導(dǎo)語：如何才能寫好一篇高壓電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：高壓電源 反激DC-DC轉(zhuǎn)換器 電池供電 PIC12F1822

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0061-02

小體積高壓電源在工業(yè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，例如：靜電植絨和靜電噴涂工藝中就普遍使用到高壓電源。植絨是絨毛在高壓電場作用下垂直植入布料的過程，高壓電源是整個靜電植絨過程的核心組成部分[1]。在一些特殊情況下，需要采用便攜式的植絨設(shè)備。該文介紹了一種由PIC12F1822控制的小功率高壓電源，可以克服這些問題。

1 高壓電源的整體設(shè)計

電源主要由反激變換電路、控制電路、諧振電路、輸出整流4個部分組成[2]。高壓輸出端的電阻R1是放電電阻，可防止C2的殘留高電壓對使用者產(chǎn)生電擊傷害。輸入電壓由電池VBAT提供，反激電路由開關(guān)管NMOS、高頻變壓器T1、二極管D1、電容C1及諧振變壓器T2的初級構(gòu)成。通過反激電路將電池電壓VBAT升高到約400 V。控制電路采集反激輸出電壓V1，當檢測到V1的電壓達到400 V時，控制電路停止產(chǎn)生PWM信號，同時輸出高電平觸發(fā)可控硅SCR，使得可控硅SCR導(dǎo)通，此時電容C1兩端的電壓為400 V。

SCR導(dǎo)通后，C1通過SCR向T2放電，C1、SCR、D2、T2初級形成LC諧振電路，將電容C1中存儲的能量傳輸?shù)捷敵鲭娙軨2。諧振電路電流仿真結(jié)果如圖1所示[3]。圖1中Is是流經(jīng)可控硅SCR的電流，Id是流過二極管D2的電流，變壓器T2的初級電流為Ip。

圖中Ip是諧振電流，其諧振頻率如公式1所示。

（1）

其中，L槭涑霰溲蠱T2的初級電感；C為電容C1的電容量。

2 高壓電源控制電路

2.1 主控芯片

高壓電源采用兩節(jié)電池供電，輸出電壓可達10 kV。為滿足重量輕、體積小、穩(wěn)壓性較好等特點，文中采用PIC12F1822作為核心控制器件。PIC12F1822是一款高性能RISC單片機，圖2是PIC12F1822電路圖。電路中由單片機內(nèi)部的PWM模塊產(chǎn)生PWM信號控制反激電路，將電池電壓轉(zhuǎn)換成約400 V左右的直流電壓。由內(nèi)部10 bit ADC采樣V1電壓，當V1達到設(shè)定電壓值時，關(guān)閉PWM信號，同時產(chǎn)生SCR信號觸發(fā)輸出諧振電路。開關(guān)SW用來控制高壓轉(zhuǎn)換的啟停，開關(guān)按下單片機才輸出控制信號進行升壓。

2.2 電池欠壓指示

通過電阻分壓檢測電池電壓，通過內(nèi)部ADC模塊讀取當前電池電壓值。當采樣電壓低于設(shè)定值，軟件控制LED開始閃爍，電壓越低，閃爍的頻率加快直至常亮。

3 組裝測試

變壓器采用透明環(huán)氧樹脂罐封，電路板的高壓部分采用浸蠟處理。在結(jié)構(gòu)組裝上，對高壓部分做好屏蔽、絕緣等措施，防止高壓打火放電現(xiàn)象。測試采用Zentech 900B-HV高壓表，該高壓表輸入阻抗為30 GΩ，對電源的負載影響小。實測結(jié)果表明電源可正常輸出10 kV直流電壓，通過對長度3 mm的尼龍絨毛進行驗證，該電源植絨效果良好。

4 結(jié)語

設(shè)計的電池供電10 kV高壓電源經(jīng)過實際測試，能滿足小規(guī)模的植絨要求。具備體積小重量輕、使用方便、電池低壓檢測等特點。經(jīng)過實際使用，電源運行可靠，可作為便攜植絨電源使用，功能實用，具備一定的應(yīng)用推廣價值。

參考文獻

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【關(guān)鍵詞】雷達發(fā)射機高壓電源局部放電測試方法

