路线方案设计精选(九篇)

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第1篇：路线方案设计范文

关键词：高速公路；路线设计；应用

中图分类号： U412.36+6文献标识码：A文章编号：

高速公路路线设计方案是路线设计中最核心的问题，它关系着工程的配套布局、工程造价，决定着工程项目的成败，因此，在高速公路的路线方案设计过程中，施工部门要与主管部门、设计单位等多部门沟通协调，按照国家规定的设计原则，综合考虑，安全施工，既要保证工程的实用美观，又要合理控制项目造价，做到施工的安全性、实用性、稳定性的统一。

一、高速公路路线设计方案的协调工作

（一）设计原则

高速公路路线选择涉及的因素很多，例如地质、地形条件、当地的经济水平与交通流量、人文景观等。施工单位在建设高速路的过程中必须遵循一定的设计原则：

1．安全稳定性原则

路线设计的首要原则即是安全稳定性原则，通过对各种施工方案进行比较，合理选择路线与工程设计方案，设计合理的中央隔离带，在陡坡与拐弯处要设计合理的限速标志等措施，保证司机驾驶的安全性、行人的安全。

2．科学发展原则

路线设计要根据科学发展原则合理规划。科学施工，建设单位要进行科学的方案论证路线选择尽量选择在城市、县城的外环，做到不干扰居民正常生活，同时要保证少占农用耕地，保护古迹以及人文景观，施工队只有遵循这一原则，才能促进当地经济的发展。

3．整体性原则

公路设计要根据其具置，充分考虑当地的地理位置，地貌特征、社会环境特征、气候条件等自然因素，设计风格要符合当地的风俗习惯、审美特征。在高速公路周围景观环境的设计中，施工队要重视高速公路的路面宽度、路线交叉、隧道、公路线性与公路两侧的地形、生态特征的有机配合，以实现在满足高速公路基本功能的前提下，达到公路与原有景观的高度和谐。同时，建设单位也应该重视对原有景观的开发，保护与利用。

（二）设计方案的协调工作

1．与主管部门的组织协调

高速公路的设计方案要与主管部门组织协调，目前，大多数靠近城市的高速公路均采用高路堤的设计方案，以实现跨越现有的道路，这对城市的发展有明显的制约。所以高速公路路线的选线、立交布置和城市规划之间的矛盾相当突出，同时，路线选线要规避水源地、军事地带、环境保护地、地下矿藏等等，如何协调好高速路设计方案与诸多主管部门的关系，是设计者必须面对的问题。高速公路设计者首先要学习高速公路设计专业知识，加强知识积累，按照客观实际、经济实用、服务大众的原则处理各部门与高速建设单位之间的矛盾，充分发挥公路对地方经济的带动作用。对于高速公路的选线设计，要本着少破坏、少占地、多保护的原则，努力实现双方的和谐共赢。

2．路线设计单位与房建设计单位之间的协调

高速路路线设计单位与房建设计单位的协调主要体现在设计标高、场区位置、土方调配等问题。路线设计初期公路主体要有相对准确的平面位置，以进行车道、土石方量的设计。由于高速收费站以及服务区工程建设有一定的滞后性，以致于在高速主体工程设计时，房建组的介入深度不够，积极性不强，这更需要双方加强沟通与协调。在高速路主体设计的初期，房建设计单位要积极参与，努力确定服务区的规模与需要的工程材料，再与路线设计单位确定服务区的准确位置，然后路线设计单位统一进行服务区与线路主体工程的土石方调配设计，由路线设计单位提供服务区设计标高，再由房建单位审计通过后反馈给路线设计单位，最后依据双方共同确定的标高进行设计。此外，双方单位传递的资料要合理明确、及时准确，努力实现设计的合理性与经济性。

3．与设计单位的组织协调

由于我国高速公路的设计大多采用招投标法的方法进行，高速公路设计由多个设计单位设计的情况普遍存在，由于设计方法与理念的不同，设计单位之间的衔接协调尤为重要。在高速路的设计评审阶段，由于时间紧迫、工作量较大的原因导致发现的问题无法有效的解决。所以，相关部门在高速路的设计初期就要开展多个设计单位之间的沟通与协调，对于设计的主要技术指标要统一。此外，要实行设计监理制度，使设计单位统一考虑、协调组织同一条高速路的设计工作。

二、高速公路的线路设计方案的应用

龙瑞高速公路是云南省境内龙陵至瑞丽的一段高速公路，这一高速位于横断山脉西南侧，高速公路设计路线经过之处地理地貌特征复杂，山、河、盆地交错分布，路线经过处有国家级风景区，此外，沿线城镇民族风情淳厚，风光优美。

龙瑞高速设计单位在施工过程中，施工队严格按照国家规定的设计规范，根据山区高速路“地质选线、气象选线、环境选线、安全选线”的原则，结合龙瑞高速经过地区的自然特点、项目工程特点、社会人文特点，进行项目的施工设计。首先，施工通过协调各个建设单位建立了以曲线为主的线路设计原则，根据地形状况严格控制直线长度，避免出现道路催眠的问题，以确保行驶安全。同时，施工队通过与设计单位的协调，着重考虑了平均纵坡与坡长的问题，在施工过程中，尽量避免长陡坡地段的出现。其次，在建设的过程中，施工单位与当地有关部门密切合作，坚持了节约耕地、保护资源的原则，在云南山区里，耕地比较稀缺，施工单位本着少占耕地的原则，进行高速路施工建设，对保护当地的土地资源做出了巨大贡献。此外，云南是少数民族的聚居地，施工方龙瑞高速经过之地充分考虑了这一点，本着尊重民族习惯的原则，设计了独特的高速公路走向。

结语：

高速公路的设计是公路工项目的灵魂，只有优秀的设计方案才能创造出一条经济实用的高速公路。在施工过程中，我们必须做好施工各单位的沟通工作，按照规范的设计原则，进行高速公路的路线设计，只有优化设计才能保证高路路安全运行，满足社会可持续发展的需要。

参考文献：

[1]唐林，廖成强.山区高速公路越岭段综合选线探讨[J].路基工程.2006(03)

[2]于林.高速公路改扩建路线设计方法[J].交通科技与经济.2010(03)

第2篇：路线方案设计范文

关键词：10kV配电线路；线路设计方案；供电需求；电力企业；电力系统

对于配电线路的控制，在整个电力系统的控制中尤其重要。在整个电力系统的有效运行过程中，配电线路的主要作用是传输和配送电能，因此配电线路的设计是否科学、合理，运行状态的优劣将直接影响到整个电力系统是否能够有效地运行。这就要求在电力运行的管理之中，大大加强对配电线路的科学、合理设计。

1、10kV配电线路设计时需要遵循的原则

在电力系统中配电线路作为重要构件，设计的合理与否直接影响着整个电力系统的正常运行，甚至会给电力企业的发展带来一定的影响。因此在对配电线路进行设计时，要求相应的设计人员要结合实际条件，能够合理科学地利用技术，从而对配电线路进行设计。（1）要求设计人员要遵循科学性原则，确保整个设计的科学性，以合理科学为基础进行设计，且能够在实践中有效的应用与实施；（2）在进行设计时，设计人员要对安全问题进行考虑，要使整个设计方案能够保证线路的安全性；（3）在设计时，设计人员要秉承经济性原则，尽可能地列出多种设计方案，重点要对多种设备进行列出比较，最后选择出最合适的设计方案，在保证配电线路安全的条件下，要尽可能节约成本的支出。

2、电力系统10kV配电线路设计方案分析

10kV配电线路主要分布在我国农村地区，原理是采用架空线路的形式结构对其进行放射性供电。在具体运行的过程中，10kV配电线路所涉及的过程比较复杂，内容比较繁多，因此这就要求设计人员在进行设计之前，要高度注重对设计中的每个环节进行完善，进而达到设计的科学性、合理性的标准。10kV配电线路设计流程如下：（1）设计人员在接到配电线路设计任务后，要以配电工程所在的区域建设规划指标为依据，对配电线路的路径进行合理设计，要对配电线路的起、终点位置进行定位，且要对整个配电线路的长度进行测量。在此步骤中，要求设计人员高度重视配电线路区域的地形、地貌特征并且要更进一步地进行调查研究，对配电线路区域的地形、地貌特征进行熟悉且要求掌握，能够熟练地绘制出相应的设计图纸，与此同时在所设计的配电线路中，相关数据要确保它的精确性。在设计好配电线路的路径后，设计人员应将设计方案交给相关部门进行审核，审核且通过后才可实施，防止由于所设计的路线与区域的建设规划发生矛盾进而出现线路改迁的问题。在对配电线路进行设计时，设计人员要秉承“两点之间、线段最短”的宗旨，目的是减少线路曲折的问题，要保证所设计的线路科学且合理，能够在实践中操作与应用；（2）设计人员对所设计的路径图纸绘制完成后，要结合实际的地形、地貌特点，对配电线路的杆塔进行合理的设计。对于杆塔的选择，应尽可能地避免对农田或临街住户的占用，以不要打扰居民正常的生活为出发点，然而对于路径的选择，要考虑到方便日后的检查修理，在设计杆塔的环节时还要考虑到环境因素如相关区域的水文条件、地质条件等，比如在埋管线的过程中，一定要确保管线埋设的安全性；（3）设计人员在基本确定路径方案后，要权衡整个路径设计方案的科学性、经济性，对各路径方案进行分析与对比，最终得出更为科学、合理的路径方案。由此可得，对于10kV配电线路的整体设计而言，要秉承有效性、科学性的原则，使整个设计方案能够实施与应用。

