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計算機系統所要求解決的問題日趨復雜，與此同時，計算機系統本身的結構也越來越復雜。而復雜性的提高就意味著可靠性的降低，實踐經驗表明，要想使如此復雜的實時系統實現零出錯率幾乎是不可能的，因此人們寄希望于系統的容錯性能：即系統在出現錯誤的情況下的適應能力。對于如何同時實現系統的復雜性和可靠性，大自然給了我們近乎完美的藍本。人體是迄今為止我們所知道的最復雜的生物系統，通過千萬年基因進化，使得人體可以在某些細胞發生病變的情況下，不斷地進行自我診斷，并最終自愈。因此借用這一機理，科學家們研究出可進化硬件（EHW,EvolvableHardWare），理想的可進化硬件不但同樣具有自我診斷能力，能夠通過自我重構消除錯誤，而且可以在設計要求或系統工作環境發生變化的情況下，通過自我重構來使電路適應這種變化而繼續正常工作。嚴格地說，EHW具有兩個方面的目的，一方面是把進化算法應用于電子電路的設計中；另一方面是硬件具有通過動態地、自主地重構自己實現在線適應變化的能力。前者強調的是進化算法在電子設計中可替代傳統基于規范的設計方法；后者強調的是硬件的可適應機理。當然二者的區別也是很模糊的。本文主要討論的是EHW在第一個方面的問題。

對EHW的研究主要采用了進化理論中的進化計算（EvolutionaryComputing）算法,特別是遺傳算法（GA）為設計算法，在數字電路中以現場可編程門陣列（FPGA）為媒介，在模擬電路設計中以現場可編程模擬陣列（FPAA）為媒介來進行的。此外還有建立在晶體管級的現場可編程晶體管陣列（FPTA），它為同時設計數字電路和和模擬電路提供了一個可靠的平臺。下面主要介紹一下遺傳算法和現場可編程門陣列的相關知識，并以數字電路為例介紹可進化硬件設計方法。

1．1遺傳算法

遺傳算法是模擬生物在自然環境中的遺傳和進化過程的一種自適應全局優化算法，它借鑒了物種進化的思想，將欲求解問題編碼，把可行解表示成字符串形式，稱為染色體或個體。先通過初始化隨機產生一群個體，稱為種群，它們都是假設解。然后把這些假設解置于問題的“環境”中，根據適應值或某種競爭機制選擇個體（適應值就是解的滿意程度），使用各種遺傳操作算子（包括選擇，變異，交叉等等）產生下一代（下一代可以完全替代原種群，即非重疊種群；也可以部分替代原種群中一些較差的個體，即重疊種群），如此進化下去，直到滿足期望的終止條件，得到問題的最優解為止。

1．2現場可編程邏輯陣列(FPGA)

現場可編程邏輯陣列是一種基于查找表(LUT,LookupTable)結構的可在線編程的邏輯電路。它由存放在片內RAM中的程序來設置其工作狀態，工作時需要對片內的RAM進行編程。當用戶通過原理圖或硬件描述語言（HDL）描述了一個邏輯電路以后，FPGA開發軟件會把設計方案通過編譯形成數據流，并將數據流下載至RAM中。這些RAM中的數據流決定電路的邏輯關系。掉電后，FPGA恢復成白片，內部邏輯關系消失，因此，FPGA能夠反復使用，灌入不同的數據流就會獲得不同的硬件系統，這就是可編程特性。這一特性是實現EHW的重要特性。目前在可進化電子電路的設計中，用得最多得是Xilinx公司的Virtex系列FPGA芯片。

2進化電子電路設計架構

本節以設計高容錯性的數字電路設計為例來闡述EHW的設計架構及主要設計步驟。對于通過進化理論的遺傳算法來產生容錯性，所設計的電路系統可以看作一個具有持續性地、實時地適應變化的硬件系統。對于電子電路來說，所謂的變化的來源很多，如硬件故障導致的錯誤，設計要求和規則的改變，環境的改變（各種干擾的出現）等。

從進化論的角度來看，當這些變化發生時，個體的適應度會作相應的改變。當進化進行時，個體會適應這些變化重新獲得高的適應度。基于進化論的電子電路設計就是利用這種原理,通過對設計結果進行多次地進化來提高其適應變化的能力。

電子電路進化設計架構如圖1所示。圖中給出了電子電路的設計的兩種進化，分別是內部進化和外部進化。其中內部進化是指硬件內部結構的進化，而外部進化是指軟件模擬的電路的進化。這兩種進化是相互獨立的，當然通過外部進化得到的最終設計結果還是要由硬件結構的變化來實際體現。從圖中可以看出，進化過程是一個循環往復的過程，其中是根據進化算法（遺傳算法）的計算結果來進行的。整個進化設計包括以下步驟：

（1）根據設計的目的，產生初步的方案，并把初步方案用一組染色體（一組“0”和“1”表示的數據串）來表示，其中每個個體表示的是設計的一部分。染色體轉化成控制數據流下載到FPGA上，用來定義FPGA的開關狀態，從而確定可重構硬件內部各單元的聯結，形成了初步的硬件系統。用來設計進化硬件的FPGA器件可以接受任意組合的數據流下載，而不會導致器件的損害。

（2）將設計結果與目標要求進行比較，并用某種誤差表示作為描述系統適應度的衡量準則。這需要一定的檢測手段和評估軟件的支持。對不同的個體，根據適應度進行排序，下一代的個體將由最優的個體來產生。

（3）根據適應度再對新的個體組進行統計，并根據統計結果挑選一些個體。一

部分被選個體保持原樣，另一部分個體根據遺傳算法進行修改，如進行交叉和變異，而這種交叉和變異的目的是為了產生更具適應性的下一代。把新一代染色體轉化成控制數據流下載到FPGA中對硬件進行進化。

（4）重復上述步驟，產生新的數代個體，直到新的個體表示的設計方案表現出接近要求的適應能力為止。

一般來說通過遺傳算法最后會得到一個或數個設計結果，最后設計方案具有對設計要求和系統工作環境的最佳適應性。這一過程又叫內部進化或硬件進化。

圖中的右邊展示了另一種設計可進化電路的方法，即用模擬軟件來代替可重構器件，染色體每一位確定的是軟件模擬電路的連接方式，而不是可重構器件各單元的連接方式。這一方法叫外部進化或軟件進化。這種方法中進化過程完全模擬進行，只有最后的結果才在器件上實施。

進化電子電路設計中，最關鍵的是遺傳算法的應用。在遺傳算法的應用過程中，變異因子的確定是需要慎重考慮的，它的大小既關系到個體變異的程度，也關系到個體對環境變化做出反應的能力，而這兩個因素相互抵觸。變異因子越大，個體更容易適應環境變化，對系統出現的錯誤做出快速反應，但個體更容易發生突變。而變異因子較小時，系統的反應力變差，但系統一旦獲得高適應度的設計方案時可以保持穩定。

對于可進化數字電路的設計，可以在兩個層面上進行。一個是在基本的“與”、“或”、“非”門的基礎上進行進化設計，一個是在功能塊如觸發器、加法器和多路選擇器的基礎上進行。前一種方法更為靈活，而后一種更適于工業應用。有人提出了一種基于進化細胞機（CellularAutomaton）的神經網絡模塊設計架構。采用這一結構設計時，只需要定義整個模塊的適應度，而對于每一模塊如何實現它復雜的功能可以不予理睬，對于超大規模線路的設計可以采用這一方法來將電路進行整體優化設計。