絕緣條件下部分薄弱的環(huán)節(jié)在強電場的作用下發(fā)生局部放電的現(xiàn)象是高壓絕緣中普遍存在的問題，盡管局部放電一般不足以使絕緣材料發(fā)生穿透性擊穿，但可能導(dǎo)致電解質(zhì)破壞和老化，如果局部放電現(xiàn)象長期存在，在絕緣電解質(zhì)長期老化后可能導(dǎo)致絕緣被擊穿。因此局部放電現(xiàn)象是影響雷達發(fā)射機性能的重要因素。對高壓絕緣進行局部放電測試可以提前發(fā)現(xiàn)絕緣材料中的缺陷，預(yù)防絕緣電解質(zhì)被擊穿，從而提高雷達的質(zhì)量和安全運行。

一、雷達發(fā)射機高壓電源局部放電檢測方法確定

雷達發(fā)射機高壓電源局部放電的檢測方法一般分為電測發(fā)和非電測發(fā)兩大類。其中電測法包括脈沖電流法、超寬帶測量、超寬頻測量、介質(zhì)損耗分析法；非電測法包括光測法、化學(xué)檢測法、紅外熱像法等等方法。在包括電測法和非電測法的所有方法中，應(yīng)用最為成熟和廣泛的測量方法是脈沖電流法。國際電工委員會針對脈沖電流法制定了專門的試驗方法和操作程序，市面上應(yīng)用較為廣泛的局部放電測量儀都是利用脈沖電流法中的直測法。綜合考慮采用脈沖電流法測量局部放電是的放電脈沖持續(xù)時間一般在數(shù)百納秒以下，頻率高達數(shù)GHZ，因此脈沖電流法可能不能完全地反映局部放電的全部本質(zhì)，因此用脈沖電流法結(jié)合寬帶測量法綜合檢測雷達發(fā)射機高壓電源局部放電檢測以實現(xiàn)對高壓電源局部放電的綜合檢測。

二、雷達發(fā)射機高壓電源和變壓器局部放電的測量

2.1局部放電檢測儀對變壓器的局部放電測量

雷達發(fā)射機的變壓器是高壓電源中的核心部件，它比較容易發(fā)生局部放電的現(xiàn)象，因此對變壓器和電源進線局部放電測量是高壓電源局部放電測量的主要內(nèi)容之一。利用局部放電測試儀對高頻變壓器進線測量，首先將變壓器的低電壓側(cè)和高電壓側(cè)進線安全短接，并分別接在局部放電測試儀的兩側(cè)，通過測量高低壓繞組的絕緣情況反映高壓側(cè)和低壓側(cè)的繞組自身局部放電情況。局部放電測試儀的頻率為50赫茲，變壓器在此頻率下的局部放電情況與在雷達發(fā)射機中的高頻情況下的局部放電情況有所不同，變壓器的不同副邊繞組與實際原邊繞組之間的工作電壓差不盡相同，因此對原副邊分別短接的試驗方法效果并不理想，從試驗結(jié)果看原來耐壓8千伏的變壓器在1.5千伏電壓時就存在明顯的局部放電現(xiàn)象。

2.2超寬帶測量法測量雷達發(fā)射機高壓電源和局部放電

在用局部放電測試儀對變壓器的局部放電進行測量時存在一定的局限性，因此較為科學(xué)合理的方法是對電源模塊進行局部放電測試測量。高壓電源施加的試驗電壓由電源本身獲得，這樣既可以保證測試中參與測試的元器件均帶壓測試，與正常工作狀態(tài)相同，又能重收交流高壓和直流高壓。測試結(jié)果通過示波器觀察局部放電的波形，超寬帶測量電源局部放電的原理如圖所示：

2.3抗干擾分析

局部放電電氣測量法的原理是在一定電壓下測量電路中的絕緣結(jié)構(gòu)局部放電產(chǎn)生的高頻脈沖電流，同時區(qū)分并排除外界干擾的高頻脈沖電流信號，否則干擾信號將影響高頻脈沖信號的檢測精確度，造成測量誤差或測量錯誤。因此要進行如下抗干擾方法：（1）針對周期性干擾，應(yīng)當對試驗電壓通過濾波器或隔離檢測變壓器的方法對各類電磁場的輻射干擾進行屏蔽，可以根據(jù)實際需要將試驗裝置置于屏蔽性能較好的實驗室中進行試驗檢測。（2）針對脈沖型干擾，可采用無局部放電的電阻分壓器及無局部放電的耦合電容對高壓端部放電進行抑制，選用防暈環(huán)等防暈措施，高壓引線采用無暈的導(dǎo)電圓管（桿）；試驗回路采用一點接地防止接地回路的干擾；試驗場地遠離其他設(shè)備，防止懸浮放電干擾等。（3）針對白噪聲干擾，可用小波消噪的方法抑制。對局部放電測試儀通過在橢圓時基上開窗的門單元，實現(xiàn)對放電量表的開通和關(guān)斷控制，實現(xiàn)抗干擾；電壓表電阻除了對試驗電壓進行測量以外，通過它產(chǎn)生試驗電壓零標，以識別放電類型（也可以區(qū)分局放和干擾電暈）。

