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在机场中,存在许多对雷电十分敏感的电子设备,这些设备主要包括:自动转报设备、雷达设备、微波通信设备、甚高频收发设备、指挥中心设备、卫星接收设备、塔台内指挥设备、程控交换机、飞机跑道上导航设备等。这些由人工发明并改造出来的设备几乎都在一定的电压范围内工作,而这些电压相对于雷电所产生的十几高斯的电压来说是遥不可及的,因此每当雷电来临,恰巧是机场设备所引起的时候,就会造成雷击。机场雷击超出机场电子设备的一般承受能力,使得机场电子设备立即损坏或者系统内部数据完全消失,当机场电子设备因出现雷击而瘫痪的时候,整个机场的运行和秩序就出现了严重的问题,继而严重影响飞机的出行安全。
二、机场电子设备遭受雷击的渠道
第一、雷电通过电子设备的传输渠道而对机场电子设备进行入侵。机场电子设备的传输渠道比较长,一般把线路埋在地下或者架空在空中,这都是雷电最容易入侵的地方,雷电通过切断电源而快速击毁机场电子设备。
第二、雷电直接对机场中的天线、导航设备或者雷达等直接被雷电击中而造成机场电子系统瘫痪。对于这样的雷击,一般对于机场电子设备而言是直接迅速地瘫痪,直接影响飞机的飞行安全。
第三、通信线路在传导途中感应雷击。雷电云雨和金属物之间产生闪击容易造成机场电子系统的瘫痪。机场所配置的电子设备本来就带有一定程度的弱电,在一定程度上能够吸引大气中雷电吧,并产生强烈的反应,从而释放出大量的能力,造成一定程度的破坏。
三、机场电子设备应对雷电的渠道
3.1根据机场所在位置和经验来实行防雷措施
雷电预警系统使用和安装的主要目的是确保机坪工作人员的人身安全,然后才是在尽最大可能减少由于雷电的原因而造成的机坪运行彻底关闭。当在机坪工作的员工对听到“离开机坪”和“返回机坪工作”广播的应对标准存在不同,因此在执行命令的时候就出现了差异较大的具体行为。源于此,业界已经开始制定停止和恢复机坪运行的距离和时间标准。在一定程度上来说,即便是制定了新的标准,每个决策者的风险承受能力并不一样,那么详细的的时间和距离在执行时会和标准出现很大的差异。因此,这一般需要根据机场所在位置和以往的经验决定,包括天气特征和锋面过境速度。目前来看,由于只存在很有限的雷电击伤、击死人的情况,美国现有的雷电预警系统基本上是有效的。该系统综合了国家雷电监测网络采集的现场数据和其他气象数据,就即将到来的雷暴和闪电发出视觉和听觉警报,机场和航空公司据此广播通知机坪工作人员暂停工作并躲避,待警报解除后再广播恢复机坪工作。
3.2安装合理的避雷系统
对于机场电子设备应对雷电的渠道首先是要通过安装相关的避雷设施来减少雷电的入侵。对于雷击的预防,首先应该依靠合格的避雷针或者避雷带系统,与此同时也要防止雷击电磁脉冲:采用完善的综合防雷手段和安装电涌保护器(SPD)系统,两种方法相互结合,相互补充,组成一套完整系统的防雷体系,这就是现代防雷的新理论:综合防雷技术。只有这样,才能有效地防止雷击事故,减少雷击灾害。
3.3加强对民航机场电子设备和防雷的专项管理
电子设备的电源一般是整流电源,只在交流电压接近峰值时,整流管才导通有输入电流。由于在一周期内导通的时间很短,又必须维持设备正常的工作电流,所以输入电流呈脉冲状。这种脉冲状输入电流的基波含量小,而谐波含量大,且工作电流越大,脉冲电流的幅值就越大,形成严重的畸变电流注入低压电网,成为不可忽视的谐波源。
电子计算机和电视机的谐波电流含量大,谐波电流总畸变率高。这样高含量的负载谐波电流在负荷使用高峰期注入低压电网,会造成电网电压和电流总谐波畸变率升高,对电能质量产生影响,如果超过国标规定的限值,还可能造成危害。
据有关资料,在家用电器(主要是电视机)集中使用的居民小区,对低压电网的电压质量有明显的影响。在负荷高峰时,电压的总畸变率和3次、5次谐波均已达到或超过国标规定的限值,而且还有进一步增加的趋势。
二、谐波对电力系统设备的影响
电网谐波使电网波形受到污染,供电质量恶化,附加损失增加,传输能力下降,是电网的公害。其对系统和设备的影响主要表现在几方面。
1.对变压器和电动机,谐波电压使铁芯涡流损耗增加,谐波电流使铜损增加,温度上升,绝缘加速老化,降低了效率和利用率,缩短使用寿命。目前为了抑制3次谐波,常用Dyn11接线的变压器,使3次谐波在三角形连接绕组中形成环流,尽量不注入电网。但应注意,当谐波含量较大时,这些环流也可能引起变压器绕组过热。
2.在谐波电压作用下,电容器会产生额外的功率损耗,加快绝缘介质的老化。更为严重的是,大量谐波电流很可能引发电容器和系统其他元件之间的并联谐振或串联谐振,造成对某次谐波电流的放大和谐波电压的增高。这种危险的谐波过电压和过电流,不仅会使电容器超载而损坏,也会使与电容器联接的配电回路中所有线路、设备因电压闪变超压过负荷而损坏。据统计,70%以上的谐波故障发生在电容器装置上。
3.对电力电缆和配电线路,谐波电流频率增高引起明显的集肤效应,导线电阻增大,线损加大,发热增加,绝缘过早老化,容易发生接地短路故障,形成潜在的火灾隐患。同时,3次谐波使三相平衡负荷的N线电流显著增加。在配电回路负荷主要是大量集中使用电子计算机和大面积采用电子节能气体光源照明的场合,N线电流甚至达到相线电流的两倍,致使N线过热、烧毁,甚至导致火灾。
4.配电回路的谐波电流含量高会使断路器遮断能力降低。这是因为畸变电流过零点时,电弧电流随时间的变化率要比工频正弦电流大,电弧电压的恢复要迅速得多,使电弧容易重燃。事实表明,空气电磁断路器不能遮断其分断能力范围内波形畸变率超过50%的故障电流,还会导致断路器损坏。
5.谐波对电力系统的继电保护、计量仪表以及通信系统的设备、信号产生干扰和损害。
三、国家谐波标准限值
