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電路設(shè)計(jì)的方案范文第1篇

【關(guān)鍵詞】測頻；頻率計(jì)；電路設(shè)計(jì)

1.相關(guān)理論概述

數(shù)字頻率計(jì)采用數(shù)字電路制作成以十進(jìn)制碼來現(xiàn)實(shí)被測信號(hào)頻率，對(duì)于周期性變化的信號(hào)頻率能夠?qū)崿F(xiàn)有效的測量的一種儀器。它是教學(xué)、科研等工作中的基礎(chǔ)測量儀器，在模擬電路和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中有著重要的作用，其能夠直接讀出信號(hào)源所產(chǎn)生的不同頻率范圍的信號(hào)將會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生很大的影響。頻率計(jì)主要用在正弦波、矩形波等周期性信號(hào)頻率值的測量等，它的拓展功能能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)周期及其脈沖寬度的測量，引起對(duì)信號(hào)源的接受敏捷度使得其稱為試驗(yàn)箱中的重要組成部分。

信號(hào)頻率測量方法按照工作原理可以分為無源測量、比較測量、示波測量及技術(shù)等測量方法。其中最常見的測量方法是電子計(jì)數(shù)器，在該種技術(shù)下，頻率計(jì)實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)被測信號(hào)脈沖數(shù)的直接計(jì)數(shù)，并將其頻率值以數(shù)字的形式顯示。實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同頻率、精確度的測頻需求，保障了測量結(jié)果的精確度和速度。

2.整形電路的設(shè)計(jì)

整形電路就像把模擬的信號(hào)轉(zhuǎn)換成為二值信號(hào)，也就是使其成為只有高電平和低電平的離散信號(hào)。在電路設(shè)計(jì)時(shí)我們可以將電壓比較器用作模擬電路及數(shù)字電路的接口電路，通過其把非矩形信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩形信號(hào)。在選擇比較器時(shí)，我們要充分考慮影響信號(hào)接收和轉(zhuǎn)換功能的各種因素。下圖為其整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖：

首先，是信號(hào)傳播可能存在的延遲及時(shí)時(shí)間。信號(hào)傳播的延遲時(shí)間是比較器選擇時(shí)所要考慮的重要參數(shù)，這種時(shí)間的延遲有當(dāng)信號(hào)通過元器件時(shí)所產(chǎn)生的傳輸時(shí)間上的延遲和信號(hào)上升及下降的時(shí)間延遲，只有將延遲的時(shí)間降低到最小才能有效的縮短信號(hào)處理的時(shí)間。

其次，要充分考慮電源電壓對(duì)比較器的影響。就傳統(tǒng)而言，比較器一般需要正負(fù) 15 伏的雙電源來進(jìn)行供電或者需要達(dá)到36 伏的單電源進(jìn)行供電，這種傳統(tǒng)的比較器在一些工業(yè)控制中仍有使用的空間和發(fā)展前途但以不適應(yīng)發(fā)展的主流?，F(xiàn)在多數(shù)的比較器需要在限定的電壓條件下進(jìn)行工作，即在電池電壓所能夠運(yùn)行的單電源單位內(nèi)進(jìn)行工作，因此對(duì)其提出了低電流和小封裝等當(dāng)面的要求，并且在實(shí)際的應(yīng)用中比較器還應(yīng)該具備一定的關(guān)斷的功能。當(dāng)具備上述條件是，比較器才能夠在試驗(yàn)箱中得到有效的利用，保證頻率計(jì)在不同電源電壓條件下的正常工作。

再次，充分考慮功耗對(duì)比機(jī)器的影響。功耗的大小直接影響比較器使用壽命和工作效果，功耗越低時(shí)其比較器的耗損相對(duì)較低，使用使用壽命得到延長，然而功耗由于器件的運(yùn)作速度相關(guān)，功耗降低的同時(shí)可能帶來運(yùn)作速度的降低，因此，在比較器選擇時(shí)，充分考慮功耗與元器件壽命及其運(yùn)作速度的關(guān)系，尋得一種最優(yōu)組合。

最后，不可忽視門限電壓對(duì)比較器的影響。器件的設(shè)置可以用來實(shí)現(xiàn)對(duì)門限電大的測量，門限電壓的大小與電路抗干擾能力呈現(xiàn)一種正比例的關(guān)系但與其敏感度成反比例關(guān)系。當(dāng)我們通過對(duì)門限電壓的測量并通過一定的公式計(jì)算，根據(jù)實(shí)際工作的需要來確定門限電壓的具體值。

當(dāng)我們充分考慮上述影響因素時(shí)，便會(huì)有針對(duì)性的選擇相應(yīng)的新品用于單元電路的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)在電路中的順利傳輸，避免芯片燒壞等現(xiàn)象的發(fā)生。