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繞組計算對于進行方波轉(zhuǎn)換的高頻變壓器，其基本設(shè)計公式為［4］（式略）式中:N1為變壓器原邊繞組匝數(shù)(T);V1為施加在該繞組上的電壓幅值，這里指輸入電壓，V1=27V;B為工作磁通密度，B=3400GS;SC為磁心有效截面積，SC取0．42cm2;f為高頻變壓器工作頻率，f=80×103Hz。由式(1)得N1≈5．9T，取N1為6匝（式略）式中:N2為變壓器副邊繞組匝數(shù)(T);V2為變壓器副邊繞組輸出電壓，V2=1250V。由式(2)得N2=277．8T，取N2為278匝。導(dǎo)線線徑計算集膚效應(yīng)的考慮導(dǎo)線中通過交變電流時會產(chǎn)生集膚效應(yīng)。由于電流的集膚效應(yīng)，使導(dǎo)線有效截面積減少，因而導(dǎo)線在交流電作用時的實際電阻將比它在直流電作用時要大［5］。顯然，交變的頻率越高，電阻增大也越多。本電路工作頻率是80kHz，在選擇電流密度和導(dǎo)線線徑時必須考慮集膚效應(yīng)引起的有效截面積的減少。導(dǎo)線通有高頻交變電流時有效截面積的減少可以用穿透深度Δ來表示。Δ是交變電流沿導(dǎo)線表面開始能達到的徑向深度，它所具有的橫斷面積即為導(dǎo)線的有效截面［6］。Δ隨電流的交變頻率f、導(dǎo)線的導(dǎo)磁率μ以及電導(dǎo)率γ的不同而異，有下述關(guān)系（式略）顯然，在選用高頻變壓器原副邊繞組導(dǎo)線線徑時應(yīng)遵循小于兩倍穿透深度。當使用的導(dǎo)線線徑大于由穿透深度決定的數(shù)值時，應(yīng)知由于集膚效應(yīng)引起的電阻的增加，以便計算線路壓降和溫升。導(dǎo)線在交變電流下的電阻RAC和直流電阻RDC的比值用Kr來記，有（式略）式中:Kr稱為趨表系數(shù)［8］。Kr值的大小不僅與交變電流的頻率有關(guān)，而且還與材料的性質(zhì)、導(dǎo)線的形狀等有關(guān)，要精確地計算頗難，在實際應(yīng)用時通常利用現(xiàn)成的曲線圖表查得。初級線圈線徑計算變壓器最大輸出功率P0=4W，η=85%，則流過（式略）

繞組的繞制要求

高頻變壓器繞制時需要特別注意漏感帶來的影響。漏感將會引起關(guān)斷電壓尖峰，雖然可以用RC吸收網(wǎng)絡(luò)加以抑制，但最根本的辦法還是在選擇磁芯和繞組繞制時盡可能地減小漏感。無論何種磁芯形狀都應(yīng)使原副繞組盡可能緊密耦合。對于環(huán)形磁芯結(jié)構(gòu)，不管原副邊繞組匝數(shù)多少均應(yīng)沿磁環(huán)圓周均勻地分布。