为了抑制谐波污染,保证电网和电气设备的安全经济运行,近几年来国家先后制定了一系列电磁兼容和安全的国家标准,对谐波的限值作出了明确的规定。在《电能质量公用电网谐波》(GB/T14549-93)中,对0.38KV低压电网谐波电压和谐波电流限值的规定如表三、表四:
这些标准的实施,为电子设备产品的生产和检测,供配电设计以及供用电的监督管理提供了依据。
四、减小谐波影响的措施
1.在民用建筑低压配电设计中,尤其是对用电负荷主要为单相用电设备供电的配电干线,中性线(N)的截面积不应小于相线截面积。而对大量集中使用计算机、电视机等电子设备供电的场合,TN系统配电回路的N(PEN)线的截面积不应小于相线截面积的2倍,以增加N线载流量,避免导线过载发热而损坏。
2.对应用电子设备和元件较多的配电线路保护,应选用有中性线过流保护的开关电器,并且应适当加大断路器的断流容量,防止短路故障时因断流容量不足损坏开关和设备。
3.为防止电力电容器对谐波的放大,以致引起谐振过电压或过电流,对电容器的设置要注意以下几点:①适当调整电容器的安装位置,以改变网络参数。②根据可能产生谐振的谐波次数,确定电容器的容量,或调整电容器投切分组容量,以避开谐振点。③在电容器回路中串联适当的空心电抗器,限制电容器支路的谐波电流。例如,为限制3~5次谐波电流,可安装相当于电容器容量4%~6%的串联电抗器。
4.在系统中并联装设交流滤波器。交流滤波器有无源与有源之分,由于民用建筑中负荷类型变化不大,电子设备产生的谐波次数相对比较固定,因此多采用无源滤波器。
对低次数(13次以下)谐波,因次数较低,含量较大,可分别设置单一频率的单调谐无源滤波器滤除。单调谐滤波器由电容器串联谐波电抗器组成,基本原理是将需滤除的谐波频率作为理想的调谐点,在此频率上滤波器产生串联谐振,形成低阻通路吸收大部分谐波电流。
对较高次数(13次及以上)谐波因其幅度小,可选一共同的高通滤波器滤除。最常用的高通滤波器是二阶高通滤波器,由电抗器、电阻和电容器混联连接构成。对某一次(如13次)谐波频率以上的各次谐波,滤波器的阻抗是一个小于其电阻值的低阻通路,使次数较高的谐波电流被有效地吸收。
现在有的厂家(诺基亚、深圳海亿达等)已可提供有源滤波器。有源滤波器基本原理是作为一个电流源,与负载谐波源并联,以极快的响应速度,送出与负载谐波电流幅值相等,相位相同,方向相反的电流,使两者相互抵消,电源侧的总谐波电流为零。有源滤波器还可补偿无功功率和三相不对称电流。目前由于价格较高,补偿容量较小(单台补偿电流100A以下),所以仅适用于对供电质量要求很高(如重要建筑物的中央监控系统、计算机系统等)的场所使用。
5.加强对电子产品生产的管理、检测和监督,鼓励厂家采用有源功率因数校正等新技术,生产低谐波值的电子产品。从源头对谐波污染进行治理,这是最根本的措施。
参考文献
建筑施工中,常见的问题便是环境污染。环境污染在很大程度上阻碍了办公建筑改造工程的进展,影响工程的顺利施工。根据分析,办公建筑改造期间出现污染的原因是多个方面的,主要集中在两个方面:(1)土地资源的使用。建筑工程改造期间,难免会扩大建筑占地面积,从而扩大企业经营规模,但对于扩充的土地资源而言,其利用率过低,导致资源浪费严重,对地表生态平衡带来严重破坏;(2)物理条件的影响。对办公建筑进行改造时,电磁辐射、施工噪音等污染会对办公建筑的正常运行带来很大影响。
2电气工程自动化设计的在线监测系统
电气设备的状态维修指当电气设备处于某种状态时,对其进行检测、维修操作。而电气工程自动化设计中的在线监测系统是对电气设备状态进行维修的关键性技术,操作人员能够根据在线监测系统显示的相关数据,判断电气设备是否处于正常状态,继而通知技术工作人员设计施工维修方案。在线监测系统的设计,要结合电网规划的相关标准,主要集中在下述三个方面:
2.1雷击监测
线路是电气设备传输电压的重要载体。如果输电线路处于异常运行状态,势必会影响电能的供应状态,阻碍电气设备的持续运行。因此,电气工程自动化状态维修理念要充分考虑到雷击因素,其在线监测系统也要顾及雷电灾害。雷击监测系统的设计,要参考电气设备的实际结构。比如,使用常规雷击监测方案,安装避雷设备,从而使电气设备免受雷击,充分发挥其保护、监测的作用。
2.2环境监测
环境因素对连接线路、电气设备等产生的影响也比较大。电气设备缺乏有效的保护措施,便会在一定程度上增加设备故障的发生率。因此,环境监测系统的设计,要全面监测大气湿度、温度以及二氧化硫等指标,当这些指标影响电气设备的正常使用性能时,环境监测系统便会将异常信号传输给监控中心,提醒技术工作人员及时采取维修措施,最大限度地保护电气系统及设备的正常运行。
2.3绝缘监测
电气设备是否具有良好的绝缘性能,对电力系统运行的安全性具有重要影响。因此,有必要对线路绝缘性实施在线监测,以便进行状态维修。目前,我国大多数电网在建设过程中采用的绝缘监测系统是挂网运行的绝缘子,比如玻璃、瓷以及复合绝缘子,这几类绝缘装置的性能都会受到外界因素的影响而逐渐减弱。为绝缘元件配备在线监测系统,可在一定程度上确保电气设备进行稳定作业。
3电气工程自动化状态检修的常用技术
近年来,电网改造工程进行得如火如荼,电气设备的功能也日益丰富,但也出现了更多的故障表现内容,不仅增加了维修难度,也增加了设备维修人员的工作量。随着电力科技工作的不断发展、进步,对电气设备进行状态维修有了更多的辅技术,并在一定程度上降低了故障检修的难度,确保电力系统数据的传输更加稳定,大幅度提高了状态检修工作的质量以及效率。
3.1通信技术
如今,很多办公建筑内部的电气设备数量、型号以及种类等比较繁杂,维修难度很大。在线监测系统进行状态维修操作时,需要将电气设备的异常信号迅速传达给监控中心,从而使维修工作人员尽快实施处理方案,比如采用CDMA系统、GMS或者GPS定位系统等传输数字。合理使用信息传输技术,能够把电气工程的实际运行状态实时传输给监控中心的工作人员,使其充分做好实时监测工作。