3可進化電路設計環境

上面描述的軟硬件進化電子電路設計可在圖2所示的設計系統環境下進行。這一設計系統環境對于測試可重構硬件的構架及展示在FPGA可重構硬件上的進化設計很有用處。該設計系統環境包括遺傳算法軟件包、FPGA開發系統板、數據采集軟硬件、適應度評估軟件、用戶接口程序及電路模擬仿真軟件。

遺傳算法由計算機上運行的一個程序包實現。由它來實現進化計算并產生染色體組。表示硬件描述的染色體通過通信電纜由計算機下載到有FPGA器件的實驗板上。然后通過接口將布線結果傳回計算機。適應度評估建立在儀器數據采集硬件及軟件上，一個接口碼將GA與硬件連接起來，可能的設計方案在此得到評估。同時還有一個圖形用戶接口以便于設計結果的可視化和將問題形式化。通過執行遺傳算法在每一代染色體組都會產生新的染色體群組，并被轉化為數據流傳入實驗板上。至于通過軟件進化的電子電路設計，可采用Spice軟件作為線路模擬仿真軟件，把染色體變成模擬電路并通過仿真軟件來仿真電路的運行情況，通過相應軟件來評估設計結果。

4結論與展望

進化過程廣義上可以看作是一個復雜的動態系統的狀態變化。在這個意義上，可以將“可進化”這一特性運用到無數的人工系統中，只要這些系統的性能會受到環境的影響。不僅是遺傳算法，神經網絡、人工智能工程以及胚胎學都可以應用到可進化系統中。雖然目前設計出的可進化硬件還存在著許多需要解決的問題，如系統的魯棒性等。但在未來的發展中，電子電路可進化的設計方法將不可避免的取代傳統的自頂向下設計方法，系統的復雜性將不再成為系統設計的障礙。另一方面，硬件本身的自我重構能力對于那些在復雜多變的環境，特別是人不能直接參與的環境工作的系統來說將帶來極大的影響。因此可進化硬件的研究將會進一步深入并會得到廣泛的應用而造福人類。

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自動增益控制（AutomaticGainControl）電路是電子信號接收系統中的重要組成電路，可以實現在輸入信號幅度變化較大的情況下，輸出信號幅度恒定或在較小范圍內變化，廣泛應用于航空、航天、雷達及通信等各領域。AGC電路的基本原理是產生一個隨接收信號幅度變化而變化的信號，將此信號作為控制信號去控制接收電路中放大部件的增益，使接收電路的總增益按照一定規律變化，達到控制信號輸出幅度的目的。AGC電路主要有控制電路和被控電路兩部分組成。控制電路負責AGC控制電壓的產生，是整個電路的核心控制部分；被控電路負責按控制電路的控制電壓改變接收系統的增益。AGC電路的主要指標參數有：增益控制范圍；控制精度；控制響應時間；信噪比等。

1常規AGC電路設計

如圖1所示，傳統的信號接收系統中，由于增益控制范圍、控制精度和控制響應時間等的限制，基本采用在信道中的放大電路中增加可調衰減器，從信號的接收末端引出信號進行信號檢波，產生控制誤差信號，再反饋到可調衰減器控制其衰減量，達到自動控制增益的目的。此電路的特點是：電路原理簡單，實現方便；增益控制范圍大，響應時間迅速。但其缺點是信號的控制精度，尤其是微小信號時的控制精度較差。設輸入信號幅度為S+N，信號放大器的總增益為G，經信號濾波器后的帶寬為KB，信號檢波器的效率為K，可以看到控制電路控制信號V為：V=（KS*G+N*G*KB）(1)由此可見，此類AGC電路中的控制信號由接收信號直接進行檢波所得，其實際包含了信號和噪聲兩部分。在接收信號較強時，控制信號主要由信號幅度檢波得到，控制精度較好；但在接收微小信號時，噪聲的能量已不可忽視，信號檢波得到的控制信號含有較大的噪聲分量，但控制電路仍以此為反饋信號，所以控制精度在微小信號時變差。

2新型級聯式AGC電路設計

要滿足信號接收過程中的大動態范圍控制，同時保證接收系統在微小信號時的精準控制，這類常規的單一AGC控制電路已不適應使用需要。為此設計了一個新型級聯式AGC電路以適應此需求。如圖2所示，級聯式AGC電路分為兩級：前級的電路基本沿用原先的電路結構，只是對具體的電路參數進行了調整；后級電路則采用全新的控制電路，利用鎖相環技術將鑒相器的輸出信號處理后作為后級電路控制電壓。由于此電壓基本僅與接收信號幅度相關，故可以提高電路的控制精度?；竟ぷ髟恚涸诮邮障到y剛收到信號時，后級電路的鎖相環路還未正常建立控制，此時后級電路的控制電壓無輸出，后級電路增益最大，整個電路的增益控制集中在前級；待后級鎖相環路進行信號鎖定后，控制電壓從環路輸出且隨控制信號的變化而變化，整個級聯電路均進行了增益控制。設前級電路輸入信號幅度為S+N，前級信號放大器的總增益為G1，經信號濾波器后的帶寬為KB，信號檢波器的效率為K1，則前級控制電路控制信號為V1：V1=K1（S*G1+N*G1*KB）(2)設后級電路輸入信號為S1+N1即Asin(wt+θ)+N1，后級電路放大器的總增益為G2，鎖相環路所產生的系數為K2，則由鎖相環路所產生后級控制電路輸出信號為V2：V2（=A*G2*K2）/2(3)由此可見，這種級聯電路的后級控制信號由鎖相環路鎖相后所得，最大限度消除了噪聲干擾。適當調整兩級電路的增益控制參數，并利用后級電路抵消前級控制電路的誤差，可以大大提高控制精度。

3實驗驗證與數據分析

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1.1邏輯塊的設計與實現

當前,我們常見的邏輯塊結構有兩種,即基于多路選擇器和查找表。前者具有失效率低和結構簡單的優勢,然而每個細胞的功能性較弱。我們知道,大量細胞的邏輯塊互相連接就可以實現復雜的系統功能,但是它的布線并不簡單,不能適用于大規模電路的實現。近些年,在以太網供電工程的細胞設計中長期采用基于四輸入一輸出的顯示查找表結構,實現了任意的數字邏輯,然而對于較大規模電路設計時仍有諸多不足,主要表現為資源的大量浪費。鑒于此,下面筆者對邏輯塊的結構進行了改進,有效節省了大量資源,也極大地增強了細胞設計的靈活性。對于改進后的邏輯塊內部電路結構,此處的邏輯塊由四個兩輸入顯示查找表和D觸發器組合而成。顯示查找表主要負責實現組合邏輯的功能,其個個輸入端連接著多路選擇器,可作為選擇開關,同時也能夠對控制信號進行約束和控制,從而實現了相鄰細胞邏輯塊之間的連接。而D觸發器以顯示查找表的輸出為輸入,可以有效實現時序電路。根據研究結果顯示,如果要確定一個細胞邏輯塊實現的邏輯功能,我們至少需要18位控制配置位。結合顯示查找表的內容寫入方式,筆者給出了兩種邏輯塊結構:一是直接把邏輯功能的真值表寫入其中;另一種是可重寫入的邏輯塊結構。

1.2換向塊的設計與實現

換向塊的結構主要由八個八選一多路選擇器組成,它能夠全方位地改變信號傳播方向,它在上下左右四個方向上分別有兩根輸入線以及輸出線,并且各個方向的輸出根據配置位決定對八路輸入中任何一路進行輸出,同時和相鄰細胞的換向塊對應多路器輸入相接。