3.計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的整形后我們便要關(guān)注一些低頻信號(hào)由于其上升速度等原因可能產(chǎn)生的計(jì)數(shù)影響，因此在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)來完善計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)。低頻信號(hào)上升緩慢或者高頻信號(hào)疊加于其中時(shí)會(huì)使得計(jì)數(shù)電路將該種抖動(dòng)作為輸入脈沖予以計(jì)數(shù)，從而產(chǎn)生計(jì)數(shù)上的誤差。避免該種現(xiàn)象的發(fā)生，我們可以通過低通濾波器的使用來處理低頻信號(hào)傳輸中可能產(chǎn)生的抖動(dòng)，并經(jīng)過濾波器濾除疊加的高頻信號(hào)。而反相器的使用可以實(shí)現(xiàn)在濾波前把高頻信號(hào)和低頻信號(hào)予以分開，即僅使低頻信號(hào)經(jīng)過反相器實(shí)現(xiàn)濾波得到比較規(guī)則的矩形信號(hào)而高頻信號(hào)則不經(jīng)過該過程。經(jīng)濾波后的矩形信號(hào)輸入到單片機(jī)中，在單片機(jī)選擇時(shí)，低電壓、高性能是我們考慮的重要方面，同時(shí)還要選擇體積較小功能相對(duì)較強(qiáng)的單片器，實(shí)現(xiàn)迅速有效的技術(shù)。單片機(jī)計(jì)數(shù)器的精確度和終端結(jié)構(gòu)的類型都會(huì)影響計(jì)數(shù)結(jié)果，通過精密比較器的植入和振蕩器電路的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)頻率計(jì)的精度和存儲(chǔ)等方面的要求。在單片機(jī)選擇時(shí)還應(yīng)該考慮技術(shù)進(jìn)步革新對(duì)于存儲(chǔ)器程序的選擇和更新的可能，并且考慮單片機(jī)大小對(duì)于整個(gè)電路系統(tǒng)的影響，保證程序?qū)懭氲谋憷?。下圖為其計(jì)數(shù)模塊設(shè)計(jì)圖：

此外，對(duì)于計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)還要考慮信號(hào)頻率高低的不同對(duì)計(jì)數(shù)器可能產(chǎn)生的影響，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)不同信號(hào)頻率進(jìn)行分頻處理。經(jīng)過整形后的信號(hào)進(jìn)入選定規(guī)格的反相器后，對(duì)不同頻級(jí)的信號(hào)進(jìn)行分級(jí)處理，單片機(jī)頻率自動(dòng)分辨處理能力的選擇能夠有效的降低一些頻級(jí)信號(hào)的分辨和處理，保證計(jì)數(shù)器工作的效率和速度。同時(shí)計(jì)數(shù)器的顯示值的大小根據(jù)信號(hào)的頻值進(jìn)行實(shí)現(xiàn)隨機(jī)變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不分頻信號(hào)、高頻機(jī)低頻信號(hào)的有效計(jì)數(shù)。

4.顯示電路的設(shè)計(jì)

顯示電路是數(shù)字頻率計(jì)電路設(shè)計(jì)的重要組成部分，它負(fù)責(zé)將整形電路及計(jì)數(shù)電路處理的數(shù)據(jù)顯示出來。在該電路設(shè)計(jì)時(shí)我們要考慮的因素便是顯示材料的選擇及數(shù)據(jù)顯示的方式。LED 數(shù)碼管的類型會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生一定的影響，而該種材質(zhì)的數(shù)據(jù)顯示方式又分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種。就兩種現(xiàn)實(shí)方式的優(yōu)缺點(diǎn)而言，靜態(tài)現(xiàn)實(shí)具備較高的亮度，為我們及時(shí)準(zhǔn)確的讀取數(shù)值提供了視覺便利，且其接口編程相對(duì)容易，但是該種顯示方式會(huì)占用較多的口線，顯示的位數(shù)直接關(guān)系到鎖存器的數(shù)量，這直接帶來所用器件數(shù)量繁多和連線的龐雜 ；而動(dòng)態(tài)顯示相交而言能夠避免上述一些缺點(diǎn)。在動(dòng)態(tài)顯示使用時(shí)，先確定未選實(shí)現(xiàn)選定未選的段碼的顯示，經(jīng)過一定的延時(shí)再實(shí)現(xiàn)對(duì)下一選定為送段碼顯示，并依此循環(huán)。下圖為其顯示模塊圖：

其具體的工作流程可以解釋為，單片機(jī)中不同的構(gòu)建作為譯碼器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入，由譯碼器的輸出來確定數(shù)碼管的選擇位。將每個(gè)數(shù)碼管的公共端與一個(gè)接有高電平的 PNP 三極管的集電極相連，同時(shí)將三極管的基極和譯碼器的輸出端相連接，這樣可以通過對(duì)軟件編程來設(shè)置單片機(jī)中的不用位置構(gòu)建，從而設(shè)計(jì)譯碼器的輸入端，其輸出端設(shè)為低電平且只設(shè)一位，從而使與其連接的三界關(guān)處于一種飽和的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。實(shí)現(xiàn)顯示器電路中各元件的有機(jī)連接后，還要注重送段碼的相關(guān)問題，使得相應(yīng)位數(shù)的送段碼可以通過一定串行口在數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。

5.結(jié)束語

除上述電路設(shè)計(jì)外，電子頻率計(jì)的設(shè)計(jì)還要注重電源、濾波等電路的設(shè)計(jì)，只有將各種影響其工作的單元電路的設(shè)計(jì)不斷的精細(xì)化和完善時(shí)，才能有效的保證其工作的效率和在實(shí)驗(yàn)和工業(yè)中的使用效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]沈亞鈞.基于單片機(jī)的數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)[J].山西電子技術(shù)，2012（05）.

[2]楊帆.數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技廣場，2011（09）.