3.2计算机技术
当传感器捕捉到相关信号以后,维修人员对信号进行加工处理,通过选择出具备最优价值的电气设备感应信号,可确保对电气设备的后期故障实施针对性的处理。一般情况下,信息处理技术需要借助计算机,利用计算机的数据处理功能,可彻底完成数据的收集、处理以及分析等多种工作。比如,借助计算机的服务器功能,可以对搜集的信息进行自动化处理。
3.3传感技术
状态维修时,获取数据的主要手段之一便是传感技术。维修人员在电气设备上安装传感器,可以定期收集电气设备的状态信号,从而为故障判断提供了有效的参考依据。除此以外,传感技术还能够扩大电气设备的监测范围,准确捕捉电气工程建设区域的所有信号,从而有效提高办公建筑自动化的质量以及运行水平。
4结语
1当前在物资管理当中存在的弊端
由于在水利水电工程当中,一般施工的地点较为偏僻,都在山区,所以在物资管理时就会具有一定的难度,同时也会受到施工工期以及自然条件的影响,因此,在物资管理时就会存在很多的弊端。在管理物资时会具有很大的难度,并且管理也是相对较为复杂的,由于在采购材料时没有得到有效的控制,所以就造成了很在的消耗比率,没有正确的管理方法,导致材料的浪费、混乱,无形中也就提高了工程成本。因此,在施工企业当中,由于没有有效的物资管理所以就造成定额越来越低,同时也存在因质量问题,造成返工的现象,这也就提高了工程的成本预算。由于在现场进行物资管理时并没有达到一定科学化,所以在施工现场当中的材料是较为散乱的,这对于现场管理具有很大的影响。因为没有计划的管理物资,对于领取时也是比较随意的,这也就造成了严重的浪费现象。此外,在管理工具设备时也没有严格控制,出现了丢失的问题,无形中就增加了很大的开支。再加上没有有效的奖惩制度,造成了物资的大量浪费,在编制物资消耗时没有得到准确科学的管理,这也就造成了物资大量的消耗,其定额超出了实际范围,以导致物资的失控,造成浪费。由于在施工物资进行招标时缺乏一定的有效管理性,也就得不到有效的控制。在招标活动当中有些行为不具有规范性,而在工程建设时必须要具有科学的严谨性,这就造成了一定的冲突,由于这是较为特殊的一种采购方式,所以在进行操作时也就严格控制与管理,达到一定的规范标准,然而在这个过程当中会受到很多因素的影响,从而导致物资招标的失效性,没有达到规范化管理,在投标以及在评标的选择方法上都不具备规范化,此外,在进行招标时也没有规范的技术操作,在整个施工过程当中,就造成供应商不规范的技术,缺乏合理的选择。
2提高物资管理的有效措施
必须要提高物资的管理工作。我们都知道,无论是采购物资还是在其它的管理过程当中,都必须要建立起一套细致的约束管理机制,防止把权利主要集中在部分人手里,并且要具有一定的制度性约束,必须要进行全员性监督,从而来制约一些利益性,在管理过程当中达到民主性要求。由于水利水电在施工当中的物资种类是非常多的,并且也具有一定的复杂性,因此,就必须要利用一些信息化的方法进行科学管理,使之更为科学化、规范化以及系统化。此外,对信息系统也可以进行有效的规划,对其采购过程当中的配送情况,仓储情况以及各类供应商都可以实行有效的管理,再利用有效的信息资源来推进管理工作。最后,必须要提高建设管理队伍,从而来提高管理人员的水平,同时也要不断的提高他们的道德素质以及在管理当中的整体能力,可以更为公正平等,更为清正廉洁的为物资管理工作,并且达到管理的标准水平。必须要充分的建立一套物资管理机制。这就需要我们要建立一套具有分级性的管理体系,要更为明确部门职能,要划分好管理明细,必须要把水利水电工程当中所需的物资按照不同的依据进行有效的划分,再对各级的管理目标权限划分明确,从而制定更为有效的管理措施,避免出现混乱的采购现象。此外,也要提高规划物资的管理工作,要有效的保持和设计与技术部门的联系工作,也应建立一套有效的数据库,并且作为有效的技术指导与规划,促使成为更为有效合理的管理模式。如果是对于标准的项目当中,就必须在其基础上设计一套可实施的供应计划,如果是对于那些大宗耗材时,必须要参考一些历史数据,再来确定它的储备定额,在这个过程当中必须要以稳妥和坚持的原则进行,从而才能更为有效的发挥出指导和促进的作用。与此同时,进行管理时也应构建一套详细的询价体系,对采购的物资进行定期的全面分析,在施工过程当中所应用的物资必须要进行全面的询价以及验收工作,全程进行跟踪管理,从而做到准确有效的了解市场供应信息,建立起交易关系。在进行物资管理时必须要根据目标严格的执行,如果是针对投资较大,并且质量要求很高的一些材料时,可以进行采中的采购来处理。如果是处理规范招标时,则应当按照我国相关法则要求进行,同时也要结合具体的实际情况制定采购机制,必须要确保招标质量,这是一个前提条件,只有保证了有效的管理采购,才能提高物资管理水平。另外,在合作采购点时也应积极的配合确定机制,浪费损失,确保物资可以及时的供应,降低物资积压,从而可以有效的周转资金,提高管理效力,在填筑等施工技术,为解决这些技术问题,在施工前,必须预测可能出现的问题,采取积极的解决措施,做到事先防范,进而确保水利水电工程的整体施工质量。
作者:闫萍徐志斌单位:中国水利水电第四工程局有限公司第一分局
关键词:智能建筑防雷工程防雷减灾
中图分类号:TU895文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)09(c)-0149-01
雷电,是众多大气现象中的一种,但雷电产生的强大电磁脉冲(LEMP),具有极大的破坏性。它具有发生范围广、频率高、强度大等特点。随着现代化进程的加快,特别是信息产业的迅猛发展,自动控制、通信和计算机网络等微电子设备和电子系统在各行业内外得到日益增加的广泛应用,雷击事故带来的损失和影响也越来越大,为此必须要加强对防雷减灾技术应用方面的研究。