1.3配置存儲器的設計與實現

不難發現,細胞的邏輯塊和換向塊配置位往往能夠決定配置存儲器的單元內容。根據它們的結構形式,筆者給出了所有配置位的順序,如下圖所示(其中數字表示比特位的順序,下方注釋是相應的配置信息)。

1.4自修復輔助電路的設計與實現

值得注意的是,上述模塊要想完全實現自修復的功能,還不得不加入自修復輔助電路設計。當然,在不同的自修復機制情況下,它的電路設計也會有所不同。現階段,很多電路設計都是基于列移除機制的,它考慮的是列移除的缺點,主要有兩種方案可供參考:

(1)為了增強細胞結構的通用性,可以考慮采用基于查找表型的配置存儲器的自修復輔助電路設計方式;

(2)可以考慮基于移位寄存器型的設計方式,總體來說,兩種方案都是可行的,需結合實際情況進行取舍。

2結語

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【關鍵詞】測試精度；小信號測試；不確定度

1概述

高精度數字萬用表是常用的基礎電測量儀器，通常具有直流電壓/電流、交流電壓/電流、二線/四線電阻等測量功能，是高性能電子元器件篩選和電子設備維修最基本和最常用的測試設備，是對電參量測試基本工具，是電子設備研制、生產和維護所必不可少得工具。利用數字萬用表對基本電參量精確測量功能，可以實現對電路板電子元器件故障的精準測試，及時排除故障隱患。

2恒流源電路設計

高精度恒流源的設計克服了導通電阻對輸出電流的影響。恒流源是電阻測量的基礎和關鍵。電路設計率先采用低泄漏、小體積的多路開關MAX329作為電流切換元件，采用“采樣端”與“傳感端”分開的巧妙方法，消除了多路開關導通電阻的影響，在不降低精度的前提下減小了體積。，UK4、UK5替代了3個傳統繼電器及二極管、三極管等附屬元件。其中UK4的第8腳漏電流很小僅為pA級，因此在第8腳與第5腳（或4腳）之間的導通電阻上幾乎沒有壓降，形成了“傳感端”；而“采樣端”第9腳與12腳（或13腳）之間，盡管有壓降，但這里關注的僅是電流信號，不關注壓降。因此達到了不影響基準電流精度和穩定度的效果.

3交流變換電路設計

交流變換電路的設計實現消除了導通電阻對增益的影響。在交流測試電路中，用電子開關替代繼電器，必需考慮電子開關導通電阻（尤其是溫度漂移）對增益的影響。圖4給出了交流變換電路設計的交流電路原理圖，盡管將電子開關接入了反饋環中，但為了保證增益的準確性和穩定性，對信號輸出環節進行了改進。若按照傳統方法從U1B的第7腳輸出，整個電路的增益收到電子開關導通電阻的影響，使得變小，而且隨溫度變化，該導通電阻變化較大，使得電路增益對溫度極其敏感，該電路設計相當于輸出電壓從反饋環的有效電阻后端引出，由于在開關UK2的A側（DA、SxA）上的導通電阻幾乎沒有電流（由UA1A的偏置電流和UK2的漏電流共同決定），因此沒有壓降產生，克服了該導通電阻對增益準確度和穩定性的影響。交流信號電路完整電路圖，電路包括交流電壓衰減電路、交流信號放大電路、真有效值變換電路、比較整形電路4個部分。隔離電源變換出來的正負15V電源，需要經過電感隔離和電容穩壓后作為交流器件的電源+15A和-15A。真有效值變換電路。C44和R56用于消除交流信號處理電路中的直流分量，N19B和N22的2個比例電阻及N26的第2組開關選擇信號進入真有效值轉換前是放大1還是2倍，控制信號為AMPL；N22的另兩個比例電阻和N26的第1組開關用于選擇是衰減1或2倍后作為ACOUT（AMP7）進入直流信號選擇電路，控制信號為AMPL。真有效值轉換芯片為AD637，其轉換前的放大和轉換后的衰減是為了確保較小信號也能在真有效值轉換時處于較大的狀態，以確保轉換的技術指標。由于比例電阻溫度系數匹配，放大和衰減的誤差可以忽略不計，該部分的誤差主要是真有效值芯片的誤差E22，以及頻率因素造成的幅頻誤差E23。比較整形電路。該部分電路是一個經典的回差比較電路，比較器為LM311，比較器工作允許選通控制信號為STROBE。

4誤差拓撲分析

交流信號測量的準確度要求比直流信號測量要低，因此交流信號的誤差來源只考慮分立精密電阻的比例溫度變化誤差E21為4ppm，真有效值轉換非線性誤差E22為最佳0.02%，可約定為0.1%，幅頻特性誤差E23為0.2%（幅頻特性修正后的指標），這些誤差均按系統誤差合成，歐姆電流源的誤差來源如圖4所示，變流電阻選擇是由3精密電阻比例變換實現，其溫度誤差E41為6ppm，I/V變換的泄露電流誤差e41對大電阻測量影響大，與PCB板的絕緣度有關，定義泄露電流變化誤差e41約為10pA。

5結束語

本文介紹了高精度數字萬用表的恒流源和交流測量電路的一種設計方案并給出了誤差的拓撲分析。整個電路具有準確度高、結構簡單、操作方便成本較低等特點，但電路方案的設計還不夠完善,還有待進一步的研究。

參考文獻

[1]徐萌,李智.恒流源在高精度數字萬用表中的設計及實現[J].電測及儀表,2009(05).

[2]陳尚松,雷加,郭慶.電子測量及儀器[M].北京:電子工業出版社,2005.

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關鍵詞 分析設計法；電氣控制；原理圖

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0124-01

1 分析設計法

分析設計法是根據生產機械對電氣控制的要求，收集、分析、參考國內外現有的同類生產機械的電氣控制電路，利用基本控制環節和典型控制單元電路，按各部分的作用和聯系組合起來，經過補充、修改和綜合處理，以滿足控制要求的完整電路。

1）設計主電路：按照產品設計要求，設計電動機的起動、運行、調速和制動的主電路。

2）設計控制電路：設計滿足主電路各電動機的運轉要求的控制電路。

3）特殊控制環節的設計：連接各單元環節構成滿足整機生產工藝要求，實現加工過程自動運行的控制電路。

4）輔助控制電路設計：對保護、聯鎖、檢測等控制環節的設計。

2 分析設計法的步驟

1）主電路設計：按照產品工藝，對電動機提出的起動、運轉和制動的要求，設計主電路。

2）基本控制電路設計：根據主電路運行的要求，設計出基本的控制電路。

3）特殊控制環節的設計：根據機構運行時的特殊要求，設計特殊控制環節。

4）聯鎖保護控制的設計。

5）綜合檢查、完善和簡化電路，必要時可通過實驗驗證。

3 分析設計法之設計舉例

橫梁升降機構的電氣控制設計：

1）主電路設計。橫梁升降機構控制：按照設計要求，分別由電動機M1，來拖動橫梁的升降。用電動機M2，來拖動橫梁的夾緊。并且按要求兩臺電機要實現正反轉控制，采用四只接觸器kM1、kM2、kM3、kM4分別控制兩臺電機正反轉，如圖1所示，為主電路。