變壓器的屏蔽

處理屏蔽有3類，即電磁屏蔽、靜電屏蔽和磁屏蔽。電磁屏蔽主要是防止高頻電場的影響，利用電磁場在金屬導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生渦流從而起屏蔽作用，因此來自空間的輻射干擾將受到電磁屏蔽的保護。如果將電磁屏蔽接地，則兼有靜電屏蔽的功能。靜電屏蔽是切斷相鄰導(dǎo)體之間的靜電耦合，并且通過分布電容和適當?shù)慕拥攸c(或某個對地有固定電位差的授位點)，為干擾提供一個旁路通道。磁屏蔽防止磁耦合，用高導(dǎo)磁率材料將需要屏蔽的地方包起來，以便將磁力線限定在磁阻小的磁屏蔽導(dǎo)體內(nèi)部，防止擴散到外部去，或者避免外部漏磁闖進來。變壓器的安裝位置及屏蔽方法，對電路的設(shè)計至關(guān)重要。一個變壓器如不設(shè)磁屏蔽，則漏磁不可避免地要和周圍電磁元件發(fā)生交連。漏磁在X方向上最顯著，Y方向上最少，。又因漏磁影響與距離平方成反比，所以仔細選擇變壓器的安裝位置對改善漏磁干擾有一定效果。磁屏蔽材料必須具有一定的厚度，否則磁屏蔽不可能徹底［10］。在多種變壓器的安裝方式中選擇兩種典型的方式進行測試對比(兩種電源的原理及所用器件一致)。Ⅰ型高壓電源的輸入插座置于變壓器的X方向上，且距離較近，變壓器未加屏蔽。Ⅱ型高壓電源的輸入插座距離變壓器較遠，不在變壓器X方向上，且變壓器加屏蔽板，屏蔽板厚度為0．5mm，材料為銅。輸入插座為高壓電源提供兩路輸入電壓:一路為控制芯片的工作電壓;另一路為變壓器的供電電源，都為+27V。Ⅰ型高壓電源測試結(jié)果芯片工作電源紋波Vp-p=3．6V，工作電源已受到變壓器的干擾，頻率與變壓器工作頻率相同。在芯片工作電源處增加濾波電容，紋波仍然，且未減小。輸出電壓紋波雜亂且不穩(wěn)定，長時間通電，紋波還會增大。為減小紋波在控制電路及反饋電路中增加濾波電容，但效果不明顯，沒有改觀。Ⅱ型高壓電源測試結(jié)果芯片工作電源紋波Vp-p=560mV，波形如圖7所示。紋波只是電源自身及測試線造成的紋波，變壓器對電源測試結(jié)果分析從測試結(jié)果可看出:Ⅰ型高壓電源+27V工作電源受到一個固定的尖脈沖干擾，這個固定尖脈沖的周期與變壓器的工作周期相同，即便增加濾波電容也無明顯改善，并由此導(dǎo)致板極電壓的紋波大。由此可見輸入電壓插座在變壓器X方向，且變壓器未加屏蔽時對輸入電壓的干擾嚴重，這種干擾很難減弱，并會影響整個電路的正常工作。而Ⅱ型高壓電源+27V工作電源的紋波是由電源自身及測試線引起，幅值很低，對輸出沒有造成影響。改變輸入插座的安裝位置，使其遠離變壓器，并對變壓器進行很好的屏蔽處理，可將變壓器的干擾減少到最小。

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【關(guān)鍵詞】礦井供電系統(tǒng)；高壓防爆開關(guān)；越級跳閘；動作時間；高壓電網(wǎng)

0 引言

目前煤礦現(xiàn)井下綜采工作面移動變電站的高壓電源由采區(qū)變電所（或中央變電所）6kV高壓直接供給。由于綜采工作面環(huán)境惡劣，高壓電纜在回采過程中來回拖拽，一旦受損就會造成電纜絕緣擊穿形成短路，煤礦井下發(fā)生短路時，地面35/6kV高壓開關(guān)柜發(fā)生動作，井下普遍使用配有智能綜合保護器高壓防爆開關(guān)卻不發(fā)生保護瞬動跳閘，而是在上一級電源短路保護速斷跳閘后，才導(dǎo)致高壓防爆開關(guān)失壓跳閘。如果越級跳閘到采區(qū)變電所，不但影響生產(chǎn)，還會影響井下各級風機的送電，引起瓦斯積聚危脅井下工人生命安全；如果越級跳到中央變電所，將會造成生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，為此，深入分析越級跳閘保護機理，具有十分重要的意義。

1 煤礦井下電網(wǎng)越級跳閘的原因及分析

1.1 電流保護時間級差無法配合

由于井下饋線供電線路級數(shù)多，受上一級的要求，過電流保護時限不能超過一定時限要求，按照通常0.5s的時間級差無法實現(xiàn)井下饋線供電線路級數(shù)多的過電流保護時限配合。

1.2 電流互感器的影響

由于電流互感器的保護級準確度低，每個電流互感器的磁化曲線不一樣，加之斷路器保護采用電磁式保護，保護的整定值與動作值有一定誤差。在短線路中會出現(xiàn)上一級動作而下一級不動作的情況。如圖1所示節(jié)點1和節(jié)點2的保護動作值相差不大，加上電流互感器的誤差會出現(xiàn)保護越級誤動作。