3、10kV配电线路的设计

在对10kV配电线路的设计中，要充分考虑到配电装置以及对配电线路路径的选择等方面的讨论。在设计的实践中，要高度重视对相关要素实施控制，针对各环节做好设计工作，保证整个配电线路在实际工作中发挥它的作用。3.1选择适当的配电装置在整个电力系统中，配电装置是重要的构件，在配电线路设计当中尤其重要。对于配电装置的选择过程中，要优先考虑到相应的环境、抗震能力等重要要素。3.1.1控制好环境温度。配电线路对于配电装置选择的过程中，整个装置所在区域的环境、温度要保持稳定性，保证环境、温度能够达到装置所要满足的标准。一般情况下，所在区域的自然环境影响着配电装置。3.1.2控制好导体、电器的相应湿度。在选择导体、电器的相对湿度时，将月份湿度值作为线路所在区域的参考值，掌握线路真实的湿度状况，选择相应的电器产品从而进行安装。比如在一些较为湿热的地区，设计人员在对相应的配电装置进行设计时，选择适合湿热气候的装置进行安装。3.1.3考虑最大风速。在配电线路施工的环节中，或多或少会受到一定风速的影响，因此在对配电线路进行设计时，设计人员要考虑到全年的最大风速值，一般，配电线路的架空位置和地面保持在12m左右。当风速过大时，要求对配电设备的安装高度进行降低，与此同时还要考虑到相应的气象要素。3.2导体、电器的设计要想确定导线的截面面积，设计人员要按照电力系统的设计要求进行设计，进而计算出导线的截面面积，还要重视对导线的型号、规格进行验证，所选择的电器能够承受的最高运行高压要与配网运行电压持平，对于电流，配电线路所允许的电流要与最大的持续工作电流值持平。此外，截面面积确定了之后，在设计中要对导线的安全系数进行标注与说明。3.3选择科学的线路组装形式在10kV配电线路的杆塔结构、绝缘子的形式以及导线的型号实际选择过程中存在着较大的差异，因此相应的绝缘子串的组装形式也存在较大的差异，通常情况下采用单串绝缘子串来满足导线的断线张力与最大综合荷重，对于一些特殊的大档距、大导线、大沟以及一些交通要道等环境条件时，如果单串绝缘子串不能达到设计的标准，则要采用双串的方式进行接连，从而确保其线路组装形式的有效实施。3.4做好导线的防震设计在现实设计的过程中，要充分考虑到防震的设计要求，档距、风速、地形、风向及线路架设高度等因素可能引起导线的振动，从而不同程度地对线路正常运行造成影响，这就要求在具体的线路设计过程中采取相应的防震措施。因此在进行导线的防震设计过程中，应将导线的安全系数、应力大小、线路途经以及经过的地貌与地形特征等一系列因素进行综合考虑。

4、10kV配电线路设计中常见问题及对策

4.1负荷计算偏差在大部分设计文件中以年售电量作为基准，以此来预测每年售电量增长10%，进而推算负荷的大小。这种估算方法优点为简单可行，存在统计负荷不免偏大、准确性较差等缺点，由此会造成年发电量不足年使用量，进而引发年发电量远远超出年使用量的范畴造成严重的经济损失。因此在10kV配电线路设计的过程中，负荷计算所造成的偏差一直是一个亟待解决的问题，并且一直以来力求使得负荷计算量最能够接近实际电量使用量。对策：要向有关部门收集每个城市的街道图，其中包括城市的分区、乡行政区的界限、每个区域所属的行政管理范围等；还可以向所属公安局收集各个分局的管辖范围，它包括在每个区内派出所的数量、每个派出所的管辖范围以及户籍数量。在对配电变压器进行设置时，要考虑到负荷增长系数，进而能够比较精确地计算出在各个派出所辖区范围内的台区数量。4.2自然、气象条件选择估计不当在10kV配电线路运行的过程中，自然灾害破坏对其造成的故障是不可避免的，如雷击（在7～8月的雷雨季节尤其是雷爆日比较多的地区，经常会出现因雷击而线路跳闸，通常有断线、瓷瓶爆裂、配变烧毁等状况的发生）、大风（特别是南方沿海城市经常会受到台风的袭击）、雨雪等。这些故障的发生存在不可抗力的一面，也存在配电线路设计中对自然气象条件估计不当的因素。对策：针对自然灾害的破坏所造成的故障，在设计时要将其着重考虑在内，并且要严格地落实在配电装置的选择上：（1）当设备的最低允许温度高于周围环境的温度时，应当采取保温措施或安装加热装置等；在有积雪、冰雪严重的地区，通常采用隔离开关的破冰厚度等措施，但要求不应小于设计的最大覆冰厚度；（2）依据国家标准的规定设计配电装置的抗震设计；（3）在城市内对10kV配电线路的导线选择，通常用架空交联聚乙烯绝缘导线；（4）要重点做好防雷措施，具体操作如下：要在变电所10kV的出线端安装带有金属氧化物的避雷器；在易受雷击且线路较长的线路上安装防弧金具或金属氧化物。4.310kV配电线路路径选择不当线路路径确定通常是指在制定的起止点之间确定一条最优的路线，这是配电线路设计的第一步，也是配电线路设计中关键的一步。对于线路路径的确定，要综合充分考虑线路的经济效益、工程造价、技术可行、施工方便、运行安全等方面的因素。实际电力工程中，不少配电线路没有对各路径方案从技术方面、线路的安全与经济运行、方便施工、障碍物的处理等方面进行全面的分析比较，从而造成了极大的经济损失。对策：在路径选择时要遵循以下原则：（1）与配电网络改造相结合，与城镇规划相协调；（2）尽可能地少占或不占农田；（3）尽可能地避开坑洼地、雨水冲刷和容易发生交通事故的地段；（4）尽可能地避开有易燃易爆物存在的地段；（5）要求配电线路路径尽可能短，从而避免迂回。

5、结语

对于10kV配电线路的设计问题，将会直接影响到整个电力系统的稳定运行，与企业的经济效益、社会效益息息相关。设计人员在设计过程中必须要重视10kV配电线路的实际设计要求，综合线路的具体实际情况，进而能够设计出科学、合理的实施方案，确保电能的高效率安全运输，保证整个电力系统的安全稳定运转。

参考文献

[1]黄小兵．10kV配电线路设计技术要点分析[J]．中小企业管理与科技，2011，30（21）.

[2]王登灿．试论10kV配电线路防雷保护间隙的设计[J]．科技致富向导，2011，18（23）.

[3]朱秀兰．10kV配电线路防雷保护间隙的设计[J]．科学技术与工程，2010，17（31）.

[4]邝凯华．10kV配电线路故障及防范措施探讨[J]．中国科技纵横，2013，36（6）.

[5]陈雷．10kV配电线路故障原因分析及防范措施[J]．城市建设理论研究，2012，43（15）.