電路設(shè)計(jì)的方案范文第2篇

【關(guān)鍵詞】基本因素；爆炸極限；爆炸危險(xiǎn)區(qū)域；電氣設(shè)計(jì)

1、造成爆炸的三個(gè)基本因素

1.1釋放源

可釋放出能形成爆炸性物質(zhì)所在的位置或地點(diǎn)稱之為釋放源。密閉容器和通道本身不視為釋放源，當(dāng)事故情況或在正常操作過程中產(chǎn)生易爆可燃物質(zhì)外泄時(shí)，則被看作釋放源。釋放源應(yīng)按照易燃物的釋放頻率和持續(xù)時(shí)間的長短進(jìn)行分級(jí)。對(duì)于有爆炸危險(xiǎn)的物質(zhì)，最重要的是努力保證不發(fā)生外泄。

然而，這種外泄是不可避免的，如自動(dòng)儀表、自動(dòng)分析表計(jì)和閥門等等。因此，在設(shè)計(jì)中，必須考慮電氣設(shè)備在這種環(huán)境中長期正常工作的設(shè)備防爆問題。

1.2點(diǎn)燃源

明火、火花、化學(xué)反應(yīng)熱和熱物體表面等都可以起到點(diǎn)燃作用，成為點(diǎn)燃源。而電氣設(shè)備，如開關(guān)、刀閘、磁力起動(dòng)器等分和過程中產(chǎn)生的電弧以及電氣設(shè)備表面的熱積累都有可能成為點(diǎn)燃源。在電氣設(shè)計(jì)中最主要的就是要防止因電氣設(shè)備導(dǎo)致點(diǎn)燃的為題。

1.3爆炸濃度

爆炸性氣體與空氣混合成一定比例，才能形成爆炸性混合物。這種比例稱之為爆炸濃度。當(dāng)混合物的濃度超過爆炸濃度的上限或低于爆炸濃度的下限時(shí)，都不會(huì)發(fā)生爆炸。在上限與下限的危險(xiǎn)區(qū)域之間；特別是下限，由于低于下限的混合物經(jīng)過積累，隨時(shí)都有可能達(dá)到爆炸濃度下限而被點(diǎn)燃。因此，在燃?xì)忮仩t房的設(shè)計(jì)中注意對(duì)爆炸混合物濃度的檢測，并加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)。

釋放源、點(diǎn)燃源和爆炸濃度時(shí)產(chǎn)生爆炸的三個(gè)基本條件，缺一不可。因此在燃?xì)忮仩t房內(nèi)，電氣設(shè)計(jì)的防爆措施應(yīng)從這三個(gè)方面來考慮。

2、電氣設(shè)計(jì)中提高防爆安全的措施

2.1規(guī)劃設(shè)備選型，避免成為點(diǎn)燃源。

防止電弧及電火花的外泄，降低電氣設(shè)備的表面溫度，在爆炸性氣體環(huán)境中，按照有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，正確選用合適的防爆電器，是保證安全生產(chǎn)、防止爆炸和火災(zāi)發(fā)生的重要措施。防爆電器的基本保護(hù)措施就是運(yùn)用新型材料，提高絕緣等級(jí)，加強(qiáng)設(shè)備散熱，從設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造水平上提高本身的安全性。按類型分為隔爆型、增安型 、本質(zhì)安全型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型、特殊型。主要品種有防爆轉(zhuǎn)換開關(guān)及刀開關(guān)、防爆空氣自動(dòng)開關(guān)、工廠用防爆磁力起動(dòng)器、防爆控制按鈕、防爆操作柱、防爆行程開關(guān)、防爆插銷、防爆接線箱、防爆接線盒、防爆管件及密封材料、防爆電磁鐵及防爆電磁閥等。

選擇防爆電器，必須對(duì)設(shè)備所在場所進(jìn)行分區(qū)。根據(jù)國標(biāo)《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50041-1992，電氣部分第13.2.2條中：燃油調(diào)壓間、燃油泵房、煤粉制備間、碎煤機(jī)間和運(yùn)煤走廊等有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場所等級(jí)的劃分，必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。陜西某焦化廠尾氣的相對(duì)密度為：1.1，參照《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-92，第2.3.1條注2：相對(duì)密度大于0.75的爆炸性氣體規(guī)定為重于空氣的氣體；參照第2.3.3條爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分，在封閉建筑物內(nèi)，對(duì)于易燃?xì)怏w重于空氣、通風(fēng)良好且為第二級(jí)釋放源的生產(chǎn)裝置區(qū)，即鍋爐房及有天然氣管線進(jìn)出的房間內(nèi)為2區(qū)[指在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境]。

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006，第3.1.1條，鍋爐房是利用焦化廠尾氣作為燃料，進(jìn)行燃燒作其它用的生產(chǎn)。由于焦化廠尾氣的爆炸下限為11.7%，大于10%，屬于乙類生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性。依據(jù)第3.1.1條3項(xiàng)條文解釋，“乙類”第1項(xiàng)：只有少數(shù)可燃?xì)怏w額爆炸下限大于10%，在空氣中較難達(dá)到爆炸濃度，所以將爆炸下限大于10%的氣體劃分為乙類。但任何一種可燃?xì)怏w的火災(zāi)危險(xiǎn)性不僅與其爆炸下限有關(guān)，而且還與其爆炸極限范圍值、點(diǎn)火能量、混合氣體的相對(duì)濕度等有關(guān)，使用時(shí)應(yīng)多加注意。同時(shí)依據(jù)第3.1.1條3項(xiàng)條文解釋，“丁類”第2項(xiàng)：雖然利用氣體、燃料或固體為燃料進(jìn)行燃燒，是明火生產(chǎn)，但均在固定設(shè)備內(nèi)燃燒，不易造成火災(zāi)。雖然也有一些爆炸事故，但一般多屬于物理性爆炸，如鍋爐房、石灰焙燒、高爐車間等的生產(chǎn)。