圖1

1.3 煤礦井下使用的高壓防爆開關(guān)沒有與地面變電所的供電設(shè)備合理配套

目前國內(nèi)的短路保護要求動作時間小于0.2s，也就是直接向煤礦井下供電的最上一級開關(guān)的短路保護動作時間為0.2s，在如此短的時間內(nèi)實現(xiàn)保護器時間上的配合，無論理論上還是在現(xiàn)有設(shè)備的制作水平上都很難實現(xiàn)。井下使用的高壓防爆開關(guān)動作時間=保護器動作時間+防爆開關(guān)固有動作時間。保護器動作時間=采樣時間+單片機處理時間+繼電器輸出時間= 0.04+0.02=0.06（s）高壓防爆開關(guān)固有動作時間=24V跳閘電磁鐵的動作時間+跳閘機構(gòu)動作時間+真空斷路器動作時間= 0.08+ 0.1+ 8/（1000×1） = 0.188（s）當發(fā)生短路時總的速斷動作時間為保護動作時間=保護器動作時間+高壓防爆開關(guān)動作時間=0.06+0.188=0.248（s）就開關(guān)和保護器本身來講，動作時間均滿足要求，但當開關(guān)和保護器一起配套使用時，保護動作時間卻大于0.2s，即0.248s。目前煤礦地面向井下供電的最上一級GGI-A型高壓開關(guān)柜總的速斷動作時間小于0.2s。由于煤礦地面的高壓開關(guān)柜和井下的高壓開關(guān)在一起配套使用，當井下發(fā)生短路故障時，地面的高壓開關(guān)柜動作快于井下的高壓開關(guān)。

2 預(yù)防煤礦井下電網(wǎng)越級跳閘的措施

2.1 采用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)實現(xiàn)煤礦井下高壓供電網(wǎng)絡(luò)保護閉鎖

采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實現(xiàn)高壓供電網(wǎng)絡(luò)保護上下級信息的共享，通過開關(guān)智能控制器的綜合判斷控制，可實現(xiàn)高壓供電線路保護之間的閉鎖，從而從根本上解決井下高壓供電系統(tǒng)越級跳閘問題。該方法適用于高壓供電網(wǎng)絡(luò)為3級及以上的情況。

2.2 對BGP系列高壓防爆開關(guān)動作時間進行改造

縮短保護動作時間，將井下高壓防爆開關(guān)的智能綜合保護器的采樣、處理、輸出等冗余環(huán)節(jié)作為后備保護，加以直接的電流速斷保護，電流繼電器采用比GL型動作時間更快的電流繼電器。即將高壓防爆開關(guān)原電流互感器2K1、2K2去電流源部分不用，新增加2個DL-32 型電流繼電器作為短路保護的主保護，原高壓防爆開關(guān)短路保護作為后備保護。改造后的BGP系列高壓防爆開關(guān)原理如圖2。

（a）采樣部分原理圖

（b）控制部分原理圖

圖2 改造后的BGP系列高壓防爆開關(guān)原理圖

改造后的BGP系列高壓防爆開關(guān)由于短路保護直接作用于電流繼電器，縮短了開關(guān)短路保護速斷的跳閘時間，增大了井下高壓防爆開關(guān)的動作幾率，大大減少了越級跳閘的幾率。

2.3 改造高壓保護器

對高壓保護器進行改造，實現(xiàn)電流三段保護，且保護定值可以按照計算值隨意整定；時間延時細化到毫秒級，可在0～3s內(nèi)隨意調(diào)整；或者采用采用光纖與各控制點斷路器保護裝置進行通訊，各斷路器保護裝置具備常規(guī)保護的所有功能，可獨立使用故障時，系統(tǒng)通過分析各監(jiān)測點故障參數(shù)，確定故障點，有選擇地、準確地切斷故障；本級斷路器拒動時，依據(jù)系統(tǒng)設(shè)定及現(xiàn)場監(jiān)測，啟動上一級斷路器，由此往上，直到切除故障；通訊中斷或保護系統(tǒng)故障時，斷路器保護裝置的常規(guī)保護發(fā)揮作用，獨立起到保護作用。

2.4 改變井下欠電壓釋放保護回路的低電壓動作值，并在欠電壓回路增加延時構(gòu)成限時電壓保護

井下欠電壓釋放保護回路的電壓動作值一般為額定電壓的60% ～70%。為了防止欠電壓釋放保護回路誤動作，可將井下供電線路最末一級欠電壓的動作值整定為60%～70%，然后依次向上按照該段保護末端三相短路時的母線殘壓值來整定其欠電壓動作值。目前我國生產(chǎn)的井下高壓防爆開關(guān)柜的欠壓釋放保護均無時限，考慮到電流速斷保護的動作時間，也可考慮在欠電壓釋放保護回路增加時限的方法將無時限低電壓速斷改為限時電壓保護，與電流速斷配合使用。在增加時限時，可考慮將現(xiàn)有開關(guān)柜的交流電壓保護線圈改造為直流線圈，經(jīng)單相全波整流后用并聯(lián)的電容在失壓后放電延時返回的辦法來解決。一般可增加500ms或1s延時。