第3篇：路线方案设计范文

关键词：蒙内铁路天宝旷达 自动选线

中图分类号：F530文献标识码： A

1、蒙内铁路简介：

蒙-内铁路是东共体北部战略走廊的第一段，该走廊起于东非第一大港口肯尼亚蒙巴萨港，终止于乌干达首都坎帕拉，全长1584公里，是乌干达、卢旺达、布隆迪和南苏丹等内陆国家的物资进出通道，也是东非共同体内最重要的铁路交通干线。本次设计段为蒙巴萨至内罗毕段，全长485.303公里，设计时速120km/h，计划建设工期为5年，合同额总计38.04亿美元。

其中，线下土建部分合同额26.57亿美元，主要包括土方施工、桥涵施工，铺轨及站房建设等；线上部分合同额11.47亿美元，主要包括建设通信系统、信号系统、信息系统、电力系统、给排水系统，提供配套的机车和车厢及相应检测维护设备等。该项目为设计、采购、施工总承包合同（EPC），完全采用中国技术标准与规范。

该项目的建成不仅能为肯尼亚提供更快捷、更安全、更可靠的现代化客货运输服务，助力其经济增长；也将对东共体实现共同市场，整合内部资源，完善产业分工，促进东非地区旅游资源的开发起到巨大的推动作用。该项目的实施不仅标志着中国铁路标准进入东非地区，为中国铁路技术标准“走出去”起到示范性作用，更将带动中国铁路建设人才的培养以及工程机械设备、铁路机车及设施的出口。

2、天宝旷达系统简介

天宝旷达路线方案决策系统(旷达系统)是目前全球领先的智能化的公路和铁路路线方案三维优化决策系统。它可以帮助路线工程师在选线过程中综合处理社会可持续发展、环境保护、工程实施难度、工程投资等各种复杂问题，选择出最合理经济的走廊和路线方案。利用旷达系统不仅可以改善项目方案质量，控制项目的投资风险，还可提高方案研究的工作效率，降低工程师的劳动强度。旷达系统作为选线工程师的一个智能化辅助决策工具，在很短时间内，可实现大面积选线、多方案比选，为做到不遗漏最有价值的路线方案、提出合理线路走向方案提供有力支持。

旷达系统界面

在国际上，旷达系统已经成功地应用于500多个公路和铁路规划设计项目之中，重点项目如：美国德克萨斯州1600公里I69高速公路和铁路、美国阿拉斯加Juneau Access 公路项目、美国加州1000公里高速铁路网、澳大利亚布里斯班至墨尔本1600公里高铁、东西横跨澳大利亚大陆的3370公里矿运铁路等。

3、旷达路线方案决策系统在蒙内铁路项目中的应用

（1）、数字模型的选取

由于项目所在区域处于非洲，没有1：5万或者1：1万地形图，本次地面数字模型的选取采用ASTER GDEM 的数据。ASTER的全球数字高程模型（ASTER GDEM）由日本METI和美国国家航空和航天局NASA开发。 采用ASTER星载地球观测光学仪器收集的数据生成。ASTER GDEM覆盖整个地球土地表面99%高分辨率。 ASTER GDEM自2011年10月v2以来，已广泛应用于许多用户。

（2）、限制条件的选取

限制条件包括环境敏感区、城区、几何设计标准、地质情况、工程费用经济指标、构筑物单价及路线与现行区域或线性构筑物的跨越和净空要求等。线性物和区域边界线数据可以直接通过CAD或GIS数据导入旷达系统。也可以通过鼠标在卫星照片和航片上跟踪生成。

由于蒙内铁路穿越动物保护区，不良地质区域也比较多，途径的城镇路段密集。在优化选线之前，我们基本把这些不可穿越的动物保护区等全部导入旷达系统中。同时路线的等级参数，几何标准等也已经确定。

费用参数

几何设计参数

（3）、满足条件的路线方案生产

旷达系统在经过成千上百万次的迭代优化运算后，提供了20条低费用并满足限制条件的优化路线方案供用户选择。旷达优化结果不是单独一条路线方案，而是生成一系列的优化路线方案供用户选择，帮助用户进行多方案同深度定量分析和比选，平衡考虑环境影响和工程造价以及其他重点工程。

（4）、路线的工程量及造价成果

结合旷达提供的路线方案，我们可以实时实现平纵横动态显示，同时可以显示路线全线及分段工程量及费用以便进行多方案分析比较。每条路线的汇总表上将显示路线的工程量和造价，包括填挖土石方、借土、弃土及桥隧涵洞的数量和费用。旷达系统为每个方案提供了各种报表和方案图等。

路线查看

路线对比及工程量

（5）三维动态漫游、路线备选方案浏览

经过比选，确定的路线方案直接叠加在三维地模及卫片和航片上，进行三维动态漫游。在平面和纵断面及横断面上显示路线的填挖状况，桥梁和隧道位置。

三维动态漫游

第4篇：路线方案设计范文

【关键词】覆冰；输电线路；设计方案；解决措施

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

引 言

由于自然环境的恶化，全球气候进入灾害事件多发期。严重覆冰会导致输电线路机械和电气性能急剧下降，从而导致覆冰事故的发生。在我国湖南、湖北、贵州、江西、四川及云南等省都曾发生过输电线路覆冰事故[1]。覆冰事故已严重威胁了我国电力系统的安全运行，并造成了巨大的经济损失[1]，另外，停电给铁路、交通运输亦造成严重影响。因此，在对覆冰进行长期观测和研究的基础上，总结覆冰监测方法和防止覆冰事故的措施，希望能对减少我国输电线路冰害事故和冰害损失有益。

1、冰雪灾害对输电线路的危害

如2008年，我国华中电网，特别是湖南、湖北地区，遭遇历史上时间跨度最长，范围最广的严重覆冰灾害。数千公里长的电网设施出现覆冰现象，一些地段覆冰厚度达到80～100mm，严重超出了10～20mm的设计标准(如图1所示)。

图1 铁塔和导线上的覆冰

1.1机械危害

线路覆冰直接的危害就是导线、金具和支架负载，随着覆冰厚度的增加输电线路的水平负荷也在增加，严重的覆冰会导致导线、地线断裂，杆塔倒塌和金具损坏；不均匀的覆冰或者不同期脱冰会引起张力差，容易造成导线舞动，会造成导线断裂、杆塔横杆扭曲变形、绝缘子损伤和破裂[2]。

1.2电气危害

绝缘子覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距离缩短，容易引起绝缘子闪络；融冰过程中冰体表面的水膜会溶解污秽物中的电解质，提高融冰水或冰面水膜的导电率，引起绝缘子串电压分布的畸变，从而降低了覆冰绝缘子串的闪络电压，形成绝缘子闪络。导线舞动时还可能造成相间短路故障。

1.3线路过荷载事故

当覆冰积累到一定体积和重量之后, 输电导线的重量倍增, 弧垂增大, 导线对地间距减小, 从而导致闪络事故的发生。同时, 在风的作用下, 两根导线或导线与地之间可能相碰,会造成短路跳闸、烧伤甚至烧断导线的事故。

有资料显示,以400 mm导线为例,当覆冰厚度由10 mm 增加至15 mm、20 mm、30mm和50 mm时,杆塔承受的垂直、水平和纵向荷载对应关系如表1 所示。

表1 覆冰厚度与杆塔载荷的关系

覆冰厚度/mm 垂直荷载/% 水平荷载/% 纵向荷载/%

10 100 100 100

15 130 120 120

20 160 480 180

30 240 620 320

50 450 900 660

2、高压输电线路对冰雪灾害的设计方案

2.1优化设计，提高规划设计水平

对线路经过区域进行气象资料、环境资料和环境特征等收集和分析，尽量避开覆冰区域；对于不能避开的覆冰区域，应合理设计抗冰厚度，确保杆塔及导线、地线强度能满足特殊地形和气象条件要求[3]。

据观测，覆冰首先在导线迎风面上成长，当迎风面达到某一覆冰厚度时，导线因重力作用而产生扭转，从而出现了新的迎风面。这样，导线通过不断扭转而使覆冰逐步增大，最终导线上形成圆形或椭圆形的覆冰。除了风速的大小对覆冰有影响外，风向与导线平行时，或当与导线之间的夹角小于45°或大于150°时，覆冰较轻；风向与导线垂直或风向与导线之间的夹角大于45°或小于150°时，覆冰比较严重。

2.2提高输电线路事故预防

2.2.1持续低温天气发生后，应加强对气象预报资料的收集，提前做好预控措施，有针对性的进行特殊巡视，一旦发现线路有覆冰现象，必须立即采取有效的措施除冰，必要时应申请对线路进行停电除冰；

2.2.2加强对运行和检修人员的技能培训，及时在恶劣天气来临前对输电线路的隐患和缺陷进行全面的消缺工作，积极了解和学习科学、先进的除冰方法和工艺，购置必要的机械除冰装置或工具；

2.2.3应作好对所辖线路覆冰资料的收集，建立准确、详细的覆冰记录，确保在灾害发生时，能够准确出击、有效处置。经实践证明不能满足重冰区要求的杆塔型号、导线排列方式应有计划地逐步进行改造或更换；

2.3对重冰区段应严格按《重冰区架空输电线路设计规定》进行设计

对于档距较大的重覆冰地段，采取增加杆塔、缩小档距的措施，以增加导线的过载能力，减轻杆塔荷载，减小不均匀脱冰时导线、地线相碰撞的机遇。对重覆冰区新建线路应尽量避免大档距，使重覆冰区线路档距较为均匀。