圖1 主電路

2）控制電路基本環節的設計。橫梁的升降調整運動：采用四只接觸器kM1、kM2、kM3、kM4分別控制兩臺電機正反轉。用上升點動按鈕SB1和下降點動按鈕SB2，通過中間繼電器KA1和KA2實現對四只接觸器kM1、kM2、kM3和kM4的控制。如圖2所示。

圖2 基本控制電路

3）控制電路特殊環節的設計。橫梁上升運動：使夾緊電機M2先工作至橫梁放松后，M2停止工作，同時M1升降電機工作，帶動橫梁上升。橫梁下降運動：先放松再下降控制，下降結束后有短時回升運動，用斷電延時型時間繼電器kT進行控制。如圖3所示。

4）聯鎖保護控制的設計。限位保護，由行程開關SQ2上升限位，SQ3擰下降限位控制?；ユi保護：KA1控鍆上升與下降的互鎖，kA2控夾緊與放松互鐺。短路保護：由熔斷器FU1、FU2和FU3執行。經過上述多次修正，使橫梁升降電氣控制電路達到完善，如圖3所示。

圖3 修正后的橫梁升降電氣控制電路

4 結束語

分析設計法，步驟清晰，循序漸進，簡單易掌握。一張比較完善的電氣控制原理圖完成后，應反復審核電路工作情況，并安裝控制電路運行，發現問題及時修正電路，以滿足生產技術要求。

參考文獻

[1]許繆編.電機與電氣控制[M].機械工業出版社，2009.

[2]麥崇裔編著.電氣控制與技能練[M].電子工業出版社，2010.

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關鍵詞：電子電路設計 創新 路徑

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0115-02

科技的不斷進步和發展，電子產品逐漸的滲透到生產和生活的各個領域，成為國家科技生產水平的主要組成因素，推動者計算機技術的不斷進步，成為國家發展的動力，為技術的全面進步提供必要的條件。但是現階段我國進行電子電路設計的過程中存在一定的問題，創新能力不足，自主知識產權意識較弱，造成整體發展水平出現滯后性，因此在今后的發展中需要對電子電路設計的創新路徑進行分析，全面的掌握創新方法，保證電子電路自主研發能力的提升，促進我國科技水平的全面進步。

1 電子電路設計概述

1.1 電子電路設計的原則

電子電路設計需要遵循相關的原則，這樣才能更好地保證設計的科學性，首先需要對電子電路內部的各項原件相互之間的關系進行全面的分析，掌握設計的內部結構以及外部結構，整體上對原件內部的各項構造進行分析，綜合地對電子電路的各項類型進行分析，全面地掌握各項設計類型。其次需要關注設計的功能性原則，在進行設計的過程中需要將電子電路系統進行更加細致全面的劃分，掌握不同模塊的實際功能，考慮到實現這些模塊和功能的途徑，從而在設計中了解掌握原件的情況，實現電子電路設計的規范性。在進行電子電路設計的過程中需要保證各項功能的完整性，在進行設計的過程中需要針對每一個部件的實際使用效果進行分析，確定整體的設計成果符合實際使用的效果，這樣才能進一步提升設計的科學性與合理性，在實際使用中保證使用的質量。

1.2 電子電路設計的技術

進行電子電路設計需要采用合適的方法，具體的方法包括遺傳算法。這種方法在進行設計的過程中將關注的焦點放在需要解決的問題上，針對性地進行代碼設計，對需要解決的問題進行相應的編程，這樣的方式可以在進行程序編制的過程中避免因為競爭機制帶來不同遺傳操作和交叉變異的問題，滿足現實情況下的管理機制，對其中較差的個體進行替代，保證代碼的使用更加符合技術的需要，不斷地滿足現實條件，對結果進行更加全面的管理，對實際問題進行整體解決。而現場可編程邏輯陣列是將邏輯電路方式進行應用，采用在線編程的方式，將存儲芯片設置在RAM內，在需要編程的過程中通過原理圖和硬件對語言進行描述，然后將數據存儲到RAM內，這樣將數據進行存儲的方式使得相關的邏輯關系得到更加科學的處理，一旦對其中的FPGA開發軟件進行斷電之后，就會出現RAM的邏輯關系空白，為整體的數據存儲節省較多的空間，提升FPGA系統的使用效率，將不同的數據流灌入到硬件系統中，提升電子電路設計的整體質量，便于對設計方法進行全面的創新。

2 電子電路設計的創新基本方法

2.1 對電子電路進行層次化的設計

進行電子電路層次化的設計首先需要將基本構造分成相應的模塊，對不同的模塊進行分層次的設計描述，整體設計過程中需要按照從硬件頂層抽象描述向最底層結構進行轉換，直到實現硬件單元描述為止，層次化設計在進行管理設計的過程中相比較而言較為靈活，可以根據實際特點選擇適宜的設計方式，既能夠是自頂向底的方式，也可以是自底向頂的方式，具體情況需要按照實際情況進行分析，對電子電路的設計進行全面科學的管理。

2.2 對電子電路進行漸進式設計

漸進式設計也是電子電路設計中經常出現的情況，這種設計方式主要是將一些附加功能帶入到管理中，將設計的相關指標使用到設計中，其中包括高頻、低頻模擬電路、數字電子線路的結構設計，然后依據實際情況設計相應的單元電路結構，將電子電路工作的特點和運行方式融入到設計中，并將線路設計進行全面的整合，注重輸入與輸出之間的相互關系，保證電路設計的規范性，將電子電路設計得更加便于操作。同時在進行設計的過程中需要對漸進式設計的步驟M行分析，根據應用型電子電路的功能，及時地對電子電路進行組合，在進行拼裝時需要關注連接點信號連接的強度、幅度以及電壓值之間的關系，將整體電路進行更加科學的設計。

2.3 硬件語言描述設計

在進行電子電路設計的過程中還可以使用基于硬件語言描述的形式，首先需要對設計目標進行全面的管理，熟悉電子設計中對信號進行控制的相關原理，保證信號處理的各項參數。在具體信息確定完成之后需要對系統進行分解，找出硬件的總體框架，之后對設計圖進行仿真設計，將較為重要的位置使用相關的記號進行標注，然后借助CAD軟件對設計進行仿真測試，保證電子電路設計的邏輯關系、正負極值、時序等的正確性，提升方案設計的規范性。

3 電子電路設計的創新路徑

3.1 電子電路構架設計

進行設計創新首先需要對整體的設計構架進行管理，在設計中對FPGA系統進行重新定義，在硬件單元內部建立連接，找出更加明確的構建系統，對設計途徑進行創新。在設計結束之后需要對設計目標以及設計結果進行對比，可以采用錯誤的代碼，驗證系統在進行甄別過程中的效果，對于出現問題的地方及時進行改進。在結束之后選擇適宜的子系統，其中一部分保持原本的運行狀態，一部分按照遺傳算法進行一定的修改，這樣可以對系統進行更加完善的處理，使操作的適應性更強。進行改進之后再對系統進行整體的驗證，不斷地對設計方案進行改進，使得設計更加符合方案的需要。

3.2 對設計環境進行創新

在設計過程中需要對系統的環境進行創新，用于測試的環境需要將測試的硬件與顯示的FPGA構架和硬件進行全面的控制，制定適宜的仿真軟件。計算機在使用的過程中可以通過通信電纜將數據從計算機下載到FPGA系統中，使用規范化的儀器對數據采集中的硬件和軟件進行連接，對設計方案進行全面的評估，并將數據轉化進行應試實驗，對軟件進行仿真處理，提升系統整體運行環境。

4 結語

電子電路設計對于科技的發展具有較為關鍵的作用，需要對系統進行全面的管理，對設計方法進行不斷的創新，使設計在多變的環境中實現自我重構，提升設計的科學性，使抽象的理論形象化、復雜的電路實際化。不僅能提高理解分析能力，而且能提高設計能力。通過設計和模擬仿真可以快速地反映出所設計電路的性能，使設計更加生動、直觀、實時、高效，更好地為人類造福。

參考文獻

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[2] 黃品高，葉懋，景新幸.電子電路基礎實驗教學中培養學生創新能力的基本素質的探索[A].教育部中南地區高等學校電子電氣基礎課教學研究會.教育部中南地區高等學校電子電氣基礎課教學研究會第二十屆學術年會會議論文集（上冊）[C].教育部中南地區高等學校電子電氣基礎課教學研究會，2010.