本论文主要结合智能建筑的电子设备防雷需求,对智能防雷减灾技术的应用展开分析探讨,以期从中能够找到合理有效的防雷减灾技术的应用,并以此和广大同行分享。
1传统的防雷减灾技术应用探讨
由于闪电的电磁脉冲无孔不入地从空间各方面侵袭各种现代科技设备,所以现代的防雷措施必须采取全方位的防护,层层设防,综合治理,把防雷工程看作一个系统工程。考虑到各行各业的不同特点,传统的防雷方法主要有如下几种。
(1)避雷针:我们称为避雷针的装置,其英文原名是“Lightning rod”,又称“Lightning Conductor”,其愿意并不是“避雷的针”,而是“闪电棒”,更正确地说,应是“闪电传导器”,即是指它的功能是把闪电传导入地,这才是富兰克林对它发明的避雷针的作用的愿意。他的这一看法及所采取的措施,迄今仍是正确的,有效的。
(2)接地:防止直击雷害的完整一套系统,良好的接地才能有效泻放闪电的能量入地,降低引下线上的电压。接地也是为其它防雷措施服务的,接地不好,电子设备的功能就不可能完善,所以它是整个防雷系统工程中最基础的一环,特别重要,也是最费钱、费工的一环。
(3)屏蔽:屏蔽就是用金属网、箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来。从物理上看,就是把闪电的电磁脉冲波从空间的入侵通道全部阻断,使得闪电无隙可乘。
2智能防雷减灾技术应用探讨
2.1 弱电系统的雷击电磁脉冲的防护具体步骤
首先,根据电磁兼容理论,提高信息系统自身的电磁兼容性可从控制干扰源和提高信息系统自身抗电磁干扰能力两方面考虑。其次,采用等电位联合接地和屏蔽技术是信息系统雷电综合防护最简易最经济的方法。第三,雷击风险评估时,强调雷电磁场分布的预测。为减小雷电磁场对信息系统的侵袭,要求信息技术设备和网络系统处在雷电感应能量最小区,且不超过信息系统所要求的磁场环境条件要求。第四,为降低各类金属导体间的相互藕合,必须保证相互间的安全隔离距离。信息系统内各类线缆敷设纵横交错,易形成相互间的电磁干扰。因此,综合布线系统的雷电防护也是信息系统雷电综合防护工程中不可忽视的一个基本问题。最后,选择合理级数和技术参数的电涌保护器(SPD)也是信息系统雷电安全的重要保证。
2.2 直(侧)击雷的防护
防雷保护是一个系统工程,其第一道防线就是受雷(或称接闪)、引流(或称引下)、接地(散流系统)。采用金属材料作为接闪装置拦截雷电闪击,使用金属材料做引下线将雷电流安全地引下并泄流入大地,是目前唯一有效的外部防雷方法。而智能建筑大多属于一类建筑,应该按照一类建筑物的防护措施设计。防直(侧)击雷的完整装置包括接闪器、引下线和接地装置三部分。避雷针、避雷线、架空避雷网和避雷带都是接闪器,智能建筑大多使用避雷带和法拉第笼作为接闪器。建筑结构内有纵横交错的钢筋,在没有浇筑混凝土前就像一个大铁笼子,可以将屋面的钢筋引到女儿墙以上明装避雷带,利用多根垂直钢筋为引下线,利用基础结构钢筋为接地装置。而且结构内部纵横交错、密密麻麻的钢筋还可以对雷电空间电磁场起到初级的保护作用。
2.3 雷击电磁脉冲的防护
雷击电磁脉冲(LEMP)是由于雷云对大地间放电产生的雷电电磁脉冲感应到附近的导体中形成的过电压,这种过电压可高达几千伏,对微电子设备的危害最大。它的主要通道是通过电源线路、各类信号传输线路、天馈线路和进入建筑物的各种导体侵入设备和系统,造成破坏。因此,对雷击电磁脉冲的防护,应该在入侵通道上将雷电过电压、电流泻放入地,以达到保护的目的。主要方法有隔离、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压、过流保护、接地等。目前主要采用各系列电涌保护器安装在各系统或者设备的外连线路中,将地线按联合接地的原则接入系统的地线,避免造成电位反击,从而真正起到安全保护接地的目的。
2.4 智能接地的保护应用
(1)保护接地:保护接地就是将设备正常运行时不带电的金属外壳(或构架)和接地装置之间作良好的电气连接。即将建筑物内的用电设备及设备附近的一些金属构件,用PE线连接起来,但不能将PE线与N线连接。如果不作保护接地,当电气设备其中一相的绝缘破损,产生漏电而使金属外壳带上相电压时,人一接触就引发触电事故。实行保护接地后,设备的金属外壳和大地已经有良好的连接,只要接地电阻符合要求,发生漏电时可保障人身安全。
(2)防雷接地:以防雷害为目的的接地称为防雷接地,主要是为了把雷电流迅速导入大地。智能建筑内有大量的电子设备(如通信自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统及闭路电视系统等)以及与之相应的布线系统。建筑物的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种布线布满。这些电子设备及布线系统一般属于耐压等级低、防干扰要求高、最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此,对智能建筑的防雷接地设计必须严密、可靠。智能建筑的所有功能接地必须以防雷接地系统为基础,建立严密、完整的防雷结构。
3结语
雷电对于智能建筑而言,其危害性是巨大的,是不可估量的,因此必须要研究和应用面向智能建筑的防雷减灾技术。本论文在分析了常用的防雷技术的基础上,重点针对智能建筑的防雷要求,详细探讨了智能防雷减灾技术的应用,对于进一步提高智能建筑的防雷减灾水平,无论是在理论上还是在实践上都具有较好的指导意义。
参考文献
[1]张小青.建筑物内电子设备的防雷保护[M].北京:北京电子工业出版社,2000.