增加输电线路的覆冰承载能力，还可以在不改变原有杆（塔）位置的情况下，将钢芯铝绞线更换为新型的钢芯铝合金导线，以LGJ-400型导线为例，可将其换为新型HL4GJQ-400，这样既保证了线路的输电能力，又满足覆冰过载时导线的安全运行。杆（塔）的承载没有增大，反而减小。HL4GJQ-400钢芯铝合金导线比LGJ-400钢芯铝绞线抗拉强度增大1.26倍、重量降低9.35%。在同等地理、气象条件下，新选择的导线、避雷线组合比原设计的导线、避雷线组合的抗覆冰性能大大改善。

当线路走向、杆（塔）位不变的条件下，导线由LGJ-400钢芯铝绞线更换成HL4GJQ-400钢芯铝合金导线后，最大使用张力由58224.5N降至57196N，每米导线覆冰时的垂直荷重由63.93N降为62.3N，避雷线规格不变，每米避雷线覆冰时垂直荷重不变，但最大使用张力由原来的47462.7N降为39275.3N，从垂直荷载和水平张力的数据显示，杆（塔）的荷载有了明显的降低，杆（塔）的安全储备得到明显提高。导线的最大使用应力相同，HL4GJQ-400的比载较LGJ-400的小，故对地距离、交叉跨越距离有所改善。导线的安全系数由2.22（按新手册实为2.109）提高到2.6655，避雷线的安全系数由2.5（按新手册实为2.225）提高到2.8倍，导线、避雷线的安全系数均提高1.26倍，覆冰的过载能力得到了较大提高，按50mm冰区校验已能满足规程要求。

3、输电线路覆冰事故防止措施

根据国内外的现状和经验，防止输电线路冰害事故可从以下几方面入手:

(1)在线路设计时，应考虑微地形、微气候的影响，考虑线路经过地段的地形、相对高差、山脉走向、覆冰程度等因素，合理选择线路走向，设计合理的抗冰厚度。对于线路沿线的薄弱环节加以重视，安装行之有效的监测装置和防冰抗冰设备，确保线路安全运行。对已经运行的线路，特别是发生过冰害事故的线路，可以对部分重冰区线路进行改道，或对薄弱环节进行全面或局部的改造，提高其抗冰能力；对于大面积覆冰地区，宜采用除冰、融冰措施来防止冰害事故。

例如：在50千伏天兰线的冰灾改造工程中，某省电力公司在采用了最新型的抗冰闪复合绝缘子材料，大大提高了绝缘子的抗冰闪能力。此外，根据电网灾后恢复重建规划方案，在冰灾电网的抢修和重建过程中，设计院按照提高抗冰能力的新标准进行技改，增强抵御严重自然灾害的能力。

(2)对输电线路覆冰的特点、机理进行深入观测和研究，绘制各地区输电线路覆冰雪分布图，研制有效的覆冰监测装置、防冰除冰措施和防覆冰舞动措施，制定积极有效的防止和处理冰害事故的应急对策，以尽量防止和减少冰害事故带来的灾害。

（3）加强线路日常维护管理。对于易产生导线舞动区段，采取在导线上加装防舞动相间间隔棒或带可旋转线夹的导线间隔棒的措施[4]，对于重污覆冰区采取加装防冰闪型绝缘子。

线路工区在输电线路认真细致地搞好日常维护工作。线路巡线员在巡视高压输电线路时仔细观察电力线路可能存在的问题。如拉线位置，钢线卡螺栓的松紧，拉线的检查，导线绝缘子的完好，线路通道内树木的生长高度等，这样也可以及时地发现问题，对所发现的问题进行及时的处理，避免倒塔、倒杆及断线事故的发生。

结束语

综上所述，为防止高压输电线路覆冰，导致杆塔倾覆问题的发生，应从设计上就着重考虑，加强杆塔的设计强度，注意线路路径的选取，适当减小档距，减小耐张段的长度，这样就从根本上加强了线路的结构强度，就像给人打了疫苗，增加了对疾病的抵抗力一样；另一方面，加强对输电线路的巡视，对可能出现问题的地段，及时发现，以便在发生倒塔事故以前，采取措施，保证电力线路的安全运行，促进国民经济的健康发展。

【参考文献：】

[1]蒋兴良,易辉.输电线路覆冰及防护[M].北京:中国电力出版社,2002.

[2]蒋兴良,易辉.输电线路覆冰与防护[M].北京：中国电力出版社,2002.

第5篇：路线方案设计范文

【关键词】民用住宅；电气线路；消防安全

前言

当前我国民用住宅已经处在由实用型向小康型转变的过程中，人们的生活水平不断提高，各种电器尤其是大功率电器的应用逐渐普及，然而人们的电气线路安全意识还不强，在设计电气线路时往往忽略了安全问题，埋下了安全隐患，致使电气火灾事故时有发生，给人们带来了极大的经济损失甚至人员伤亡。因此为了防止电气火灾事故的发生，非常有必要对居民住宅的电气线路进行消防安全设计。

1 民用住宅电气线路消防安全设计的重要性

1.1 民用住宅电气线路的火灾隐患

民用住宅中的电气线路主要是用来为住宅内的电器输送电能，具有线路长、分支多、应用范围广、易于接触可燃物等特点，而且民用住宅电气线路一般故障都会比较隐蔽，难以发现，往往是由于短路、过负荷、接触电阻过大等原因产生的电火花、电弧或引起电线、电缆过热现象，从而引发火灾。只有提高电气线路的消防安全设计，才能消除安全隐患，从源头避免灾难的发生。

1.2 民用住宅电气线路的火灾形势严峻

随着我国住宅建设和电力事业的迅速发展，居民住宅电气火灾的数量也在迅速增加。根据统计显示，民用住宅电气引发的火灾在全国电气火灾中占的比例高达50%左右，是民用住宅火灾发生的主要原因，对居民的生命财产安全带来了巨大的威胁，对人们的正常生活与工作产生了巨大的影响，因此很有必要加强民用住宅电气线路的消防安全设计工作。

2 当前我国民用住宅电气线路设计存在的问题

2.1 新建居民住宅电气线路的安全隐患

（1）新建的居民住宅的固定插座设置较少。在现在大多数新建的居民住宅中，固定插座的设置往往较少，因此居民为了方便电器的用电需求，往往扩展很多临时的插线板或者搭建临时线。由于一般居民没有较强的安全意识，另外现在很多的插线板以及电线都存在质量问题，这为居民的安全生活埋下了隐患。因此新建居民住宅的固定插座设置较少也是一个居民住宅电气线路的不安全因素。

（2）现在新建的居民住宅电气线路分支回路较少。由于分支回路较少，因此相当于减小了电气线路的横截面积，从而会容易导致线路发热的情况。虽然一般的导线都有一定的耐热性，但是如果超过一定的限度后会影响到导线的寿命，加快导线绝缘层的老化，因此线路分支过少也是一个居民住宅电气线路的安全隐患。

2.2 旧居民住宅电气线路的安全隐患

我国在1992年之前建设的居民住宅一般都没有较好的安全保护设施。一般住宅都没有安装漏电保护设备，而且没有布设专用的地线或零线，并不符合安全规范标准。由于很多那时建造的住宅现在仍在使用，因此会存在很多安全隐患。比如，线路老化、导线不合格或者不符合现有的供电要求另外就是电气线路容量较小等，都会给居民住宅带来安全威胁，增大火灾发生的可能性。

3 提高居民住宅电气线路安全设计的措施

3.1 民用住宅的电气线路设计应该符合相关的安全规范

我国的《住宅设计规范》中明确规定：居民住宅的电气线路的铺设配线方法应该符合安全和防火要求而且导线应该采用铜导线，另外居民住宅的进户线截面不应该小于10mm2，分支回路的截面不应小于2.510mm2；居民住宅的空调插座、电源插座与照明应该采用分路设计；厨房电源插座和卫生间电源插座应该设置独立回路。

3.2 居民住宅电气线路应该采用铜线，能够有效防止短路起火

作为居民住宅电气线路的导线应该能够耐受一定的电压。当电线电流超过载荷量，电线就会加剧发热升温，这会致使其绝缘层的绝缘能力迅速下降，而且会加快老化，最终导致绝缘层失去绝缘能力而被电压击穿，使金属线芯之间直接接触或通过电弧导通形成短路。如果发生线路短路会急剧产生高温、电弧或电火花，从而会引起火灾，而且还会使电气设备带有危险电压，会引起触电事故。