3 結(jié)束語

本文主要分析了煤礦井下發(fā)生越級跳閘的原因，從供電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；BGP系列高壓防爆開關(guān)動作時間進行改造；高壓保護器進行改造及改變井下欠電壓釋放保護回路的低電壓動作值等方法，對越級跳閘進行了防范，保證了煤礦供電系統(tǒng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟性和電壓質(zhì)量，極大地提高了煤礦生產(chǎn)的安全性和產(chǎn)量。

【參考文獻】

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[4]田書，張勝朝.礦井高壓電網(wǎng)的自適應(yīng)過流保護研究[Z].

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1實驗器材

礦泉水瓶2個，50 mL的一次性注射器1枝，打火機壓電電源1個，皮試注射器1枝，電吹風1把，酒精、導(dǎo)線和棉線等.

2裝置制作

高壓電源的制作.用打火機的壓電電源作高壓電源，把2根細軟的膠皮導(dǎo)線（長約1m，可用鼠標線）與壓電電源的2個電極連接起來，作高壓電源的輸出導(dǎo)線.2根輸出線導(dǎo)的另一端打上結(jié)，使2個線頭并列在一起（線芯之間相互絕緣）作放電電極.為了便于實驗操作，可用木塊作手柄，把打火機壓電電源固定在手柄上，如圖1中的“電源”.

分裂體的制作.選取2個相同的礦泉水瓶作分裂體，把其中一個礦泉水瓶的瓶底切除掉，用電烙鐵在另一個瓶底的中央開個直徑約1 cm的圓孔，作氣流的噴射孔.再將1根粗棉線（長約2 m）的兩頭分別栓在這2個礦泉水瓶的瓶頸上，如圖2所示.棉線的作用是限制兩瓶在內(nèi)力作用下分裂后的飛行距離，防止損壞其它器物，同時也便于回收和整理實驗器材.也可用50 mL的一次性注射器作分裂體，如圖2所示.實驗中，注射器在內(nèi)力作用下分裂成注射筒和活塞兩個部分.

3實驗方法

3.1礦泉水瓶作分裂體的演示方法

用皮試注射器抽取約1 mL（夏天可取0.5 mL）的無水酒精，注入到底面開有圓孔的礦泉水瓶內(nèi)，搖晃瓶體使酒精蒸氣充滿瓶內(nèi)空間，然后把高壓電源的輸出導(dǎo)線（放電電極）從瓶底的圓孔插入到瓶內(nèi)，再把另一個去底的礦泉水瓶的底部套緊在此瓶底部上，電源導(dǎo)線從兩瓶的接縫處伸出瓶外，如圖1所示.

在黑板上畫1條長約60 cm的直線，直線兩端用磁鐵各固定1個的圓盤作箭靶.直線中段用磁鐵固定1塊直角板作底托，然后把上述分裂體平放在底托上，如圖3所示.按壓電源的壓電按鈕，使瓶內(nèi)電極產(chǎn)生火花放電而點燃酒精蒸氣.酒精蒸氣猛烈燃燒產(chǎn)生高溫、高壓的燃氣，把對接成一體的2個瓶體炸裂開來，并擊中各自所對的箭靶.實驗說明：對接成一體的2個瓶體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個部分時，它們的運動方向是相反的.

3.2注射器作分裂體的演示方法

注入到筒內(nèi)的酒精約0.3 mL即可，筒內(nèi)容積控制在50 mL左右.其它與上述實驗方法相同.

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【關(guān)鍵詞】CPLD PC104 分幅相機 HP03SA

在慣性約束聚變（inertial confinement fusion，ICF）實驗研究中，X射線分幅相機可以對靶的諸多參數(shù)進行測量，例如壓縮靶的對稱性、流體不穩(wěn)定性和界面運動規(guī)律等[1]。X射線分幅相機具有二維空間分布和時間分辨的能力。它的發(fā)展主要經(jīng)歷了柵極快門式分幅相機、近貼式陰極選通分幅相機和行波選通分幅相機等階段[2].