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關鍵詞：市政道路；路基設計；路面設計

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

1、引言

隨著我國經濟的快速發展，城市道路建設也日益飛速發展起來。截止目前，我國較多省市均在大規模修建高效化、高速化公路，以期在近五年之內迅速提高整個城市的行車效率，盡可能降低交通壓力的同時最大程度地保證行車安全，從而加快整個城市的經濟發展。因此，良好的市政化道路設計則變得尤為重要。

市政道路設計的重點在于路基設計，如何結合城市中、長期發展規劃，遵循“資源節約、環境友好”的設計理念，保證道路沿線的路基堅實而穩固，這是路基設計需要首要解決的中心問題。下面從市政道路的路基設計、路面設計、路基排水及防護等幾個方面進行詳細探討路基設計方法。

2、路基設計

路基工程應該具有足夠的強度、穩定性、抗變能力與耐久性，因此路基的設計需結合不同地區的環境條件且與之相協調的同時應用新技術、新材料、新工藝，并綜合考慮包括路基填料的選擇與壓實、強度與穩定性、防護與加固、排水系統、關鍵部位處理等多方面的因素來設計。

2.1一般路基設計原則

路基是道路重要組成部分，它的質量好壞關系到道路的質量及汽車正常行駛。

路基在道路建設項目中，不僅工程數量和投資巨大，而且是占用土地最多、使用勞動力數量最大、牽涉面最廣的工程。特別是在地質與水文條件復雜的路段，遇到的技術問題更多、更難，往往成為道路建設的關鍵?，F代化城市道路交通不僅要求道路能全天候通行車輛，而且要求車輛能以一定的速度，安全、舒適而經濟地在道路上運行，這就要求路基具有良好的使用性能，提供良好的行駛條件和服務水平。

1）承載能力

行駛在路面上的車輛，通過車輪把荷載由路面傳遞給路基，在路基內部產生應力、應變及位移。如果路基結構整體或某一組部分的強度或抗變形能力不足以抵抗這些應力、應變及位移，則路基結構整體會出現沉陷，使路況惡化，服務水平下降。因此，要求路基結構整體及其各組成部分，都應具備與行車荷載相適應的承載能力。為此，應采取選擇合適填料，進行充分壓實，改善水文狀況，加固軟弱地基等措施，以控制路基和地基的變形量，給路面以堅實的支承，保證其使用壽命和服務水平。

2）整體穩定性

在地表上開挖或填筑路基，必然會改變原地層（土層或巖層）的受力狀態。原先處于穩定狀態的地層，有可能由于填筑或開挖而引起不平衡，導致路基失穩，路基的失穩會導致交通中斷，乃至引起交通事故。因而，為保證道路暢通和行車安全，必須采取有關排水、防護和加固或支擋等工程措施，以確保路基在不利的環境（地質、水文和氣候）條件下具有足夠的整體穩定性。

3）耐久性

路基工程量巨大、投資大，從規劃、設計、施工至建成通車需要較長的時間，且應有較長的使用期限。承重并經受車輛直接碾壓的路面部分要求使用年限為15年以上，因此，路基工程應具有一定的耐久性。

2.2路基寬度與高度的確定

一般路基的設計包括整體式路基設計和分離式路基設計兩部分，其中整體式路基由行車道、中間帶（左側路緣帶中央分隔帶）、路肩（右側硬路肩和土路肩）等部分組成，分離式路基則由行車道、左右側路肩及土路肩等部分組成。路基寬度設計可根據兩側路肩寬度及路面交通量大小來決定，一般情況下每個車道寬度要求在3.5~3.75米之間，技術等級較高時，各個部分的路面寬度設計可根據具體實際情況進行相應的調整。

路基高度一般可分為邊坡高度和中心高度，是指路塹的開挖深度和路堤的填筑高度，是路基設計標高和地面標高之差。在設計路基高度時必須要綜合考慮各個方面的問題，如滿足路面使用功能，確保路床頂面處于干燥（或中濕）狀態；滿足車輛荷載引起的變形和剪應力要求；滿足路基路面排水要求；滿足路基強度及路基壓實度的要求。保證路基高度的設計盡量發揮出其最大的限度和最大的優勢以滿足人們對交通的基礎需求。

路基的填挖高度應根據沿線縱坡要求、路基的穩定性及工程經濟等多重因素的考慮來確定。從社會經濟角度來看，路基的高度應在滿足基本交通要求及長遠目標要求的情況下盡量設計成低路基。若路基高度低于地下水位或地表長期積水位計算的臨界高度時，需另行采取路面結構加固或增設地下排水等措施，以保證路面的綜合強度與穩定性。

2.3路基填料選擇與壓實

填方路基應選用級配較好的礫類土、砂類土等粗顆粒作為填料，淤泥、凍土、有機土等不得直接用于填筑路基，當采用細粒土填筑時，路基填料最小強度及顆粒要求應滿足《城市道路路基設計規范》中的要求。對于規定不得直接用于填筑路基的材料應避免使用。路堤填土要注意分層壓實，使之具有一定的密實度。土質路塹開挖至設計標高后，需檢驗路基頂面工作區內天然狀態土的密實度，必要時應挖開分層夯實，使之達到一定的密實度。

2.4 邊坡形狀與坡度的確定

對于邊坡形狀與坡度的確定，可根據邊坡高度和填料種類來確定一般的路堤邊坡。而對于路塹邊坡的設計，當邊坡高度超過20米的路堤或地面斜坡坡率陡于1:2.5的路堤及不良地質、特殊地段的路堤，應進行穩定性分析和個別設計。應根據填料的物理力學特性、邊坡高度和工程地質條件來確定填方路基邊坡形式和坡率。

3、 路基排水系統及防護結構設計

3.1路基排水系統設計

路基排水系統設計之前應查明市政道路沿線水源和地質條件，在做到全面規劃、合理布局的同時充分利用有利地形和自然水系，盡量不破壞天然水系，不違背道路設計區域的水文條件，注意排水系統經濟實用的設計原則。所有路基排水設施的設計，在滿足基本排水要求外，還應考慮到日后養護維修的便利性。

路基排水市政路基設計時必須將地表排水系統與地下排水系統分開設計，不可混為一體。地表排水的重要工作就是快速將路面范圍內的積水高度降低，在保證行車安全進行的同時防止積水滲入路基，破壞路基邊坡。地表排水常采取的措施是設計邊溝、截水溝急流槽及在地表鋪設排水管道等。而地下排水的設計則通常采用暗溝、盲溝、滲水溝等多種排水方式，其設施類型、位置及尺寸應根據工程地質和水文地質條件確定，并與地表排水設施相協調。