上述兩個(gè)規(guī)范的對(duì)比看出，利用焦化廠尾氣生產(chǎn)的燃?xì)忮仩t房，由于焦化廠尾氣的爆炸下限為11.7%，大于10%，因此在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)該劃分為爆炸2區(qū)。

在確定分區(qū)以后，根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-92對(duì)于各分區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備防爆等級(jí)的要求，嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的選擇符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的防爆電氣設(shè)備。并在滿足工藝生產(chǎn)及安全的前提下，應(yīng)減少防爆電氣設(shè)備的數(shù)量。

2.2加強(qiáng)通風(fēng)，降低有燃燒爆炸危險(xiǎn)氣體的濃度

防止爆炸性氣體混合物的形成，或降低爆炸性氣體混合物的濃度，宜采取以下措施：

A、工藝裝置采用露天或敞開式布置；

B、設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置

C、在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)設(shè)置正壓室；

D、對(duì)區(qū)域內(nèi)易形成和積聚爆炸性氣體混合物的地點(diǎn)設(shè)置自動(dòng)測量儀器裝置，當(dāng)氣體濃度接近爆炸下限值的50%時(shí)。應(yīng)能可靠的發(fā)出信號(hào)或切斷電源。

防爆場所的通風(fēng)一般有兩種方式：自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)。自然通風(fēng)由建筑專業(yè)設(shè)計(jì)考慮。機(jī)械通風(fēng)由暖通專業(yè)設(shè)計(jì)考慮。

在燃?xì)忮仩t房內(nèi)設(shè)計(jì)可燃?xì)怏w濃度報(bào)警裝置和火災(zāi)報(bào)警裝置?？扇?xì)怏w濃度報(bào)警裝置按照可燃?xì)怏w爆炸下限20%設(shè)置報(bào)警點(diǎn)，其控制過程如下：

2.3注意爆炸性氣體環(huán)境電氣線路設(shè)計(jì)和溝道封堵

防爆區(qū)域內(nèi)電纜及其導(dǎo)線的設(shè)計(jì)是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。除了從電纜型號(hào)上選用阻燃或者防爆電纜之外，由于電纜斷開點(diǎn)及其絕緣老化問題，電纜通道和電纜穿管的密封不好，是電纜成為防爆設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)中最薄弱的環(huán)節(jié)。

在防爆區(qū)域電氣設(shè)計(jì)中最常見的缺陷就是電纜通道的密封問題。根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-92的規(guī)定，當(dāng)可燃?xì)怏w比空氣重時(shí)，電纜線路應(yīng)在較高出敷設(shè)或直接埋地。架空敷設(shè)時(shí)宜采用電纜橋架；電纜溝敷設(shè)時(shí)應(yīng)充砂，并宜設(shè)置排水設(shè)施。敷設(shè)電氣線路的溝道、電纜橋架火舌鋼管，所穿過的不同區(qū)域之間墻或樓板處的孔洞，應(yīng)采用防火材料嚴(yán)密封堵。

由于在電氣設(shè)計(jì)中不注明密封標(biāo)識(shí)，甚至不注明密封要求。在現(xiàn)場施工中容易遺漏。使電氣防爆的可靠性大大降低。因此，在此部分電氣設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格執(zhí)行《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-92中第2.5.12條的要求，并認(rèn)真在施工中實(shí)施。

電路設(shè)計(jì)的方案范文第3篇

關(guān)鍵詞：110kv變電站；AIS與GIS布置方案；對(duì)比分析

中圖分類號(hào)：TM411文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

變電站設(shè)計(jì)的重要部分包括：裝置型式的選擇和配電設(shè)備。隨著配電技術(shù)的進(jìn)步和配電網(wǎng)的發(fā)展，變電站的以上兩個(gè)重要部分得到了很大的提高和改進(jìn)。110kv變電站的配電裝置有四種型式，分別為：戶外支持式管型母線、戶內(nèi)GIS巧配電裝置、戶外GIS巧配電裝置和軟母線AIS配電裝置。在這四種配電型式中，AIS和GIS是實(shí)踐中較常用的布置型式。本文對(duì)110kv變電站戶外AIS與GIS布置方案進(jìn)行對(duì)比分析。

1.AIS與GIS兩種布置方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

1.1 AIS布置方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

AIS布置方案的優(yōu)點(diǎn)：（1）AIS是一種比較傳統(tǒng)的配電裝置，是敞開式的，它的生產(chǎn)技術(shù)比較成熟且在運(yùn)行方面也具有很豐富的經(jīng)驗(yàn)。（2）AIS的外絕緣和設(shè)備外殼為瓷套，投資成本較低[1]。

AIS布置方案的缺點(diǎn)：（1）設(shè)備面積較大。（2）設(shè)備外露的部件較多，容易受到環(huán)境因素的影響。（3）對(duì)系統(tǒng)的可靠和安全運(yùn)行存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 GIS布置方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