本文研制的X光分幅相機是近貼式MCP選通X射線分幅相機的控制系統(tǒng)硬件電路。本控制系統(tǒng)設(shè)計方案采用現(xiàn)場工控機與CPLD結(jié)合，提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度和集成性；采用延時線控制延時時間有效減小誤差和干擾；采用雙溫度，濕度傳感器使工作環(huán)境的監(jiān)測更加可靠。

1 X光分幅相機控制系統(tǒng)的組成

本控制系統(tǒng)整體設(shè)計框架如下圖1所示，其主要由下位工控機、CPLD控制板、各電控模塊、延時模塊、環(huán)境監(jiān)測模塊、相機系統(tǒng)等部分組成。其工作原理為：工控機上安裝自行設(shè)計的人機交互界面，通過PC104接口將相應(yīng)的控制指令數(shù)據(jù)發(fā)送到CPLD電路控制板，CPLD內(nèi)部電路對指令數(shù)據(jù)進行相應(yīng)硬件譯碼、執(zhí)行，從而控制MCP驅(qū)動電源、延時電路使光電同步，電機控制電路進行對焦等，以保證變像管正常工作；PC104+總線接口與數(shù)據(jù)采集卡相連接，實現(xiàn)對CCD的控制，以及數(shù)據(jù)圖像采集。同時實現(xiàn)對相機工作環(huán)境溫度、濕度、氣壓等參數(shù)進測量。

2 X光分幅相機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 高壓控制模塊

其電路控制原理是，CPLD對其相應(yīng)接口信號發(fā)送高（低）電平，可使MC1413的相對應(yīng)端口輸出0V（12V）電壓，即而可控制相應(yīng)的繼電器導(dǎo)通，繼電器導(dǎo)通后，可將高壓模塊電路所產(chǎn)生高壓施加到相應(yīng)所控器件上，完成高壓電源施加控制工作。高壓電源控制模塊連接圖如下圖2所示，用于連接到高壓電源模塊電路。

2.2 延時電路模塊

延時電路模塊是由不同長度的同軸電纜和繼電器相連接而成。線長的延時而設(shè)置長度不同，延時依次為12.8ns，6.4ns，3.2ns，1.6ns，0.8ns，0.4ns，0.2ns，0.1ns，0.05ns。這樣當通過控制DT0―DT8信號的數(shù)字來實現(xiàn)0-25.55ns的延時設(shè)置，步長為0.05ns。其電路連接方法可以參看高壓控制模塊連接電路。

2.3 步進電機控制模塊

本論文采用雷賽公司的DM320C數(shù)字式步進電機驅(qū)動器，最大細分步數(shù)為51200Pulse/rev。有PUL正轉(zhuǎn)，DIR反轉(zhuǎn)，ENA使能三個控制端口。 2.4環(huán)境參數(shù)監(jiān)測電路設(shè)計

本系統(tǒng)氣壓和溫度測量采用的是深圳市惠貽華普電子有限公司生產(chǎn)的低電壓，低功耗，高精度的數(shù)字氣壓傳感器芯片HP03SA[4]。該芯片需要CPLD模擬的I2C接口有4個，其中只有SDA既輸入又輸出，這里對其使用了10K電阻上拉，具體硬件電路見圖3。

2.5 CPLD內(nèi)部VHDL描述

本文采用硬件描述語言即VHDL語言描述和原理圖相結(jié)合的方式來實現(xiàn)頂層其中地址譯碼電路模塊分配PC104接口的地址；數(shù)據(jù)讀寫控制模塊負責系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀寫，復(fù)位、寄存等控制；環(huán)境參數(shù)監(jiān)測模塊主要為模擬I2C信號，實現(xiàn)與外部I2C接口通信；MCP驅(qū)動電源控制模塊負責產(chǎn)生驅(qū)動MCP上所需要的各種各樣的高壓電源的各種控制信號；電機控制模塊通過PC104總線命令來實現(xiàn)電機的運動；延時觸發(fā)模塊實現(xiàn)接收光的觸發(fā)信號，來設(shè)置電信號的延時數(shù)據(jù)，來達到光電同步。

3 結(jié)論

本文介紹了X分幅相機系統(tǒng)的電控部分硬件設(shè)計。實際研制出來的X射線分幅相機系統(tǒng)能完成各項參數(shù)的設(shè)定和環(huán)境參，硬件運行穩(wěn)定可靠。

參考文獻

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作者單位

1.深圳大學(xué)光電工程學(xué)院 廣東省深圳市518060

2.西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院 陜西省西安市 710049

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關(guān)鍵詞：超高層建筑；商業(yè)建筑；供電；配電 ；設(shè)計

Abstract: with the office building more and more kinds of electrical equipment, such as power, lighting, elevator, air conditioning fire, communication computer etc, and to keep the intelligent equipment development, power consumption increased significantly, the power supply to put forward many new requirements, the power supply reliability, safety and flexibility to be a important position. Combining with the project examples, from the power supply, load calculation, the power distribution, transformer substations design, emergency power, electrical safety analysis in the business center super-tall power supply system design.