為減少地表面水和地下水對面層、基層和路基的侵蝕破壞，迅速排除路面結構的層間水，通常將地表排水與路面結構地下排水系統綜合考慮。

3.2路基防護結構設計

良好的路基排水系統設計與路基防護支擋加固設計是保證路基穩定性不可或缺的兩部分。路基防護結構設計的重點是對路基邊坡的防護、支擋與加固，包括填方路段、挖方邊坡等的防護設計。

填方路段的邊坡防護措施可根據填方高度的不同而采取不同的防護方式，包括植草防護、拱形骨架植草防護等。例如填土高度小于4米時邊坡可采用植草或鋪草皮防護；填土高度大于10米時分級采用拱形骨架植草防護與植草防護等。

挖方邊坡的防護設計可根據邊坡的不同性質和風化程度的不同來采取不同的防護措施，包括植草防護、護面墻防護、噴混凝土防護等措施。例如一般土質邊坡和強風化邊坡采用植草防護；巖石地段噴射混凝土防護等。

3、總結

本文結合市政道路設計實踐，詳細闡述了一般路基的設計原則及步驟，并仔細探討了有關市政道路包括路基設計、排水系統及路基防護等多方面的設計方法。同時提出了市政路基設計時應充分調查沿線地質情況并因地制宜、就地取材的理念。

參考文獻

[1] 謝道權. 市政道路瀝青路面水損壞原因分析與對策研究[J]. 工程與建設. 2008(04)

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關鍵詞：配電線路；設計技術要點；電能資源；電力系統；電力生產；電力供給 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM751 文章編號：1009-2374（2015）32-0126-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.32.068

配電線路是將電源有效地輸送到用戶處，是整個電能生產要供給的最后環節，而電力的生產和供給任一個環節出現問題都會影響到電力的供應。所以，做好配電線路的設計十分重要，配電線路的優劣不僅關系到供電企業的經濟效益，而且還關系到用電單位的正常工作。

1 配電線路的設計流程

配電線路主要分布在農村地區，整個配電線路電網采用架空線或者架空線為主的混合形式，而一般在目標地區配置10kV的配電線路，要掌握配電線路的設計要點。

整個配電線路在運行過程中會受到很多因素的影響，在配電線路的設計上必須考慮到設計的每一步，在設計時做到思路清晰、思維嚴謹、考慮全面，以確保設計的每個環節不出現漏洞，具體需要做到以下五步：（1）設計前，設計人員一定要仔細了解整個配電線路的基本情況，主要從配電線路的長度、起點、終點和導線截面等方面的情況入手；（2）了解整個配電線路的基本情況后，設計人員要對目標區域進行實地考察，根據實際情況測繪出當地的地形圖，制定出合理的測繪方案，根據實際測繪的數據進行仔細的計算，制定出合理的配電路徑圖；（3）塔桿選用的問題，塔桿的選用一定要根據整個配電線路的實際情況、配電需求和當地的地質和氣溫情況，選取適當桿塔來保證整個配電線路架設的安全性；（4）考慮整個施工工程的成本，根據配線的設計圖核算出整個工程的成本，并且采取一定的措施，減小工程的施工成本，制定出一套科學的成本預算方案；（5）在設計人員完成整個配電線路的設計后，需要各個部門一起進行討論，充分考慮到各個設計方案的優缺點，并從中選取最科學合理的設計方案，以確保整個配電線路施工有計劃、有目的地進行，為施工過程提供可靠的技術保障。

2 配電線路的設計要點

一套科學又合理的配電線路設計可以促使工程的施工更加合理和科學，很大程度提高整個施工的效率。對于保障線路安全穩定運行和保護維修有著重要的作用，是整個配電線路建設的核心，在配電線路的設計中有幾個重要的因素對于配電線路的正常運行十分重要，分別是路徑的選擇、配電裝置的選擇、導體和電器的選擇等方面，在設計過程中要嚴格把握這幾個關鍵的因素，具體的設計要點如下：

2.1 配電裝置的選擇

做好配電線路的設計首先要選好配電裝置，配電裝置是配電線路的重要組成部分，對于整個配電線路有著十分重要的作用，主要由開關設備、保護設施、連接母線、測量儀器和其他部分構成。對于配電裝置的選擇一定要考慮到周圍的環境情況，比如氣候、溫度、降水、風速等一些外界因素，從中選用優質裝置設備。

2.1.1 控制好周圍的溫度。由于配電裝置一般都需要安裝在室外的露天環境下，整個外界的環境又十分復雜，很難避免受到一些外界因素的影響，尤其是安裝地區的溫度對配電裝置設備的功能發揮影響很大。很多室外地區的四季溫差很大，有些地區冬季的最低溫度與夏季的最高溫度的溫差可以達到30℃左右。這種溫差影響到配電裝置的正常運行，甚至會使整個裝置設備損壞。所以在選擇配電裝置設備之前一定要了解當地最高溫度和最低溫度之差，根據溫差的數據，適當選擇配電裝置設備，裝置設備承受溫度的范圍一定要大于當地的溫差值，另外一定要在配電裝置上安裝保護器，以防止冰雪或者高溫對設備的損害。

2.1.2 控制好導體和電器的相對濕度。導體和電器的運行情況還會受到周圍環境的濕度影響，所以導體和電器的選擇要考慮到周圍環境的相對濕度，以當地濕度最高月份的平均相對濕度作為參考進行配電裝置的選擇。配電裝置的選擇要靈活性，如果該地區常年處于濕熱的環境，就需要選擇濕熱地區專用的配電裝置。如果該地區的濕度比較低，選用普通的型號的配電裝置即可。在選擇好配電裝置后要采取一定的保護裝置來對電器進行保護。

2.1.3 降低風速對配電裝置的影響。風速也是影響配電裝置運行的因素之一。減小風速對配電裝置的影響，需要對于該地區的一個月內的風速情況進行統計，以35m/s為標準，如果風速超過35m/s時需要通過降低配電裝置的安裝高度，采取有效的固定措施來降低風速對于配電裝置的影響。

2.2 導體和電器的設計選用

2.2.1 在配電裝置的選取過程中為了保證配電裝置的質量，一定要選取符合《電力裝置的過電壓保護設計規范》，嚴格按照國家標準的相關規定來選取優質的配電裝置。

2.2.2 在選取電器過程中要考慮到電器的電流、電壓的承受能力。選取電器的可承受最大電壓值要大于回路的最高運行電壓，而電器最大承受電流需要大于正常的持續運行的電流。此外，還需要考慮氣溫對于電器載流量的影響。

2.2.3 選用適當型號的熔斷器，以使電器出現問題時起到保護的作用，并根據熔斷器的特性來驗算電器的動穩定和熱穩定性。

2.3 路徑的選擇

路徑的選擇是配電線路設計中重要的環節，對于整個線路的質量有著重要影響。設計人員在配電線路路徑選擇之前一定要做好設計前期的準備工作，要掌握好該項目工程實地的真實數據，所以設計人員在設計之前一定要深入配電線路工程的現場，對于周圍的情況進行有效的考查，包括附近的地形、氣候、田地、居民住宅等，對于這些周圍的信息數據進行分類整理，以實現數據的有效性。由于在路徑的設計過程中會受到各方面因素的影響，情況十分復雜。因此在設計過程中一定要保證設計人員、技術人員、政府工作人員一同在場，在設計過程中征求不同人員的意見，以保證設計的科學性和合理性，以減小施工的難度和對當地居民影響減到最