【关键词】电子设备 电子电路 接地技术 抗干扰能力 干扰抑制
中图分类号:V443 文献标识码:A文章编号:
一.引言
我们知道在电子电路设计中的接地技术直接关系到了电器的使用寿命以及安全程度。在我国当前,各种各样的电子产品相继诞生,电子产品的应用也日益的广泛,可以说电子产品已经成为了人们生活工作的一个重要的组成部分。我们知道电子干扰是有很大的危害性的,它不仅仅严重的降低了电子系统的可靠性,还能够对人体的健康产生很大的负面作用。例如一些电子产品以及仪器就对电子电路的干扰十分的敏感,最常见的有家用电器比如收音机,电视机等等,还有一些医用设备,比如心脏起搏器等等。这些对电子电路的干扰电磁波都十分的敏感,干扰严重影响了这些设备的正常工作,严重的甚至使这些设备无法工作。为此,我们必须重视电子电路抗干扰能力的设计,可以说电子电路的抗干扰能力已经成了当前电子电路设计的一个非常重要的一方面,这是因为如此接地技术才显得如此重要,可以说接地技术的高低已经直接影响到了电子电路的抗干能力了。
二.接地技术的种类和目的
我们知道电磁干扰对电器具有很大的影响,严重的降低了其稳定性,也不利于工作人员的身体健康。为了保证用户用电的安全可靠,必须注意电子电路设计中接地技术的科学合理性。我们知道安全保护接地是接地技术中比较常见的一种,采用这种接方式地主要是为了保护用户的安全,在实际的生活中有的电器年记哦久了,则其绝缘性能下降,这样就给用户带来了很大的安全隐患,采用这种保护性的接地就是为了消除这种安全隐患而采取的措施。再者一些电器设备在运行的过程中会产生积累静电,这样就及其容易引起接触性的触电,甚至引起电器的爆炸,其危害极大,为了防止类似情况的发生,一般采用的接地方法是屏蔽接地法,能够有效的防止静电积累造成的损失。最后我们知道电磁干扰对电器设备是有很大的影响的,为了避免电器设备受到太多的电磁干扰,采取接地的方法可以有效的配出干扰,保证电器正常运行。
三.接地技术中的接地方式
电子电路设计中接地方式是比较多的,其接地方式不同那么它产生的效果也会不同,所以对于比较常见的几种接地方式我们要充分的了解,只有这样才能在具体的电子电路设计时运用自如。以下介绍两种最为普片使用的接地方式。
保护接零
一般用于三相四线制供电系统中的中性线,是电路环路的重要组成部分,在零线直接接地的一相四线制电网中,设计中一定要注意将电子电器设备征程运行时小带电的金属外壳于电刚的零线连接起来,这样一旦当电器设备中的某一项发乍漏电或者是碰壳时,由于事先金属外壳与零线相连,形成的单向短路,电流非常大,使电路保护装置迅速动的切断电源,从而保护了操作人员的人身安全和电网其他部分的正常运行,同时也可以避免一些重大安全事故的发生。
保护接地
接地保护的主要目的是为了防止用户触电,为了保护用户的安全而采取的措施,保护接地可以说是电子电路设计中最为常见的接地方式,一般来说对于那些中性点不接地的电网都采用保护性的接地方式,采用这种方式则电器设备的支架以及外壳均要接地,这样能够取得比较好的效果,有效的保护的电器安全一用户的安全。
四.电子电路设计中系统接地
通过接地技术的研究我们知道电子电路仪器中的电子仪器设备控制系统中遇到经常需要解决的就是系统接地问题,这也是设计中的一大难点。系统接地线是各种电路中的静态,动态电流的通道,同时又是各级电路通过共同的接地电阻相互耦合的途径,这样就形成了电路之间相互干扰的薄弱环节,所以电子电路设备中的切抗干扰技术,都和接地有很直接的关系。设计合理的接地足抑制噪音和防止干扰的主要途径,不仪能保证电子电器设备的正常,稳定和可靠性工作。
五.电子电路设计中系统接地的原则
根据不同的干扰源要设计不同的接地技术和工艺,不能存在侥幸认为电路中只要有一点接地就能消除干扰,要寻求综合性质的接地方式,才是最为安拿有效的,接地点的选择要恰当,避免设计不当引起的新的干扰。接地点的选择除了安全性外、还要一并考虑屏蔽效果的兼容性,就是要通过接地屏屏蔽技术达到消除多种干扰的综台目的。一般来说.电子电路设计如何和大地接触,与系统的工作稳定性能有着极为密切的关系,设计中常用以下三种方式。
1.浮地方式.不接触大地的悬浮方式。是将电路设备与公共地可能引起环流的公共导线隔离开来,从而抑制来自接地线的干扰。这种接地方式的缺点是设备不与大地直接相连.容易出现静电积累现象,这样积累起来的电荷达到·定程度后,在设备和大地之间会产生具有强人放电电流的静电击穿现象。
2.单点接地方式,我们知道采取两点接地扥方式很容易形成接地环路,一点接地的主要功能就是消除接地环路的形成。
3.多点接地方式,对于工作频率较高的高频电路,由于各元器件的引线和电路本身布局的电感都将增加接地线的阻抗,一点接地方式已不再适用
五.结束语
当前我国的经济快速发展带动了我国电子行业的迅速发展,各种电子产品相继诞生,并且应用日益广泛。在当前,我们已经进入了信息时代,各种各样的电子产品已经成为了人们生活的一部分,和人们的生活紧密相连,所以电子产品已经成为了当今不可或缺的一部分。但是我们知道,电子产品都存在电磁干扰,这不仅仅严重影响了电子系统的可靠性而且也严重危害到了工作人员以及用户的健康状态。所以,正是因为这个原因在进行电子电路设计时,我们要充分考虑其接地技术,这样可以有效的抗干扰能力。提高电子设备的抗干扰能力不仅仅可以提高经济利益还可以提高社会效益。可以说科学的接地技术已经成为了电子电路设计的一个重要的方面,是在电子电力设计工作中必须认真考虑的问题,其重要性不言而喻。所以本文就这个问题作了简单的探讨。
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[关键词] FDI 产业集群 识别研究 长三角