GIS布置方案的優(yōu)點(diǎn)：（1）GIS的體積小、重量輕、占地面積小。（2）元件處于密封狀態(tài)，受環(huán)境因素的影響較小。（3）操作機(jī)構(gòu)無氣化和無油化。（4）具有較高的可靠性。

GIS布置方案的缺點(diǎn)：（1）這種裝置配置了大量的金屬封閉母線，投入成本較高[2]。

2.工程實(shí)例和方案介紹

本工程的站址選在福建省福安市穆陽鎮(zhèn)，它距離縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的距離分別為25km和2.5km，在302省道的附近。110kv變電站設(shè)置在站址被測的平地和南側(cè)的山坡。這一站址不屬于農(nóng)業(yè)用地，是負(fù)荷的中心區(qū)域。

工程規(guī)模：（1）110kv部分：本期兩回、終期四回。（2）35kv部分：本期三回、終期六回。（3）10kv部分：本期八回，終期24回。（4）主變壓器部分：本期1臺(tái)110kv50MvA三繞組變壓器、終期一臺(tái)11Okv5OMvA兩繞組變壓器、 終期2臺(tái)110kv50MvA三繞組變壓器。

設(shè)計(jì)人員依據(jù)一定的條件進(jìn)行電氣的主接線設(shè)置，并對(duì)全局進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)。對(duì)變電站的規(guī)模進(jìn)行規(guī)劃和分析。根據(jù)站址的地理?xiàng)l件和其他方面的因素，制定出設(shè)計(jì)方案。

針對(duì)上述工程，我們提出了兩種方案，分別為：戶外AIS方案和戶外GIS方案。為了能讓這兩種方案具有可比性，本工程以實(shí)際情況為基礎(chǔ)對(duì)其進(jìn)行了調(diào)整，確保這兩種方案在建設(shè)規(guī)模上是一致的。這樣做的目的，是消除這兩種方案之間的差異，使其能進(jìn)行更好的比較。調(diào)整后的兩個(gè)方案的本期及遠(yuǎn)景建設(shè)規(guī)模。如表1所示。

表1 調(diào)整后的兩個(gè)方案的本期及遠(yuǎn)景建設(shè)規(guī)模

3.AIS與GIS布置方案各項(xiàng)指標(biāo)的比較

3.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較

AIS與GIS布置方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較，如表2所示。

表2 AIS與GIS布置方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較

3.2技術(shù)條件指標(biāo)的比較

AIS與GIS布置方案技術(shù)條件指標(biāo)的比較，如表3所示。

表3 AIS與GIS布置方案技術(shù)條件指標(biāo)的比較

4.AIS與GIS布置方案指標(biāo)比較結(jié)果的分析

通過觀察上文中AIS與GIS布置方案各項(xiàng)指標(biāo)的比較結(jié)果，此處我們主要進(jìn)行分析的指標(biāo)是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。通過對(duì)兩個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的觀察和比較，可以以下幾點(diǎn)，分別為：

第一，安裝費(fèi)用。GIS方案雖然用到的設(shè)備種類和數(shù)量較多，安裝費(fèi)用也較高，但是GIS的整體布置方案嚴(yán)謹(jǐn)，其所使用到的主變母線橋等材料比AIS方案少。所以，在安裝費(fèi)用這一方面，AIS方案的安裝費(fèi)用要比GIS方案的安裝費(fèi)用高，大約高出23萬元。

第二，建筑費(fèi)用。戶外AIS方案的投入成本比GIS方案要高，其原因是：（1）AIS所占用的面積較大，所以它在建設(shè)中所要用到的土石方量相應(yīng)的就增加了。（2）AIS的場地大，它需要有兩座避雷針?biāo)?dú)立設(shè)置。（3）AIS布置方案所用到的鋼材和結(jié)構(gòu)支架較多。（4）GIS布置方案在防火墻等部分的工程量比AIS布置方案要大。通過分析比較，我們可知AIS方案的建筑費(fèi)用比GIS的建筑費(fèi)用要高出12萬元左右[3]。

第三，設(shè)備費(fèi)用。GIS方案所用到的設(shè)備種類和數(shù)量較多，所以它的設(shè)備費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于AIS方案。在本工程中，GIS方案的設(shè)備費(fèi)用比AIS方案的設(shè)備費(fèi)用高出239萬元。

第四，其他費(fèi)用。AIS方案的其他費(fèi)用比GIS方案的其他費(fèi)用要高出64萬元。

第五，綜合分析AIS和GIS這兩種方案，我們可知AIS方案的投入資金要比GIS方案的投入資金低140萬元左右，而在征地面積和縮短工期等方面，GIS方案有優(yōu)勢[4]。

結(jié)語

本文從AIS與GIS兩種布置方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)、工程實(shí)例和方案介紹、AIS與GIS布置方案各項(xiàng)指標(biāo)的比較及AIS與GIS布置方案指標(biāo)比較結(jié)果的分析四個(gè)方面對(duì)本課題進(jìn)了研究和分析，希望能為我國相關(guān)領(lǐng)域的研究起到一定的積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃歡.國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)――110kV變電站戶外AIS與GIS布置對(duì)比分析[J].科技信息，2012,29(12)：189-190.

[2]劉振亞.國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)[J].中國電力，2012,89(10):789-790.