小化。

配電線路路徑選擇的原則應該注意以下四點：（1）配電線路的路徑設計過程中要盡量通過合理的設計將整個線路的距離減到最小，以減小配電線路的曲折系數，實現線路設計的經濟性和合理性；（2）在路徑選擇的過程中盡量避開良田，以減少與當地居民的摩擦；（3）要避開不良的地質，以提高配電線路的堅固性；（4）盡量使用二十四線電纜溝，減少二次施工，以提高整個配電線路施工的效率。

3 結語

配電線路的正常運行對于國家經濟發展有著重要作用，為了更好地促進配電線路發揮其供電的功能，設計人員應掌握配電線路的設計流程的基礎，了解配電裝置的選擇、導體和電器的設計選用、配電路徑的選擇等注意事項，以保證配電線路的正常運行，為我國配電線路的建設提供借鑒。

參考文獻

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1、電力工程線路的優化選擇

通常情況下，在電力工程線路設計中，優化設計中首先需要考慮的，就是工程的成本投入問題。在成本確定的前提下，對路徑方案進行選擇，在保證線路經濟性的同時，確保其符合區域規劃設計的需求，是電力工程線路優化設計的關鍵所在。

1.1線路路徑選擇

電力工程線路路徑的選擇，直接關系著輸電距離，關系著線路的運行成本，同時關系著電力工程的整體造價。對于設計人員而言，在對電力工程線路路徑進行選擇時，需要充分考慮各方面的因素，在不增加成本、不影響工期的基礎上，盡可能選擇直線，避開彎曲線路，通過對區域電力用戶的統計分析，選擇幾何中心線路，將線路與電力用戶之間的平均距離控制到最短，同時避開電力工程施工對于植被、水源的破壞。對于線路中的不同地形和障礙，應該盡可能對各方面的條件進行平衡，通過相應的對比分析，選擇最優化的線路。不僅如此，在線路動工前，應該對沿線居民進行走訪，了解其需求，聽取群眾的意見，將其整理成相應的材料，對施工進行指導。

1.2導地線選擇

在電力線路工程中，導地線的成本是由線路型號、導線分裂數、線路長度以及敷設方式等決定的。導線的質量直接影響了輸配電質量以及線路的使用壽命，而不同區域的氣候條件則直接影響了線路型號的選擇。在線路設計中，應該根據導線的型號，對地線的型號進行確定，結合工程成本，對整條線路進行預算編制。電力線路工程設計中，不僅要著眼于現階段的實際需求，還必須對導線需要承擔的負荷進行預測和評估，結合區域經濟的發展狀況，預留出相應的負荷，以減少線路的改造和重建。在我國，不同的地區存在著不同的地形地勢，其中，西南地區的地形是最為復雜的，對于電力線路的要求也更高。對此，在電力線路工程設計時，需要充分考慮河流、丘陵、植被及人口密度等的影響，盡量避開高低起伏不平的地形，為工程的施工提高便利。考慮到北方地區冬季嚴寒的氣候，如果線路結冰，不僅會影響其強度，還可能引發各種各樣的線路故障。在這種情況下，通常需要采用架空復合地線光纜，鋪設相應的地線，確保地線與導線的有機結合，以保證線路的安全穩定運行。例如，在對導地線進行選擇時，應該結合工程的實際情況，從電氣特性、機械性能以及經濟性等方面的需求出發，明確導線最高允許溫度、地面合成電場強度、無線電干擾水平以及機械強度、維護費用等，可以參照《圓線同心絞架空導線》等相關標準進行選擇。

1.3氣象因素的影響

我國幅員遼闊，東西向和南北向跨度較大，不同的地區氣候變化存在著很大的差異，如東北地區冬季嚴寒，夏季溫暖，南方地區冬季溫暖，夏季炎熱，在電力線路工程設計中，應該充分考慮區域的氣候特征，對氣象因素的影響進行控制。例如，在我國東南沿海地區，影響電力工程設計方案可行性和可靠性的最大危害，就是夏秋季節的臺風和暴雨，基本上，每年出現的臺風都會給電力8線路造成巨大的影響和破壞，引發嚴重的經濟損失。在西北和東北地區，由于冬季氣候寒冷且持續時間長，對于電力線路工程危害最大的因素是覆冰災害，冰凌在線路上的持續積累，會導致線路的負擔加重，如果不能及時進行預防和清理，則可能會導致線路斷裂，影響電力系統的安全穩定運行。因此，在對電力線路工程進行優化設計時，必須充分考慮氣象因素的影響，如設置避雷針、防雷網，或者定期對線路進行巡查，及時清除線路上的雜物、覆冰等，做到趨利避害，以確保線路運行的安全性和可靠性。

2、電力工程成本的合理控制

在電力線路工程中，成本的控制需要從多個方面進行充分考慮，一是應該在保證線路工程質量與運行安全及可預防的施工安全的前提下，選擇價格合理的線路，減少成本投入，二是應該對導線、桿塔、橫擔、絕緣子等進行合理配置，三是需要對各方面的因素進行綜合考慮，縮短線路長度和施工時間，減少線路的運行成本和維護成本。在對材料進行選擇時，應該本著寧缺毋濫的原則，選擇質量優良、價格合理的材料，在根據設計方案和施工要求確定工程材料的型號和數量之后，必須嚴格方案的落實，避免因為材料供應不及時而采用不符合線路設計要求的材料進行替代，以免影響工程的施工質量。例如，在對絕緣子進行選擇時，不能使用蝶式絕緣子代替耐張串型絕緣子，也不能使用電磁絕緣子代替硅橡膠合成材質絕緣子，必須將線路的運行安全和使用壽命放在最為核心的位置。

3、兼顧周邊的自然人文環境

在電力線路工程施工中，對于周邊的自然人文環境必然會產生一定的影響，如植被破壞、環境污染、交通阻斷等。在優化設計中，應該兼顧沿線的自然人文環境，盡可能減少對于環境的污染和破壞，減少對周邊居民日常生活的影響。例如，工程的施工應該盡可能選擇正常施工，避免影響周邊民眾的休息；對于施工中產生的各種廢棄物，應該進行集中處理，避免隨意丟棄的現象；對于可能發生的自然事故，在對電力線路進行優化設計時，應該設置相應的防范措施，如安裝避雷針，接地線等，減少自然災害對于電力線路工程的影響，保證電力線路的運行安全。

4、結語

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關鍵詞：城市 道路設計 因素

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：

電網規劃作為電網發展的“龍頭”，對電網發展起著至關重要的作用。低壓配電線路是同用戶直接相連的關鍵環節，線路運行環境以及產生故障類型、成因都很復雜。良好的低壓配電線路設計可以為電力公司創造巨大的經濟效益。南方電網公司在啟動“十二五”配電網規劃修編啟動會上，陳允鵬經濟師說過：“規劃的效益是最大的效益、規劃的浪費是最大的浪費。規劃效果的影響是長期的、規劃的失誤是不可挽回的?！?/p>