本文将研究吸引FDI较多的地区,是否已经形成或正在形成基于FDI的产业集群,以及这些集群涉及什么产业。由于统计年鉴的限制,本文只选取2004年吸引FDI较多的江苏、上海和浙江,以长三角地区为例,参考赵鹰(2004)的研究方法,并在此基础上做适当修改,通过构建一系列量化的指标,筛选出这些地区跨国公司重点投资的关键产业和产业集群的情况,以期对其他地区有借鉴意义。
一、量化指标的构建
1.FDI产业比重分析。FDI产业比重分析反映了外资企业在特定地区各行业中的地位和重要性。在这里我们以总资产作为衡量标准。计算公式:FDI产业比重=(某行业外资企业总资产/该行业所有企业总资产)*100%;跨国公司在集群中占据主导地位是基于FDI的产业集群的必要条件,因此我们认为FDI产业比重大于50%是集群形成的前提。
2.从业人员比例及其变化。当地从业人员比例是识别和理解某地区跨国公司集中投资的关键产业的第一步,该数据能帮助我们决定:(1)行业在特定地区的重要性;(2)行业在特定地区的竞争力;(3)哪些行业正在成长,哪些却在衰退。
计算公式:
当地从业人员比例=地区制造业各行业的从业人员总数/地区制造业部门从业人员总人数
当地从业人员变化=[(各行业最近年份从业人员数量/基年各行业从业人员数量)-1]*100%
3.行业产值比重及其变化分析。行业产值比重分析是对从业人员比例分析的有效补充,它可以反映每一个行业的规模及其在特定地区的地位,并与从业人员比例分析相互验证。行业产值比重变化分析可以检验各行业规模的变化情况,将它与从业人员比例分析相结合判断关键产业将非常有效。
计算公式:
行业产值比重=(某制造业行业总产值/制造业总产值)*100%
行业产值比重变化=[(最近年份行业产值比重/基年行业产值比重)-1]*100%
4.区位商及其变化。区位商通过将特定地区某产业的从业人员比例与全国水平做比较,来衡量特定地区某产业相对于全国的集中度水平。它是识别特定地区产业集群的有效模型。计算公式:
区位商=(当地某制造业行业的从业人员数量/当地制造业从业人员总数)/(全国某制造业行业的从业人员数量/全国制造业行业从业人员总数)
区位商变化=[(最近年份区位商/基年区位商)-1] *100%
二、样本和数据说明
在下面的量化分析中,统计数据主要来自于江苏、上海和浙江相关年份的统计年鉴,所幸的是在这些统计年鉴也可得到制造业的30个大类行业的相关数据,因此本章将研究对象扩大为制造业的30个大类行业,来考察在这些地区跨国企业重点投资的关键产业和产业集群的情况。
三、量化分析结果
1.FDI产业比重分析。在2003年,江苏省外资占主导地位的制造业较多,其中较为明显的行业有:造纸及纸制品业、通信设备、计算机及其电子设备制造业、橡胶制品业、废弃资源和废旧材料加工回收业和仪器仪表及文化、办公用机械制造业这些行业的外资占比都在65%以上,而文教体育用品制造业和家具制造业的外资占比在50%~55%之间。
统计显示,外资在上海的高新技术产业占据了绝对的主导地位,2004年外商投资企业的年末资产占总额的77.37%,其中电子及信息领域又是外商投资的重中之重,而且近年来外资仍有向该产业集中的趋势。而浙江省,同以往相比,在吸引外资方面已有长足的进步,外资占主导地位的产业从无到有,并逐渐增多。其中橡胶制品业的外资占比为58.3%,废弃资源和废旧材料加工回收业、家具制造业、通信设备、计算机及其电子设备制造业和饮料制造业的外资占比在50%~55%之间。
2.从业人员比重及其变化。从业人员比例指标可以反映外资占主导地位的行业在地区经济中的重要性,而从业人员比例变化可以反映这些行业在地区经济中的增长潜力。在江苏外资占主导地位的制造业中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业在地区经济中占据重要的地位,2004年其从业人员比重为10.09%,排名第二位,而且从2000年~2004年其保持着161.05%的增长速度。而其他几个外资占主导地位的行业,从业人员比重不大,增长速度也不是很快。
统计表明,外资占主导的通信设备、计算机及其他电子设备制造业在上海的制造业中已经占据了重要地位,该行业从业人员比重至2004年达到10.05%,在各制造业行业中排第一位,而且表现出迅猛地增长势头,增幅居各制造业行业之首,达到94.78%,表明该行业具有强劲的增长潜力。相比之下,医药制造业从业人员的比重较小,而且没有明显的增长。在浙江,外资占主导地位的通信设备、计算机及其他电子设备制造业有一定的地位,2004年其从业人员比重达到了6.44%,排名第五,而且该行业以92.35%的速度较快增长。
3.行业产值比重及其变化分析。行业产值比重分析是对从业人员比例分析的有效补充,它可以反映每一个行业的规模及其在特定地区的地位,并与从业人员比重分析相互验证。行业产值比重变化分析可以检验各行业规模的变化趋势。
根据统计,我们发现至2004年底,在江苏的各制造业中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业的产值比重已达到了17.53%,高居首位,而且自2000年以来该行业的产值比重高速增长,其速度高达333.84%。而其他几个外资占主导地位的行业产值比重不大,并且其增长速度低于江苏制造业的平均水平,因此我们可以说这些行业还没能发展成为江苏的支柱产业。