而铜导线具有不易老化和腐蚀、膨胀系数小、引发火灾的危险要比铝导线小的多的特点，而且在居民住宅中一般没有专业的人员进行线路的检修，不能及时排除电气线路中的安全隐患，因此在居民住宅的电气线路设计过程中不应为了节省成本而采用铝线代替绝缘铜线，这也是在国家标准GB50096—1999《住宅设计规范》中要求必须强制性实施的。

3.3 在居民住宅电气线路设计时应该有足够数量的分支回路

由于居民住宅中电气线路的分路过少，导致每个回路的负荷增大因此会导致线路发热升温，从而会增加电气线路的安全隐患。相反如果增加电气线路中的分支回路，就相当于增加了导线的截面面积，从而可以降低导线发热，延缓其绝缘老化，提高导线的使用寿命，从而有利于减少电气线路的火灾危害。另外采用多条回路，当对线路进行检修或者因故跳闸时，只会造成小范围的停电，不会影响到其他回路的照明，避免因为跳闸或线路故障而导致的整个家庭处于停电状态，给家庭生活带来不便。

3.4 设置合理数量的插座

我国目前居民住宅的插座数量普遍偏少，然而国家新的标准规定，住宅中插座数量的数目不应该少于12个，但这只是一个保障安全的最基本要求，具体在住宅电气线路的设计时应该适当增加电源插座的数量，一般认为最佳的电源插座配置为：每间卧室电源插座4组，空调插座1组；厨房电源插座5组，排气扇插座1组；走廊电源插座2组，阳台电源插座1组。同时在安装插座时应该注意以下要求：明装时距地面不低于1.8米；暗装时距地面不低于0.3米，为防止儿童触点，应选择带有保险挡片的安全插座；单相二眼插座的接线要求是“左零右火”、“上火下零”；三眼插座零线与保护接地线切不可接错；电冰箱、空调器应该使用各自独立的、带有保护接地的三眼插座。

3.5 在居民住宅的电气线路设计时应该预留充足的扩充容量

随着居民生活水平的提高，家用电器的普及越来越广泛，另外大功率电器的应用也不断增加，这在一定程度上会增加居民住宅电气线路的负担。因此在居民住宅电气线路的设计过程中，应该充分考虑线路的扩充容量，留有足够的余量以满足电气线路的消防安全要求。

4 总结

居民住宅的电气线路安全会严重影响居民的生活安全与质量，因此电气线路设计人员在设计居民住宅的电气线路时应该严格按照国家的规范标准进行设计，坚持以人为本，重视电气安全，充分结合居民住宅电气线路的特点进行设计，保证电气线路既要美观、适用、节能，又要安全可靠，同时还应该为远期负荷的增加留有充分的余量。

参考文献：

[1]李有志，王彪.住宅电气线路消防安全设计[J].土木建筑学术文库，2008（9）.

[2]张玉海.浅谈民用住宅电气线路消防安全设计[J].第十届中国科协年会，2008.9.

[3]关良.对民用住宅电气消防安全设计的探讨[J].广州民族大学学报，2007（1）.

第6篇：路线方案设计范文

关键词 光纤线路；自动检测；管理系统；系统设计

中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）187-0062-02

1 光纤线路自动监测及管理系统设计特点

系统在设计过程中要有整体性的思想，能够将自动监测与管理指令发出结合在一起，这样可以达到自动化控制管理的设计目标。光纤线路的管理以及监测系统设计中采用了图形融合的方法，能够根据常见问题来探讨出优化解决的具体方案，这也是实现工程建设目标的有效方法之一，通过加强各个系统之间的相互配合来帮助进一步解决常见问题，在设计中融合创新技术方法，为管理落实创造一个有利的基础环境，这也是提升软件运行效率的有效措施之一，关系到未来的网络信息传输效率是否可以得到稳定提升。网络资源管理是一项十分复杂的任务，不单要从信息传输速度层面做出考虑，更重要的是能够提升系统的综合运算能力，能够抵御基于网络环境中所产生的隐患问题。除此之外，在设计过程中也要求系统能够灵活地进行数据之间的转换控制，达到最理想的控制系统功能标准。设计中资源的优化利用也是首先需要考虑的问题，对于各个系统之间的配合能力要采用定向提升的方法。

2 硬件系统的设计方案

2.1 系统组成

硬件系统在设计中融合了数据采集模块、数据运算模块与信号传输网络。在对硬件系统进行设计时也主要是针对其组成形式来进行的，从多方面因素考虑，通过设计方案来对各个系统的运行使用情况进行控制，避免在硬件模块中出现彼此之前的影响因素。在同一个控制中枢系统中，能够同时完成多项任务之间的转换控制，并且在信息传输过程中也能够确保其独立性，解决了彼此之间的干扰问题。加强系统运行使用效率的提升，对于系统的保护功能也是十分明显的。硬件组成是从控制设备来进行后续更细致的划分，对于一些比较常见的工程隐患问题，加强各个系统之间的运行与使用参数控制，能够进一步提升网络选择的准确程度，为后续管理计划开展落实打下稳定的基础。硬件传输系统也具有一选择性，是根据数据传输对系统的整体需求来进行的，这样的环境下所进行的各项工作任务中，都可以得到基础设施的保障，并为后续管理建设计划创造有利的基础条件。

2.2 硬件实现

功能实现需要从基站部分来进行探讨分析，观察系统的综合影响能力是否可以得到提升，对于一些比较常见的功能隐患问题加强控制，这样也更有助于系统综合判断能力的提升。硬件系统在设计中会引入保护功能，对系统的参数稳定性做出检验，当发现检验的结果与理想的状态差距比较大时，通过这种方法也能够更好的解决，也能够为后续建设计划进行创造有利的条件。对于系统的进一步控制管理，加强各个系统之前的相互配合，对提升系统的运行使用功能也有很大的促进作用。将各个基础设施相互连接，在同一网络中做出控制，这样硬件系统的功能也能够得到实现，对接下来的速度提升也有很大的帮助。当硬件系统的某一个区域内出现故障时，所传输的数据也会因此而发生变化，这种情况会反馈到信息系统中，在系统功中表现出功能方面的异常，根据所反射的信息传递轨迹来准确地判断最终的功能表达形式。

2.3 组网设计方案

有了明确的使用功能方向，在组网设计中也能够从这一方面来进行，针对比较常见的功能隐患问题，根据光线传输的总长度来确定其中的接入网设计情况，合理设置端口的位置与距离，以及其中所间隔的位置。如果总的信号传输系统所跨越的区域过大，选取其中间点来进行区域内的基站设置，增加一个基站能够将总的信号传输任务划分为两部分，每一部分的速度效率都能够快速提升。自动监测所得到的信息也是从基站部分反馈得来的，在硬件组网中要根据实际的距离来进行现场设计分析，对于一些比较常见的功能隐患都得到了排除解决，完成最终的硬件系统组合设计任务。

3 软件系统设计方案

3.1 组件技术

软件的组件技术中，需要通过程序汇编来帮助实现各个系统之前的相互配合，并帮助进一步提升系统的运行速度，在设计过程中要考虑软件的功能层面是否能够与硬件系统保持一致，确定这一因素是十分重要的，如果软件不能拥有一个稳定的运行使用环境，在信息传输中会产生严重的冲突矛盾问题，同时也不利于各项管理建设计划的全面进行。软件通过定期对数据库内所存储的信息进行整合处理，可以达到理想的系统控制效果，一旦在所整合的信息中发现参数误差问题，也能够第一时间反馈到管理系统中，管理系统通过对数据的进一步分析来进行现场全面控制，并发出相关的功能控制治理，避免故障隐患问题继续深入影响到整体光纤线路的信息传输层面中。实现这一功能需要进行全面的框架结构设计每一层的功能保持独立状态，对于一些比较常见的功能隐患问题，通过加强系统之前的信息资源交流都可以得到很好的解决控制。

3.2 软件功能的实现

软件设计完成后，需要进行功能上的模拟实验，主要是针对信息的检测与传递稳定性方面来进行，观察在所开展的功能设计中。是否存在理论上的冲突，设计完成后的系统不能立即投入到使用中，需要对其功能进行检测，主要是通过整理软件系统所反馈的数据来实现，与实际情况对比观察其中是否存在误差。光纤网络传输的控制管理是十分严谨的工作任务，任何一个环节的数据出现细微误差都会造成最终严重的影响，通过这种检测主要目的是帮助缩小误差的范围。并通过各个系统之前的配合来进一步提升信息的可靠程度，为全面建设计划的落实营造出一个稳定的网络基础环境。软件功能在运行使用中是可以不断优化的，根据实际的传输需求来进行，基于网络环境下进行功能上的整合，满足光纤网络使用过程中的信号传输速度需求。