電路設(shè)計(jì)的方案范文第4篇

關(guān)鍵詞：水泥砼路面、“白+黑”、病害處治、層間接觸、聚酯玻纖布、道路排水

1 概述

水泥砼路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、造價(jià)相對(duì)低、施工較為方便的優(yōu)點(diǎn)，但行車噪音大、發(fā)生破壞后難以修復(fù)。隨著年限、交通量的增加，許多水泥砼路面將出現(xiàn)裂縫、錯(cuò)臺(tái)、板底脫空、唧泥、破碎等病害，嚴(yán)重降低使用性能，需及時(shí)對(duì)舊水泥砼路面進(jìn)行改造。[1]

本文結(jié)合某部隊(duì)營區(qū)道路的水泥砼路面改造工程，介紹如何在各種條件約束下選擇最適宜的路面改造方案，并對(duì)最終選擇的“白+黑”方案的設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)進(jìn)行闡述，為以后實(shí)施此類工程提供參考。

2 營區(qū)道路現(xiàn)狀

某部隊(duì)的營區(qū)道路環(huán)山而建，建成于上世紀(jì)八十年代。營區(qū)道路總長5.63km，寬6.0m，雙向橫坡，水泥砼路面板厚20cm。因修筑年代久遠(yuǎn)，且早期對(duì)排水未予重視，導(dǎo)致路面已出現(xiàn)不同程度的病害，如整板破碎、板角斷裂、錯(cuò)臺(tái)、露骨、唧泥等，致使道路使用性能嚴(yán)重下降，行車噪音較大，影響兩側(cè)部隊(duì)官兵的生活。因此，對(duì)營區(qū)道路實(shí)行改造就顯得勢在必行。

對(duì)全線進(jìn)行路面病害調(diào)查后，計(jì)算得出水泥砼路面板的斷板率（DBL）為9.7%，路面狀況指數(shù)（PCL）為68%，根據(jù)《公路水泥砼路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范（JTJ 073.1-2001）》 [2]的規(guī)定，其路面破損狀況等級(jí)可評(píng)定為“中”級(jí)。

3 路面改造方案比選

水泥砼路面改造的方法大致可分為兩類，一是挖除老路重新鋪筑水泥砼或?yàn)r青砼，二是在老路上加鋪水泥砼或?yàn)r青砼，即俗稱的“白+白”或“白+黑”。各改造方法具有不同的特點(diǎn)和要求，需根據(jù)工程實(shí)際情況和不同要求進(jìn)行選擇。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，營區(qū)道路水泥砼路面破損狀況為“中”級(jí)，還具有相當(dāng)?shù)某休d能力，另一方面道路下管線復(fù)雜，部分管線屬于戰(zhàn)備資源，不能中斷，且業(yè)主要求在較短時(shí)間內(nèi)完成，因此排除挖除老路重新鋪筑新路面方案。老路加鋪也有兩種選擇，即“白+白”或“白+黑”。前者由于水泥砼路面要求的養(yǎng)生時(shí)間較長，且噪音較大的缺點(diǎn)無法克服，故排除前者，決定采用后者，即“白+黑”方案。

“白+黑”方案是在舊水泥砼路面上加鋪瀝青砼路面，通常有以下幾種做法：一是將舊板用碎石化技術(shù)破碎后用作基層，然后在上面鋪筑瀝青砼面層；二是對(duì)舊板進(jìn)行病害處理后設(shè)置各種夾層，再鋪筑瀝青砼面層；三是對(duì)舊板進(jìn)行病害處理后直接鋪筑瀝青砼面層。

第一種方案可以較徹底地消除反射裂縫，但需要對(duì)舊板進(jìn)行破碎，振動(dòng)影響較大，容易破壞營區(qū)各種重要管線，故不予采納。第二、三種方案均不能徹底消除反射裂縫，但從以往的工程實(shí)例來看，未設(shè)置夾層直接鋪筑瀝青砼面層，反射裂縫很快就會(huì)反射上來，故排除第三種方案，采用第二種方案。

4 路面改造設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)

路面改造采用“白+黑”方案時(shí)，最重要就是要處理好四個(gè)問題：加鋪結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)、舊路病害處治、新老路面層間接觸、道路排水。這四個(gè)方面，都是緊緊圍繞如何防止、延緩反射裂縫的發(fā)生這個(gè)根本目的來展開的。

4.1 加鋪結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)

舊水泥砼路面上加鋪瀝青砼面層區(qū)別于新建瀝青砼路面，難度和復(fù)雜性均較大，必須重視加鋪結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)。加鋪結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)，不僅要著重于防止反射裂縫發(fā)生，還要兼顧防止出現(xiàn)車轍等病害，確保新路面具有良好的使用性能和耐久性。

參照寧波以往的工程案例，路面結(jié)構(gòu)主體選用6cmAC-20C瀝青砼下面層+ 4cmAC-13C瀝青砼上面層。為防止、延緩反射裂縫的發(fā)生，應(yīng)在各路面層間設(shè)置夾層。根據(jù)國內(nèi)外工程實(shí)例，夾層主要有土工織物、土工格柵、應(yīng)力吸收層、級(jí)配碎石過渡層等幾種。[3]在對(duì)性能、造價(jià)、施工等幾方面進(jìn)行綜合比選后，決定采用聚酯玻纖布，其技術(shù)規(guī)格可見下文論述。

最終，本工程決定加鋪結(jié)構(gòu)層采用粘層+聚酯玻纖布+6cmAC-20C瀝青砼+粘層+聚酯玻纖布+4cmAC-13C瀝青砼。如需調(diào)平時(shí)，調(diào)平材料采用AC-20C瀝青砼。