一、低壓配電線路的實施步驟

1.線路的路徑勘測與定位（1）路徑選擇目的。路徑選擇的目的，就是在符合相關方針和政策及規則章程的基礎上，從線路的起點和終點之間選出最為合理的路徑。所以工作人員選擇線路路徑時，要根據相關政策方針、規章制度的要求，對是否影響安全運行、施工是否便利等因素全面衡量，才能選出最適合的線路路徑。（2）路徑選擇的原則。在對路徑進行選擇時，要嚴格遵守相關法律法規；路徑選擇盡量不要長，轉角不要多，主干線最好離道路兩側近，而且不影響通行；為了減少對綠化的破壞，線路選擇盡量躲開樹林、綠化帶和果園等；也要避開礦區、水泥廠等污染區；線路要遠離可燃物和爆炸物的存儲室，少占耕地，配合道路規劃，還要考慮其對弱電線路的影響問題。（3）線桿位置測定。在確定路徑以后，利用線尺和花桿或者用經緯儀測量來確定線桿位置。按照配電線路檔距不宜大于50米的要求確定桿位。電桿應少占農田，盡量靠近被跨越物。供電區的線路長度宜控制在供電半徑不大于500米，確定其長度后，運用允許電壓降進行校核。

二、低壓配電線路的設計

1.線路的現狀分析

低壓線路的現狀分析，通過分析低壓線路的情況，得出現狀存在的問題，如：低壓線路過載、重載、末端電壓低、存在安全隱患等。對于現有不滿足導則規定的線路，有條件可以實測末端電壓，對不滿足電壓質量要求的用戶可按導則進行改造；對于沒有條件實測末端電壓的，根據低壓線路供電長度偏長的線路，對于線路長度較長和負載率較高的線路應采用改進的損失系數法公式進行線損率和電壓損耗率分析。低壓負荷預測根據不同類型區域，不同面積下的戶均用電量進行估算。

2 低壓配電線路保護的選擇性

配電線路保護的選擇性是指在配電網絡中某一點發生過電流故障時，配電保護電器按預先規定動作的次序有選擇性地動作，不允許越級動作，把事故停電限制在最小范圍內。

2.1 配電線路對保護電器的要求

配電線路對各級低壓保護電器的要求如下：

(1)低壓主開關柜內保護

電器低壓主開關柜內保護電器應把供電的可靠性放在首要位置，以確保連續供電。由于低壓保護電器接近電力變壓器，豐配出母線的容量特別大，因此要求它既應與電力變壓器一次側的高壓熔斷器的保護特性配合，又應與下級保護電器盡可能實現全選擇性保護配合。

(2)終端配電箱內保護

電器終端配電箱直接連接用電設備，短路或接地故障時要求盡快甚至瞬時切斷電路，無選擇性要求。終端配電箱內的低壓保護電器應設短路和接地故障保護，而線路末端則不必設短路保護，而是根據所接用電設備需要裝設控制電器或用電設備的過載保護電器。

2.2 低壓保護電器級間選擇性配合技術

只有根據低壓配電保護電器的特性，恰當地選擇保護電器，正確整定保護電器的額定電流、動作電流和動作時間，才能實現低壓保護電器級間的選擇性配合，保證線路出現故障時盡可能縮小停電范圍。

三、低壓線路故障的維護與維修探討

1 針對線路設備自身缺陷而產生的故障，平時從業人員應做到維修及時，注重低壓線路維護工作：

①及時更新老化嚴重的線路設備，注重平時線路的檢修工作。

②若發現低壓線路的檔距不合理時，應對其進行維修：按照導線最低點對地面最小垂直距離、桿塔高度以及導線允許應力等進行確定。低壓線路檔距通常采取如下數值：郊區一般為 40m-60m；城市一般為 40m-50m。

③在低壓配電線路施工中，應嚴格把關，注意導線的張力，使三相導線的馳度等同，同時確定在規定的標準范圍之內。在線路巡視的過程中，倘若存在此類問題，必須及時地組織處理。

④應在交叉、跨越的線路上保留一定的間隔距離，同時，如果在巡視時發現由于水分、有害氣體等的侵蝕導致的避雷線或者鋼導線嚴重腐蝕時，要及時地進行更換，此外，還應做好風、汛、寒、暑、雷、樹六防工作。

⑤在低壓線路安裝時，應檢查瓷絕緣子是否符合相關標準，或者是否有老化現象，并且在巡視中如果發現有閃絡痕跡的瓷絕緣子時，應及時地進行更換，同時，更新的瓷絕緣子要通過耐壓試驗。

2針對由于外力破壞導致線路故障，主要有以下幾方面的維護工作：

①組織相關單位加大維護低壓線路的宣傳教育，創造良好的保電輿論氛圍。借助廣播電臺、電視及報紙等媒體開展電力法規，諸如《電力設施保護條例》、《電力法》等宣傳；在沿線路所在的村莊或居住小區通過發放電力設施保護宣傳材料的形式，引導村民或城市居民愛護電力設施，提高他們對保護電力設施重要性的意識以及對電力設施進行破壞的危害性和嚴重性的認識。促使群眾義務保護低壓線路，加強群眾護線工作。

②盡量避免在輸電線路下焚燒農作物，同時注意保持環境清潔，杜絕大風時空中有漂浮物的產生。

③在線路桿塔上安設警告標識牌或者書寫護線宣傳標語，著重加強盜竊嚴重區域的防范性工作。

④在改造或者新建的低壓配電線路中的分段和分支開關可采用有較高壽命且無油化，較長檢修周期以及絕緣和滅弧性能好的真空斷路器，從而降低線路斷路器的故障率。此外，配電線路上加裝柱上真空開關，使故障范圍縮小，縮減停電時間和減少停電面積，以便快速查找故障。

⑤加強對低壓線路的巡視，做好線路的清障工作。對防護區內對線路安全有危害隱患的樹木進行及時地清理、整頓；同時，預防車輛碰撞桿塔事故的發生，為能夠引起駕駛人員的注意，可采取在交通道路的桿塔上涂上反光漆，并且在拉線上加套反光標志管等措施。

⑥加強從業人員的業務培訓，提高人員隊伍整體素質，提高他們對線路維修和維護的水平，同時可以看站經常性的反事故演習活動，從而更好地完成事故搶修工作。

四、電網安全保護方式選擇

（1）防雷保護。防雷，是指通過組成攔截、疏導最后泄放入地的一體化系統方式以防止由直擊雷或雷電電磁脈沖對建筑物本身或其內部設備造成損害的防護技術。事實證明，由于防雷保護設施的不完善，很容易發生雷擊事故，從而燒壞變壓器和其他設備。架空絕緣線路在0.5千米的路段內無防雷設施時，應裝一組避雷器。為防止變壓器被雷擊損壞，應選擇金屬氧化物避雷器并將其安裝高壓和低壓兩側，避雷器的安裝要嚴格按規程進行；為防止用戶用電設備遭雷擊損壞，在用戶集表箱內相線與接地線之間安裝金屬氧化物無間隙避雷器，這樣在防雷的同時也能保護用戶人身安全和家電安全。

（2）剩余電流保護器。剩余電流動作保護器的概念即是在規定條件下，當剩余電流達到或超過給定值時，能自動斷開電路的機械開關電器或組合電器。從保護方式上來說，對于一般低壓電網應安裝剩余電流末級保護和剩余電流總保護自動開關，而對于大范圍供電或有重要用戶的低壓電網可根據實際情況加設剩余電流中級保護。在安裝位置方面，總保護大多安裝在低壓總盤處，末級保護一般安裝在用電用戶住所內。保護器本身必須符合國家標準要求，并且是國家認可的入網產品，保護器的額定動作電流應該符合規程要求。

結語

低壓配電線路的設計要按照國家規定嚴格執行，確保線路設計的合理性、可實施性。這也是關系國計民生的大事，要給予高度重視。為了實現線路設計的安全性、可靠性和經濟性，在線路設計時要求對所設計線路的實際情況進行全面調查和細致的研究，從而選定線路的設計方案，以達到預期的目標。

【參考文獻】