4 系统设计中的注意事项

在设计过程中要考虑基础设施是否能够满足系统的运行使用需求，基于实际情况来开展后续的优化处理工作，这样也能够帮助解决常见信息资源冲突问题。对于各个网络区域的优化，要先进行基础设施完善，再不断地提升设计方案的落实效果，准确判断其中存在的所需控制问题，在后续设计中将其作为重点优化的技术内容，实现最终监管控制功能上的实现，所发出的控制指令也可以得到更好的执行，这对各个系统之间的相互配合都有很大的帮助与促进，是现阶段设计任务开展的主流方向。掌握先进的技术方法并在相关注意事项的约束范围内开展设计工作，其结果也是十分理想的。

5 结论

传统的光缆线路维护管理模式的故障查找困难，排障时间长，每年因通信光缆故障而造成的经济损失巨大。因此，实施对光缆线路的实时监测与管理，以降低光缆阻断的发生率、缩短故障历时显得至关重要。本文介绍了光缆线路自动监测及管理系统的设计形式，目前此系统已通过国家信息产业厅鉴定，并获得国内同类产品领先水平，主要技术指标达到国际同类产品的先进水平的良好评价。随着光纤网络的飞速发展，光缆线路监测的重要性将更加突出，也使光缆线路监测与管理系统成为一个新亮点而得到空前的发展。光缆线路监测及管理系统也将在技术上不断完善，更好地服务于传输网。

参考文献

[1]庞金龙.光缆自动监测系统的设计与曲线分析模块的研究实现[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2016.

第7篇：路线方案设计范文

关键词：输电线路微机保护；硬件；插件

1 前言

1.1微机线路保护的发展历史

自从本世纪初第一台机电型感应式过流继电器在电力系统应用以来，继电保护已经经历了一个世纪的发展[1]。在最初的二十多年里，各种继电保护原理相继出现，如差动保护、电流方向保护、距离保护、高频保护，这些保护的原理都是通过测量故障后的稳态工频量来检测故障的。基于上述原理的继电保护装置经历了机电型、整流型、晶体管型以及集成电路型的发展阶段。虽然保护原理也经历了不同的发展阶段，但是这些保护的基本原理没有变，它们至今依然在电力系统继电保护领域里起着主导作用。目前，反应工频突变量的保护（如反应工频变化量的LFP-901型及反应正序故障分量的WXH-25型等产品）已在我国各大电网中获得了日益广泛的应用，且运行效果良好，而反应暂态分量的行波保护[2]，国外已有产品生产，但从国外引进的行波保护运行效果来看很不理想，几乎无法正常运行，其根本原因是对于故障信息处理的手段落后。

1.2输电线路微机保护的发展现状

根据系统稳定的要求，输电线路保护的配置一般为两套主保护和一套完整的后备保护。因此在硬件设计上一般都采用高冗余的多CPU结构，以提高硬件系统的可靠性。

采用微波或光纤通道构成的分相式电流差动纵联保护，是一种性能较佳的纵联保护原理，它克服了其它纵联保护原理存在的相应问题。目前在日本及西方国家，由于电力系统通讯事业的发展，已广泛地采用此保护原理作为主保护。在国内由于电力系统通讯手段较弱等原因，没有得到普遍应用，从长远的发展来看，采用微波（光纤）实现纵联保护必然会随着电力系统通信手段的提高而占据线路主保护的主导地位[3]。

1.3本文研究的目的

随着电力系统高速发展，电网结构日趋复杂，这对电力系统运行的继电保护装置提出了更高要求，要求保护技术向数字化和智能化方向发展。为了确保电力系统稳定运行，减轻故障对电力系统造成的危害，微机保护除了实现基本保护功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护测控装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力等。

为了满足电力系统对继电保护设备提出的更高的要求，本论文提出了一种基于双CPU结构的新型微机保护装置的设计思路，最大程度地实现微机保护功能模块的数字化、芯片化、智能化，旨在为输电线路提供快速可靠的故障监测与故障排除。

2 保护的硬件设计

微机继电保护装置相对于传统继电保护产品的一系列优点，大大提高了电力系统输电的安全性和可靠性，促进了电力系统自动化的发展，然而现在电力系统中应用中的微机保护产品采用的CPU大多为16位的单CPU或多CPU的结构[4]。由于其CPU指令功能有限，寻址空间小，运算能力弱，新算法、新原理的实现受到一定的限制。随着电力系统自动化的进一步发展，各种电压等级的线路不断投用，要求保护除了完成基本保护功能外，还需要进一步加强其可靠性与快速性。

2.1微机保护硬件设计的总体思想

现代的微机保护装置一般采用模块化设计[5]，保护功能的完成主要取决于保护软件的编写。保护的模块化设计简化了维护保护装置的难度，也减少了各个保护插件之间相互干扰的概率，更为重要的是，保护的模块化设计非常便于我们为了应对被保护对象的新的更为严格的要求而对保护设备进行的升级。

该套微机保护主要由七大插件模块组成[6]，分别是：电源插件，开入插件，开出插件，交流插件，CPU插件，管理插件，人机接口插件。作为核心的CPU插件由两个分立的子插件CPU1插件和CPU2插件组成，CPU1插件由DSP+MCU组成，CPU2插件也同样采用了MCU处理器。两块CPU插件分别担负不同工作，承担不同保护任务，增加了装置的冗余度，提高了整套系统的可靠性，同时也发挥了各CPU插件的优势，进一步提高了保护装置的处理速度。其整体结构如图1所示。

2.2 相对于传统硬件设计有明显改进之处

2.2.1 开入插件

开入插件主要用于接入跳闸位置，隔离开关位置，各保护压板，收信输入和告警信号等开关量的输入，以便协调控制微机保护的运行。开入插件实现开关量开入有很多方法，传统的做法是开关量通过24V电压信号引入插件，同时插件在采集24V电压信号前首先要剔除各种干扰，以防止采集到错误的开关数据，单个通道的开关量输入电路设计均是通过光耦、电阻、电容等器件的组合对开入量进行检测。这种方法存在有以下缺点：

1）需要考虑如何对开入量进行预处理滤除信号中的杂质，搭建简单的滤波电路；

2）开关量信号在进入CPU 前需要用光耦进行电气上的隔离，主要是实现地电位的隔离，抑制共模干扰。而光耦是容易损坏的器件，所以又需要使用额外的二极管器件对其进行保护；

3）开入电路占用PCB 板的面积较大，受外部的干扰较大；且每一路开入采用的器件较多，增加了出错的环节，因而其可靠性低；

4）每一路开入需要占用一根CPU的并口线，整个开入电路就占用了大量CPU资源。

参阅文献[7]，为了保证微机保护装置运行的可靠性与稳定性，克服以上传统开入电路的缺点，本装置设计了利用专用芯片MC33884[9]实现开关量输入的开入插件，旨在为DSP与电子开关之间提供一种有效的接口，其性能特点如下：

1）芯片有很宽的供电范围（VPWR），可以在7V-27V之间正常工作，我们可以利用24V开人电压为该芯片提供电压；

2）引脚的输入电平范围是-14V～40V，即既可以对24V开关量检测，也可以对接地的开关量检测；

3）与DSP通过SPI口通讯，可以节省MCU的口线资源，节省占用PCB板的面积，从而节省成本；

4）单个芯片可以同时检测6个对地、2个对电源、4个可编程（通过编程即可设置成对电源，也可设置成对地）的开入量状态；

5）有四种灵活的方式可供选择（睡眠、常规、查询、查询+中断），因此可以满足不同工程的需求。

微机保护开入插件的开入量分为来自装置面板接点的开关量和来自装置外部端子排引入装置的开关量，本套微机保护设置了36路开关量的输入（见表1），这些开关量为保护设备对于故障做出正确处理提供了可靠的保障。

2.2.2 开出插件

开关量输出插件相比开关量输入插件在整套微机保护设备中占有更为重要的地位，直接关系到保护装置的可靠性与正确性。开出插件主要用于输出跳闸、启动失灵、启动重合闸、告警等信号，使保护装置可靠动作。传统的开出插件同传统的开入插件具有相似的弊端，且为了提高动作的可靠性还必须为其增加专有的自检回路。为此，本套微机保护设备选用了专用芯片MC33291以解决传统开出插件出现的问题[10]。

为了可靠地输出开关量，以保障微机保护装置的安全运行，本套保护采用了40路开关量输出（见表2）。

由于每片MC33291只有8路开出端口，因此我们采用5片并联接入MCU芯片的方法满足输出的开关量数量的要求，主要优点有：

1）节约了MCU芯片的端口资源。由于专用的开出芯片MC33291采用了新的SPI方式与上位机通讯，使得上位机MCU不需要为每一路出口继电器提供通讯端口，同时还大大节约了PCB板的面积，使得保护设备可以制造的更为精简。