當(dāng)然，其余工程應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況和工程經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定最終的路面結(jié)構(gòu)。

4.2 舊路病害處治

對(duì)水泥砼路面的各種病害進(jìn)行合理處治，是關(guān)系到加鋪效果好壞的關(guān)鍵問題之一。水泥砼路面的病害種類一般有以下幾種：填縫料損失、整板破碎、板角斷裂、各種裂縫、錯(cuò)臺(tái)、板底脫空、唧泥、露骨等。對(duì)于各種不同的病害，應(yīng)采用不同的方法進(jìn)行處治。

1、填縫料損失

水泥砼路面接縫間的填縫料老化損失后，部分接縫過大，甚至長有雜草。首先應(yīng)對(duì)老路接縫進(jìn)行清理，再進(jìn)行灌縫處理。若接縫寬度≤1cm，則只要采用聚氨酯進(jìn)行灌縫即可；若接縫寬度＞1cm，則應(yīng)以瀝青砂進(jìn)行填筑。瀝青砂采用AC-5C。

2、板塊破碎、板角斷裂及嚴(yán)重裂縫

若舊水泥砼路面板破碎成若干塊、角隅發(fā)生斷裂或者整塊板出現(xiàn)貫穿裂縫，則將發(fā)生此類病害的路面板塊挖除，然后重新澆注新水泥砼路面板塊。重新澆注水泥砼路面板塊時(shí)，應(yīng)在縱向鉆孔設(shè)置拉桿，并在橫向鉆孔設(shè)置傳力桿。拉桿、傳力桿的間距及長度按《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D40-2002）》[4]的要求確定。

3、錯(cuò)臺(tái)

由于沉降差異，接縫兩側(cè)的水泥砼路面板會(huì)形成臺(tái)階，即錯(cuò)臺(tái)。若兩側(cè)高差≤1cm，采用磨平機(jī)將較高一側(cè)磨平；若兩側(cè)高差＞1cm，則采用瀝青砂或水泥砼在較低一側(cè)進(jìn)行填補(bǔ)，填補(bǔ)時(shí)應(yīng)注意使修補(bǔ)面縱坡變化i≤1%。

4、板底脫空、板塊活動(dòng)及唧泥

水泥砼路面板與基礎(chǔ)脫離，車輛經(jīng)過時(shí)，板塊有明顯的震動(dòng)，即脫空。在車輛荷載的作用下，基礎(chǔ)中的細(xì)集料或者有水從接縫或裂縫中噴出，即唧泥。對(duì)于此類病害，如果舊水泥砼路面板已破碎，或已產(chǎn)生嚴(yán)重裂縫，則按照上述第2點(diǎn)的處治方法進(jìn)行處治；如果舊水泥砼路面板仍舊完好，則采用灌漿處理。

5、輕微裂縫

水泥砼路面板寬度≤1cm的裂縫可歸為輕微裂縫。對(duì)于輕微裂縫病害，在對(duì)裂縫進(jìn)行清理后以聚氨酯進(jìn)行灌縫。

4.3 新老路面層間接觸

做好新老路面層間接觸處理，不但可以防止、延緩反射裂縫的發(fā)生，還可以避免車轍、滑移等病害的出現(xiàn)。本工程的路面層間接觸處理要點(diǎn)，一是要均勻噴灑適量的粘層油，二是要選用并精細(xì)鋪設(shè)性能規(guī)格較高的聚酯玻纖布。

1、粘層

本工程在舊水泥砼路面板與AC-20C、AC-20C與AC-13C間的聚酯玻纖布下均噴灑粘層油。粘層采用熱瀝青，瀝青采用優(yōu)質(zhì)道路石油瀝青（A-90號(hào)），用量范圍為0.8～1.0kg/m2。

粘層油應(yīng)用瀝青噴灑車噴灑，其橫向范圍要比聚酯玻纖布寬5～10cm。灑布粘層油時(shí)，施工溫度應(yīng)在5℃以上，熱瀝青最佳溫度應(yīng)保持在165～200℃。施工時(shí)要保證噴灑均勻，計(jì)量準(zhǔn)確。

2、聚酯玻纖布

聚酯玻纖布是防止、延緩反射裂縫發(fā)生的夾層，是重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層。為保證其具有良好的效果，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足下表規(guī)定的要求：

除了保證聚酯玻纖布的技術(shù)規(guī)格外，加強(qiáng)聚酯玻纖布的施工控制也十分重要。

首先，要在對(duì)舊水泥砼路面病害進(jìn)行處治后才能進(jìn)行聚酯玻纖布的施工，并在施工前進(jìn)行清潔工作，保持工作面的干燥。

其次，應(yīng)在灑布粘層油后趁其失去流動(dòng)性前立即攤鋪聚酯玻纖布，使布體浸透瀝青，保證其防水性能。

第三，保證聚酯玻纖布的富余搭接，縱向搭接寬度宜為5～10cm，橫向搭接寬度宜為10～15cm。

最后，聚酯玻纖布鋪設(shè)時(shí)必須用輥壓或刷子刷，以保證其與路面充分接觸并除去氣泡。

4.4 道路排水

瀝青路面的各種病害多是由水的問題引起的，因此做好道路的排水設(shè)計(jì)十分重要。在舊水泥砼路面上加鋪瀝青砼面層更要注重對(duì)水損壞的防治，注意加強(qiáng)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