统计显示,2004年外资占主导地位的通信设备、计算机及其他电子设备制造业的总产值在上海的所有制造业行业中高居第一位,达到了22.39%,而且从2000年以来,该行业的总产值高速上升,增长速度高达259.68%。而医药制造业的总产值在上海整个制造业总产值的比重不大,其增长率也低于上海制造业的平均水平,因此还没能成为上海的关键产业。而浙江外资比重较大的通信设备、计算机及其电子设备制造业的总产值在所有制造业中的比重已升至第六位,外资比重较大的其他行业的总产值比重都不大。
4.区位商及其变化。区位商是将各行业从业人员占某地区从业人员的比例与全国的平均水平进行比较,用以衡量各行业在特定地区的集中度。而区位商的变化可以使我们了解行业集中度的变化情况。通过它我们可以来识别地区的产业集群。
在江苏外资占主导地位的行业中,区位商大于1.15的行业只有通信设备、计算机及其他电子设备制造业,其值为1.58,并在不断上升,这说明通信设备、计算机及其他电子设备制造业已成为推动江苏省经济发展的最重要的行业之一。而文教体育用品制造业的区位商从2000年的1.87降到2004年的1.08,且还在继续下跌。
2004年,在上海外资占主导地位的制造业行业中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业的区位商为1.57,并且也在上升,所以该行业属于高区位商(>1.15)而且正在不断成长的行业。同时结合前三项指标的统计结果,我们可以认为该行业已经成为推动上海经济发展的重要行业,并且形成了基于FDI的产业集群。相反,医药制造业的区位商只有0.91,但自2000年以来,区位商以4.35%的速度上升,因此我们初步认为医药制造业虽目前还没形成基于FDI的产业集群,但其具有较大的发展潜力。
2004年浙江外资比重较大的橡胶制品业的区位商达1.39,明显大于1.15,并且以20.71%的速度快速上升,所以浙江的橡胶制品业已经形成基于FDI的产业集群,但是该行业的规模占地区经济的比重还不大,行业从业人员的比重和行业产值的比重分别仅有1.72%和1.1%,因此该行业还不是浙江的关键产业。另外,家具制造业和通信设备、计算机及其他电子设备制造业的区位商均已略超1,分别为1.1和1.01。
四、结论
根据以上的量化分析,基本可以得出以下结论:
1.在江苏,通信设备、计算机及其他电子设备制造业已经形成产业集群,并已成为当地的关键产业,且处于上升趋势,而文教体育用品制造业虽也形成了产业集群,但尚未成为江苏的关键产业。
2.在上海,通信设备、计算机及其他电子设备制造业已经形成产业集群,并已成为当地的关键产业,且处于上升趋势,而医药制造业尚未形成产业集群,也尚未成为上海的关键产业,但该产业处于不断上升的趋势,在短期内有形成集群的可能性。
3.在浙江,通信设备、计算机及其他电子设备制造业、家具制造业和橡胶制品业等已经形成产业集群,虽说该三种行业均处于上升趋势,但通信设备、计算机及其他电子设备制造业已经成为当地的关键产业,而家具制造业和橡胶制品业尚未成为浙江的关键产业。
参考文献:
[1]赵鹰:FDI集群研究:以长三角为例[D].华东师范大学博士论文,2004(5)
[2]江苏统计年鉴,2001,2004,2005
电力电子电路的实际运行表明,大多数故障表现为功率开关器件的损坏,即晶闸管的损坏,其中以功率开关器件的开路和直通最为常见,属于硬故障。但是,电力电子电路的故障诊断与一般的模拟电路、数字电路的故障诊断还有一个重要的差别:故障信息仅存在于发生故障到停电之前的数毫秒到数十毫秒之间,因此,需要实时监视、在线诊断。
(一)电力电子电路故障诊断的目的
电力电子设备一旦发生故障,小则造成电器产品损坏、交通阻塞、工矿企业停产,大则会威胁人民生命、财产安全,甚至造成重大的人员伤亡或灾难事故,影响国民经济的正常运行。所以,对电力电子设备进行故障检测和诊断显得日趋重要。
长期以来,人们采取两种维修对策:1.等设备坏了再进行维修,称为事后维修。这种办法的问题是经济损失很大。2.定期检修设备,称为预防维修。这种方法有一定的计划性和预防性,但其缺点是如无故障,则经济损失较大。
电力电子设备由很多部分组成,包括电力电子主电路、电动机、发电机和各种应用电路。对电力电子设备进行故障诊断就是要对所有的这些电路进行故障检测和诊断。电力电子电路是整个电力电子设备中最关键的部分,对其的故障检测和诊断就显得尤其重要。
(二)电力电子故障诊断的作用
1.实现早期预报,防止事故发生;
2.预知性维修,提高设备管理水平:
3.方便检修,缩短了维修时间,提高设备利用率;
4.对提高设备的设计制造水平,改善产品质量有指导意义。
二、电力电子电路故障诊断方法
电力电子电路故障诊断技术包括两方面的内容:1.故障信息的检测:以一定的检测技术,获取故障发生时的所需故障信息,供故障分析,推理用;2.故障的诊断:依据检测的故障信息,运用合适的故障诊断方法,对故障进行分析、推理,找出故障发生的原因并定位故障发生部位。传统的故障诊断方法在电力电子电路故障诊断中也得到的广泛应用,如故障字典法、故障树、专家系统等。
(一)故障字典法。把一组典型的测量特征值和故障值以一定的表格形式存放,通过比较测量值和特征值,判断故障。先用计算机对电路正常状态和所有硬故障状态模拟,建立故障字典。然后对端口测试进行分析,以识别故障,即将选定节点上测出的电压与故障字典中电压比较,运用某些隔离算法查出对应故障。
故障字典法对于模拟电路和数字电路故障诊断具有很大的实用价值,但字典法只能解决单故障诊断,多故障的组合数大,在实际中很难实现。
(二)故障树法。故障树诊断法就是对可能造成系统失效的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素)进行分析,画出逻辑框图,即故障树,从故障树的顶事件进行搜索从而找出故障原因的方法。故障树表达了系统内在联系,并指出元部件故障与系统之间的逻辑关系。