2）MC33291芯片具有完善的自检功能和闭锁功能。MC33291通过对MCU发出的命令字和从MC33291反馈回MCU的状态字的比较，来判断是否有故障以及属于什么样的故障。MCU通过向MC33291连续发两个相同的命令字，然后比较第二个状态字和前一个命令字，如果两个值相等，则没有故障，如不同，则有故障。MC33291可以自检的故障有过热、短路、过电压和输出闭合时开路故障。

3）芯片本身提供了强大的驱动能力，取消了先前由于MCU端口的驱动能力有限而添加的驱动电路，取消了与非门模式，使电路更为简单，占PCB面积大大减少。

4）省去了中间逻辑继电器和光隔，降低了综合成本。也降低了设备故障的几率。

5）输出电路可直接驱动电感负载，驱动能力大，可直接驱动出口继电器。

2.2.3 CPU插件

CPU插件作为本套微机保护设备的核心部件，采用了先进的双CPU插件结构。双CPU插件分担了传统的单CPU承担的繁重任务，并且充分发挥了每个插件的强项，使得整套微机保护装置能在快速高效的前提下有条不紊的运行。CPU1插件为保护CPU插件，包括了核心DSP，专用的A/D转换芯片，外扩存储器，双口RAM，MCU，整体结构如图2。

DSP承担了保护算法和出口逻辑、故障录波的功能。MCU完成人机接口，上送模拟量和开关量信息，软硬件自检等功能。数字信号处理核心部分完全利用DSP芯片内部资源，可做到“总线不出芯片”。

CPU2插件是启动CPU插件，完成微机保护设备的启动和闭锁功能，包括了核心MCU，专用的A/D转换芯片，外扩存储器，外部接口电路，串行接口电路等模块，整体结构如图3。该插件的重要作用体现在它能够在故障时开启动作窗口，正常运行及震荡等不正常运行状态时关闭动作窗口防止保护误动作。

CPU2插件最重要的功能是整套保护设备的启动及闭锁。当被保护线路出现故障时，CPU2插件检测到故障信号后，其常开触点QD会立即闭合，开通出口保护继电器电源，开放保护，此时CPU1插件根据故障类型判断后打开相应出口继电器，实现保护功能。具体实现电路如图4所示。

2.3 微机保护装置的运行方式

该套微机保护装置在运行的过程中，被保护线路的电气量经过电流互感器和电压互感器进入微机保护的两套模拟量输入通道。在第一输入通道中，电量变换器将电流和电压转换成适合于微机保护用的低电压量，再由模拟低通滤波器滤除直流分量、低频分量和高频分量以及各种干扰波后，进入CPU1插件。在该插件内部经过采样保持，将一个在实际上连续变化的模拟量转换为在时间上的离散量，完成对输入模拟量的采样。通过插件内部的多路转换开关将多个输入电气量按输入时间前后分开，依次送到模数转换器，将模拟量转换为数字量输入DSP系统进行运算处理，判断是否发生故障，MCU通过开关量输出通道输出到出口继电器发出跳闸脉冲给断路器跳闸绕组。同时也完成了人机通话，通信等主要辅助功能[14]。

第二输入通道中，CPU2插件控制部分的作用是对整套出口继电器进行总启动和总闭锁，在经过判断后开启或者关闭出口继电器的电源，只有在开启继电器的情况下，主保护CPU1插件才能顺利发出跳闸信号进行跳闸[15]。

这样的设计方式在最大程度上降低了保护误动的可能性，同时也增加了系统的可靠性。

3 总结

在阅读大量国内外文献的基础上，本文提出了一种优于传统方案的输电线路微机保护硬件装置设计思路，并提取现有微机保护设备存在的问题，分析了问题出现的原因，并详细阐述了其改进方案。

参考文献

[1] 阿泰勒，刘红梅.电力系统微机保护技术的发展趋势[A].北京电力高等专科学校学报，2009，4：68-69.

[2] J. D. Duan，B. H. Zhang，S. B. Luo，J. F.Ren. Study of Non-unit Transient-based Protection for EHV Transmission Lines Using Backward Traveling-wave.IEEE International Conference on Power System Technology，2006：1-7.

[3] 崔文广.微机继电保护技术的现状与发展[A].中国科技信息，2005，9：38-39.

[4] Wang Li，Suonan Jiale，He Shien，Song Guobing.The Development and Perspective of Relay Protection Technology.IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia （ISGT Asia），2012：1-4.

[5] 南京南瑞继保电气有限公司.RCS-931系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明书[R]，2006.

[6] 北京四方继保自动化股份有限公司.CSC-101A/B、CSC-102A/B数字式超高压线路保护装置说明书[R]，2007，6.

[7] 张顺.微机保护开入电路芯片的研究[J].科技情报开发与经济，2004，7（14）：202-203.

[8] Qin Xiao ‘an，Zeng Xiangjun，Xu Yao，Pan Hui，Wang Yang.HHT Energy Spectrum Based Non-unit EHV Line Protection Using Traveling Wave.IEEE International Conference on Modeling Identification and Control（ICMIC） ，2010：466-470.

[9] Motorola Instruments.MC33884 User’s Guide[R]，2001.

[10] 张顺.微机保护开出电路芯片的研究[J].科技情报开发与经济，2004，6（14）：141-144.

[11] M. Lúcia，R.Cezari，D Erwin，JC Theron，M. Thakur.Perfecting Performance of Distance Protective Relays and It’s Associated Pilot Protection Schemes in Extra High Voltage （EHV） Transmission Line Applications.IEEE 59th Annual Conference for Protective Relay Engineers.2006.

[12] Motorola Instruments.MC33291 User’s Guide[R]，2001.

[13] Texas Instruments.TMS320F2812 User’s Guide[R]，2001.

第8篇：路线方案设计范文

1机电设备中的电气线路故障

1．1过负载故障

所谓“过负载”故障指的是，电气控制系统中的电机，在进行工作时其电流与电力设备以及系统额定电流相比，已经远远超过了该数值，致使电机因超负荷运作，出现过负载的状况，该故障在电气控制系统中较为常见。维修人员想要对过负载故障等级进行划分时，可以按照电流超标数额以及超标时间来对破坏性进行确认。如果故障的等级较低，则不会对电力系统的运行造成影响;但当故障等级较高时，就会造成电机运作出现较为严重的负面后果，电机运作的安全性将会受到直接的威胁。［2］

1．2线路分支回路故障

通过调查发现，目前国内多数矿山企业都存在插座与机电设备分支回路较少的状况，直接导致每条回路都出现了工作过负荷的情况。而线路截面也会随之减小，极易出现线路温度过高的问题。如果线路中的导线耐热性较差，线路的使用寿命就会受到直接的影响，而且当导线绝缘温度高于耐热温度一半以上时，不仅会缩短线路的使用寿命，同时还会增加由线路引发的火灾发生机率。［4］

1．3短路故障

电路系统中发生率较高的故障便是短路，同时该故障在电气设备控制系统中也较为常见。当机电设备以及电路的导电性物质连接出现问题或绝缘性出现退化时，就极易发生短路故障。只要短路故障发生，电力系统的运作就会被迫停止。常见的短路故障有:变压器绕组匝间短路、两相短路以及接地短路等等。［2］

2电气线路故障诊断方法

为了降低电气线路故障对机电设备运作的影响，维修人员必须要在故障发生时，及时对其进行诊断并制定合理的解决方案，较为常用的故障诊断方法有两种:

2．1电压法

电压法检测电气线路故障的原理是:通过万用表电压挡，对线路电压进行测量，当得到相应的数值之后，就会再次对故障点的周围线路电压进行测量。维修人员会按照电气线路原理图，对多次检测的结果进行分析，从而锁定故障的发生范围以及具体的故障发生位置。具体的电压检测阀主要分为两种:第一种，分阶检测法。当线路出现短路情况时，通常会选用这种方式。此种检测法，并没有对检测人员的专业技术有过高的要求，所以在线路检查中使用的频率较高，且最为实用。在进行检测时维修人员会使用万用表的一只表笔与机电设备进行连接，而另一只表笔则对设备线路中的多个电位点进行测试，维修人员会按照电压表显示的测量电压，对线路故障范围进行确定。主要是因为当线路运行稳定时，测量点之间的电压会显示为电源电压;而当故障出现时，测压数值则会显现为零，此时维修人员只需在两点范围之内逐一进行排查，便可准确找到故障发生的位置。第二种，分段检测法。这种检测方法的原理，与第一种检测方法基本相同，在进行检测时维修人员会对机电设备所有线路逐段进行排查。当断路故障发生范围较大时，可以使用该方式对故障范围进行确定，便于后续故障位置的查找。当对大型设备线路短路故障进行检修时，通常会使用这种方式。［1］