營區(qū)道路為早年修建的水泥砼路面，未設(shè)置側(cè)石，也未設(shè)置雨水管線，主要依靠地面自流，甚至部分地段道路低于兩側(cè)地坪，導(dǎo)致雨水匯集，最終將破壞路面。為解決營區(qū)道路的排水問題，并方便瀝青攤鋪施工，本工程在老路兩側(cè)設(shè)置帶凹槽平石，具體尺寸規(guī)格可見上圖。通過凹槽這一特殊設(shè)計(jì)，使得路面匯水和兩側(cè)匯水能通過平石迅速排入涵洞，減少對(duì)道路的侵害。

6 結(jié)語

該工程于2009年結(jié)束，至今運(yùn)營已近兩年，道路未出現(xiàn)積水情況，也未出現(xiàn)任何反射裂縫，效果良好。本文結(jié)合該工程的設(shè)計(jì)、施工全過程，介紹如何在各種條件約束下選擇最適宜的路面改造方案，并對(duì)最終選擇的“白+黑”方案的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)進(jìn)行闡述，對(duì)此類工程的實(shí)施具有一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 中華人民共和國交通部．公路水泥砼路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范（JTJ 073.1-2001）

[3] 楊德生．瀝青加鋪層在舊水泥混凝土路面應(yīng)用中防止反射裂縫常用措施分析[J]．公路交通科技，2008,12：37-39

電路設(shè)計(jì)的方案范文第5篇

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關(guān)鍵詞：室溫控制器；采暖控制器；掉電開閥；MSP430；H橋

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.12.019

整個(gè)產(chǎn)品的框圖大體如圖1所示，電源部分支持12～24V交流/直流輸入，MCU采用TI的低功耗單片機(jī)MSP430，M-BUS通訊芯片采用TI的TSS721A，并做光電隔離。電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用分立的H橋方案，測溫則選用市場上常見的NTC熱敏電阻。

電源是基礎(chǔ)，為了能實(shí)現(xiàn)交直流兼容，適應(yīng)不同的工程電壓總線的需要（常見的有DC12V，DC24C，AC12V，AC24V等），則在電源的輸入位置（標(biāo)識(shí)L，N），加入整流橋電路，將輸入的電源全部變成直流；電源的輸入位置也引入保險(xiǎn)絲，防止工作時(shí)產(chǎn)生過流。

由于本產(chǎn)品輸入電源可以是12～24V的交/直流供電，而單片機(jī)實(shí)際需要的工作電壓低，則前后壓差大，因此為了讓單片機(jī)系統(tǒng)正常工作，本設(shè)計(jì)先將經(jīng)過橋路整流過的電源，輸入到DC/DC轉(zhuǎn)換電路后，再經(jīng)過一個(gè)LDO，轉(zhuǎn)成單片機(jī)所需的3.0V電壓。

D C / D C芯片，這里推薦使用利爾達(dá)的DC/DC芯片LSD2DC-6401ADJ，輸出電壓可調(diào)，根據(jù)VOUT=1.23*（1+R0/R11），這里Vpower輸出大約在6V左右，這個(gè)電壓主要給后端閥門工作使用。

LDO選擇：對(duì)MSP430而言，工作電壓只需要3.0V ，Vpower有6V，不能直接輸入，故在Vpower后端通過一個(gè)LDO降壓成MSP430所需要的電壓，這里選HT7530-1，HT7530-1是盛群的一款低功耗的LDO，性價(jià)比也不錯(cuò)，其特性足以滿足溫控器的需求，具體應(yīng)用電路如圖3所示。

本方案以MSP430F4152為例（也可以選用其他的MCU），利用其內(nèi)部的硬件UART與M-BUS電路通訊，軟件通訊協(xié)議，市場上在供熱計(jì)量領(lǐng)域應(yīng)用最多的是CJ/T188-2004規(guī)約與EN13757規(guī)約，可以根據(jù)自身的需要添加，復(fù)位電路采用普通的RC組合方式即可。

暖通領(lǐng)域里面，為了與熱量表系統(tǒng)能兼容，大多數(shù)工程采用M-Bus通訊，所以，本設(shè)計(jì)里面有線遠(yuǎn)傳通訊里面也采用此方案，具體電路如圖6所示，在M-Bus總線輸入端，加入TVS管保護(hù)；M-Bus通訊芯片采用TI的TSS721A方案；TSS721A與單片機(jī)MSP430之間的通訊用光耦隔離，由于TSS721A通訊時(shí)數(shù)據(jù)有反射，這里硬件沒有做處理，反射的數(shù)據(jù)會(huì)直接進(jìn)入MSP430，因此在對(duì)MSP430進(jìn)行通訊操作時(shí)，需對(duì)這些反射數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便保證數(shù)據(jù)通訊的正確性。

本設(shè)計(jì)選用的閥門采用的是市場常見的5V電動(dòng)球閥，球閥驅(qū)動(dòng)采用的是分立器件搭成的H橋驅(qū)動(dòng)，如圖7所示。H橋分為兩個(gè)半橋并分開接不同的電源，Q60的E極與Vmotor相接，Q61的E極與Vpower相接；Vmotor與Vpower用一個(gè)二極管1N4007相接。C13為1F的超級(jí)電容，用于存儲(chǔ)掉電開閥所需的能量。