故障树诊断直观、灵活、通用,但建树工作量大,繁琐易错,对诊断故障空间较小的问题比较合适。
(三)残差法。残差法是一种基于解析模型的故障诊断方法。即通过研究实际系统与参考模型特征输出量间的残差来进行电力电子装置主电路在线故障诊断和故障定位的过程。该方法同样适用于逆变器主电路的故障诊断,参考模型法用于电力电子电路的故障诊断具有检测量少、判据简单且与输出大小无关的特点。特别是在复杂电力电子电路的故障诊断中该法的优势更加明显。
(四)直接检测功率器件两端电压或桥臂电流的方法。通过检测各功率器件两端的电压,或检测各桥臂电流,得到功率器件的工作方式,再与触发脉冲进行时序逻辑比较,从而判断被诊断对象是否故障,此方法需要检测每个被诊断器件的电压和电流,所需测点较多,需要专门的检测电路和逻辑电路。该方法还可以通过测量电路的输入输出来实现故障诊断。正常工作时,电路的输入输出在一定的范围内变动,当超出此范围时,可认为故障已经发生。另外,还可以测量输入输出变量的变化率是否超出范围来判断是否发生故障。该方法虽然简单,但抗干扰性差。
(五)专家系统诊断的方法。专家系统就是利用计算机推理能力和领域专家的丰富经验,以及系统内部因果关系和人工智能的机器学习功能,设计出的一种智能计算机程序系统,解决复杂的系统故障诊断问题。专家系统对经验性的诊断知识进行形式化描述,突破个人局限广为传播,有利于存储和推广专家的经验,发挥专门人才作用,开辟了综合利用专家知识的新途径,比人类专家更可靠、灵活,不受环境影响。专家系统的知识结构中知识库与推理控制相对独立,可重写增删,可以结合其它诊断方法,构成知识结构的应用程序,拥有人机联诊功能,充分发挥了现场技术人员的主观能动性,并能逐步积累经验日趋完善,因此是很有生命力的故障诊断法。
专家系统诊断的基本思想是:先通过实验或仿真建立起一个可靠的知识库,该知识库包含了电路的环境知识、系统知识和一个规则库,其中知识库反映了系统的因果关系,具体到故障诊断系统中就是系统变量和故障类型、故障点之间的因果关系:然后通过人机接口得到实际运行中的特征变量值;将它应用到规则库进行推理,就得到了电路的基本工作状态和故障信息。该方法的缺点是知识库建立困难,特别是知识库庞大时更是如此。传统的故障诊断专家系统,大多是基于规则的专家系统,它将领域知识编成一系列产生式规则(表示形式为IF…,THEN…)。这种专家系统可以解决许多系统的故障诊断问题,但是由于对复杂的系统要利用大量的产生式规则(这种规则主要依赖人工编写),因而故障诊断专家系统运行很慢,很难适应实时环境的要求;另外,当遇到未见过的新故障或新信息时,如此建立的专家故障诊断系统往往不能正确处理,会因推理能力弱而出现“匹配冲突”、“组合爆炸”及“无穷递归”等问题。要解决这些问题,除非不断进行规则更新,可是新规则与原有规则很有可能相互牵连,这必然导致在规则添加和删除时遇到难以处理的困难。总之,专家诊断系统存在知识获取“瓶颈”问题、难以维护、应用面窄以及诊断能力弱和不适应模糊问题等缺点。
关键词:作战效能,对数法,综合评估,Matlab仿真
引 言
飞机,尤其是现代作战飞机的系统效能(System Effectiveness),无论是对于军方(使用方)还是制造商(承制方),都是非常重要的。对飞机系统效能的评估,也是非战争条件下评价飞机优劣的主要方法。免费论文。
作战效能是特定的作战部队使用一定编制体制结构下的某一武器装备集合所构成的作战系统,在执行作战行动任务中所能达到的预期可能目标的程度及执行作战任务的有效程度。作战效能评估方法主要有专家打分法、试验统计法、作战模拟法、指数法、解析法和参数效能法。除作战模拟法和试验统计法外,其它效能评估方法不能反映武器的性能参数与作战效能的关系,并且实际评估中很难得到较好的参数,这些方法实际应用较为困难。试验统计法严重依赖于已有的试验,使用试验统计法评估作战效能需要时间较长,需要大量经费用于试验及统计工作[1]。本文采用对数法(解析法的一种)对某型作战飞机的作战效能进行评估。
1飞机作战效能的构成
通常战斗机的技战性能水平高,其作战效能也就高。但这只是一个方面,性能水平高的飞机尽管易于取得良好的战果,但也会出现被性能水平较低的战斗机击败的情况,就是所谓“以劣胜优”,这里面就有人的因素,当然还有其它条件的限制。飞机作战效能涉及到很多参数,有些参数有确切的数据,可进行精确计算。但有些参数难以获取,甚至难以用数据确切表示,只能作估价(如飞机的操纵效率)。所以,对飞机的作战效能通常并不一定是直接计算,而是作“评估”,这里面有一定程度的经验判断[2]。
飞机的机载电子设备和武器是决定航空武器系统作战能力的三要素,而火力控制系统又是机载电子设备的核心部分。火控信息是目标信息、载机信息与武器信息的综合。作战飞机的攻击手段一是靠武器,二是靠火控。在摧毁目标时,武器起着巨大的作用,但是也只有把武器准确地投射到目标上,才能摧毁目标。在此过程中,火控系统是武器控制与指挥中心;同时,它还有提高本机生存率与回避危险的功能[3]。
某型作战飞机火控控制系统是由空空火控系统和空地火控系统两大部分组成,如图1所示。其中对空火控系统又由雷达综合瞄准系统、光电瞄准系统、综合显示系统、国籍识别系统、客观检查系统等组成。
作战飞机的作战能力可以分为两大类:一类为空对空作战能力,另一类为空对地作战能力。这两类能力共同构成作战飞机的综合作战效能。两者在综合作战能力评估中所占的比例根据使用方对该型飞机的要求而定。