2．2短接法

当机电设备电气线路发生断路故障，且线路的负载较低时，通常会利用短接法对故障进行排查。具体操作为:维修人员首先会利用一根绝缘性较强的完整导线，对断路线路开展两点短接检测。当电路能够接通，就说明故障发生点位于两个检测点之间，之后再反复利用上述测量方式，逐渐缩小两点之间的距离，进而对故障发生位置进行确认。按照具体操作步骤，该检测方式可以被详细分为分段短接法以及局部短接法两种:(1)分段短接法。这种测量方式操作原理，与局部短接法较为相似。维修人员要通过对不同电器元器件实施短接测量，来对故障的发生位置进行确认，之后再通过局部短接法的配合，来对故障点进行分析，通常电气线路测量元件较多时会使用这种方式;(2)局部短接法。维修人员在利用该方法进行故障检测时，会在机电设备中选取两点进行检测，当线路接通，就可以判断故障点在短接电气周围。由于该项检测方式工序较为繁琐，当元件数量过多时，检测工作难度与工作量就会就大大的升高，所以只有故障点较少时，才会使用此种方式。［2］

3机电设备电气线路的优化措施

3．1强化设备检修人员专业水平

作为故障维修的主要执行者，维修人员的专业水平能力会对最终故障处理结果产生直接的影响。因此相关部门必须要加强对设备检修人员专业水平的强化力度，不仅要定期对维修人员进行专业的培训，不断提升他们的检修实践能力，同时还要经常组织检修人员对近期的工作进行总结，通过讨论的方式，找到各种故障的最佳解决方案，从而提高故障检修的效率，保障机电设备的运作安全。［3］

3．2加大对机电设备线路的维护力度

为了防患于未然，相关人员必须要定期对机电设备的所有线路进行详细的检查，要对已经出现老化以及发热等问题的线路，及时进行更换以及其他相应的处理，有效提高对机电设备电气线路的维护水平，从源头降低线路故障的发生几率，确保机电设备安全性运行。［3］

4结语

通过本文对机电设备电气线路常见故障、故障检测方式以及线路优化措施三部分内容的介绍，使我们对电气线路安全的重要性有了进一步的了解。线路检修人员必须要不断提高自身的专业能力水平，利用科学的检测方式以及检测设备，及时对线路故障进行排查，避免因线路故障对机电设备的运转造成影响。

作者:郑东涛 单位:江铜集团永平铜矿采矿场

参考文献:

［1］郝新明．机电设备的电气线路故障及改进措施［J］．中国新通信，2016(03):47～48．

［2］杨泳全．关于机电设备电气线路故障问题的探析［J］．建材与装饰，2016(23):227～228．

第9篇：路线方案设计范文

关键词：低路堤；沉降；桩身应变；土压力；试验研究

中图分类号： TU196.2 文献标识码： A

高速铁路设计规范[1]~【2】中对于低路基高度的确定没有明确的标准，通常认为当路基填筑高度小于规范要求的基床厚度时该路基属于低路堤范围。在客运专线铁路中，对于高度小于基床厚度的低路堤，其基床范围包括地基的一部分，而对于路堑一般则为路基面以下2.7m范围的厚度。

由于缺乏相关理论与实践，从我国高速铁路和客运专线的发展现状来看，开展低路基的相关试验研究十分必要和迫切。通过对基床中设置混凝土板的低路基的现场试验和理论分析，研究静荷载作用下混凝土板的荷载分布与桩顶沉降，为软土地区高速铁路低路堤结构设计及地基处理方式提供指导。

1 工程措施

高速铁路某段左线下采用素混凝土钻孔桩处理，直径0.8m，横向2根桩，横向间距3.0m，纵向间距3.0m，桩长10m；津秦右线采用C35钢筋混凝土钻孔灌注桩加固处理，直径1.0m，段落Ⅰ横向2根桩，横向间距4.0m；段落Ⅱ横向3根桩，横向间距4.0m，钻孔桩与板采用刚性连接，桩长15m。相邻城际铁路段为管桩，桩径0.8m，间距3.0m，桩长10m。

管桩及素混凝土钻孔桩下按原设计0.5m厚钢筋混凝土板；C35钢筋混凝土钻孔灌注桩下采用0.7m厚钢筋混凝土板。桩板与涵洞相接处，桩顶板断开。

桩顶板下设0.1m厚C25混凝土找平层及0.2m厚碎石垫层。

2 试验方案

2.1 测试内容

通过在地基土中埋设测试元件进行应力和变形、位移、土压力等项目的测试，对基床分层压力及复合地基和复合桩基的沉降变形特性、钢筋混凝土板应力应变特征以及灌注桩身应力等进行研究，主要观测测试项目如下：

(1)混凝土板顶的荷载分布；

(2)钢筋混凝土板应力观测；

(3)地基沉降观测；

(4)桩身应力（应变）量测。

2.2 观测断面设计

1.试验观测断面选取

针对不同的基床高度，共设2个观测断面，分别为断面Ⅰ与断面Ⅱ。断面情况见表1：

表1试验段方案

断面型式如下图所示：

a.断面Ⅰb.断面Ⅱ

图1 断面示意图

2.试验观测细则

（1）混凝土板顶荷载分布

对每一个观测断面的钢筋混凝土板顶处、低路堤填土内部埋设土压力盒进行土体应力测试，分析低路基荷载在板的不同位置沿深度的传递规律。每处沿线路方向布设3排。

断面Ⅰ断面需用土压力盒15件，断面Ⅱ断面需用土压力盒45件，2个测试方案共60件土压力盒。

（2）桩顶沉降测试

采用单点沉降计来测试桩顶沉降值。每个测试断面设单点沉降计6件，两个测试断面共12件单点沉降计。

（3）桩身应变测试

在每个观测断面素混凝土桩、钻孔灌注桩各选择3根桩，从上至下沿深度每隔3m布设一层1只应变计（土层分界面、桩端处亦应布设），共60只应变计，用于观测在荷载作用下桩身的应变情况，以分析沿桩身的荷载传递规律。

（4）观测仪器布置

观测点总数90点，具体仪器布置详见图2~图5。

图2 断面Ⅰ处设备埋设平面布置图图3 断面Ⅰ处设备埋设横断面布置图

图4 断面Ⅱ处设备埋设平面布置图 图5 断面Ⅱ处设备埋设横断面布置图

2.3 检测元件主要参数指标

表2 主要监测元件参数指标

注：上述各与精密测量网结合的沉降、位移等测量由专业测量人员进行。

2.4 远距离自动监测系统

为提高现场试验监测技术水平，实现远距离自动实时监测，本试验采用相适应的远距离自动检测系统。远程自动监测系统由数据采集、数据传输、数据处理三大子系统组成。下面结合附图就本次试验拟采用远距离监测的元器件、测试内容以及相关设备进行简述。

如图6所示，自动数据测试仪由传感器1、数据传输电缆2、自动数据测试仪3、通讯设备4、基站5和远程计算机6构成，远距离自动监测系统将由传感器监测到的数据通过数据传输电缆与自动数据测试仪连接，实现自动采集、动态监测和远程无线控制；自动数据测试仪连接通讯设备将收集的数据通过基站发往远程计算机。

图6 远距离自动监测系统示意图

自动数据测试仪在正式运营前由专业技术人员进行调试（见图7），为保证试验期间自动数据测试仪数据采集的延续性，本系统采用太阳能板为设备供电（见图8）。

图7 自动数据测试仪的调试图8 数据测试仪与太阳能供电设备连接

采用远程数据监测系统的设备及其数量如下表所示：

表3采用远距离自动传输的数据项目及数量

远距离自动监测系统技术信号可信度高、测试过程快速方便、信号发生器能量可采用太阳能提供，一套设备可同时监测几百个测点，可实现对现场所有传感器的自动采集、动态监测和远程无线控制。

3 结语

本铁路低路堤试验完成了静荷载作用下混凝土板的荷载分布试验分析、复合地基沉降试验研究、灌注桩复合地基和复合桩基沉降特性和沉降计算方法研究、试验工点代表的地基类型的低路基桩板结构合理的桩间距、桩长设计优化研究，从中获得了宝贵的经验和数据。本文介绍的试验方案的设计和相关研究内容可供同类试验研究参考。

参考文献：

[1] 中华人民共和国铁道部. TB10621―2009．高速铁路设计规范[S]．北京：中国铁道出版社．2009