guān)水分從道路縫隙滲透至市政路橋混凝土結(jié)構(gòu)中，引起其鋼筋產(chǎn)生銹蝕等現(xiàn)象，還能夠預(yù)防水泥混凝土結(jié)構(gòu)因滲水引起脹裂導(dǎo)致路橋結(jié)構(gòu)功能損毀的問(wèn)題。

四、結(jié)論

基于以上分析論述，對(duì)市政路橋施工技術(shù)有效管理以及對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督控制，能夠提升整個(gè)施工工程項(xiàng)目的質(zhì)量水準(zhǔn)，這就要求，市政路橋施工建設(shè)單位嚴(yán)格管理施工技術(shù)，采用先進(jìn)的成熟的施工技術(shù)，在預(yù)處理階段對(duì)施工技術(shù)人員，所用建材、機(jī)器設(shè)備等做好全面而充分的準(zhǔn)備工作，還要做好維修以及養(yǎng)護(hù)工作，保證市政路橋的質(zhì)量。

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