Keywords: tall building; Commercial buildings; Power supply; Distribution; design

中圖分類號： N945.23文獻標識碼：A文章編號：

最近幾年，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和新技術(shù)、新材料的不斷應(yīng)用，各地超高層建筑不斷涌現(xiàn)，如杭州市的錢江新城區(qū)塊根據(jù)規(guī)劃就有幾十幢的高層和超高層建筑將要建設(shè)。超高層建筑一般都建設(shè)在城市的生活和經(jīng)濟中心，由于超高層建筑的樓層多，建筑高度高，里面的人員非常密集，對供電的可靠性以及消防報警及控制等的要求也比普通的高層建筑要高得多，相應(yīng)的建設(shè)資金投入大，運行設(shè)備多，安全運行標準高，因此電氣專業(yè)設(shè)計的復(fù)雜性也增加很多。下文結(jié)合工程實例，從電源、負荷計算、配電、變配電房設(shè)計、應(yīng)急電源、電氣安全等方面分析超高層商業(yè)中心的供配電系統(tǒng)設(shè)計。

一、工程概況

深圳國際大廈項目總用地面積15334.60m2，其中建設(shè)用地面積14384.23 m2，道路用地面積950.37m2?？偨ㄖ娣e185588.22m2，計容積率建筑面積147348.15m2，其中商業(yè)16646.08m2，辦公68239.41m2，酒店12000m2,商務(wù)公寓43296.60m2，核增面積7166.06m2，地下車庫建筑面積34497.07m2，設(shè)備用房建筑面積3743.00m2。

項目包含一棟168.70m超高層辦公，一棟99.90m的酒店、商務(wù)公寓及四層商業(yè)裙房和與地鐵相連的四層地下室。力求打造成為南山區(qū)次級商業(yè)中心及地標性建筑.

二、電氣負荷

本工程消防控制中心、消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標志、電動卷簾、梯間照明、主要客梯、排污泵、生活泵等用電按一級負荷設(shè)計，其余為二級負荷。主要用電設(shè)備為冷水機組，電梯，水泵，風機及大量的商業(yè)、餐飲、辦公、客房及公寓用電。

三、負荷計算

本工程廚房按每平方米500W計算，餐廳按每平方米120W計算，會議室按每平方米100W計算，地下室照明按每平方米4W計算，商業(yè)按每平方米100W計算,標準間客房按每間2.5kW計算，套間按每間4kW計算，辦公室按每平方米80W計算，風機、水泵等負荷則根據(jù)通風、給排水專業(yè)提供的資料進行統(tǒng)計。根據(jù)計算，辦公樓的安裝容量為8455kW，計算容量為5910.2kW；酒店、商務(wù)公寓及商業(yè)的安裝容量為8063kW，計算容量為5050kW。

四、供電電源

本工程10kV高壓配電系統(tǒng)采用單母線分段的運行方式，為滿足大量的一、二級負荷的使用需要，要求當?shù)毓╇姴块T提供兩路來自不同區(qū)域變電站的10kV電源。兩路高壓進線互為熱備用，當一路供電故障時，另一路電源能承擔全部用電負荷。高壓進線引至設(shè)在地下一層的開關(guān)房，再從開關(guān)房分別引引10kV線路至各變電所。

五、變配電房

1.本工程設(shè)1#～3#三座變配電所及一個柴油發(fā)電機房,分別設(shè)置在主體建筑地下一層第3防火分區(qū)、地下二層第1防火分區(qū)、辦公樓27層避難層。另在地下一層第2防火分區(qū)2號樓核心筒附近設(shè)應(yīng)急柴油發(fā)電機房。

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【關(guān)鍵詞】 施工臨時用電，安全管理，安全用電，技術(shù)措施，組織措施

在工程建設(shè)中，施工臨時用電有著很重要的地位，優(yōu)化的施工臨時用電方案和良好的施工臨時用電的管理是保證工程項目整體安全、質(zhì)量、進度的重中之重，也是所有工程項目順利實施的一項保障工作。工程施工現(xiàn)場臨時用電經(jīng)常存在很多的安全隱患，如何保證安全用電，保障施工現(xiàn)場人員生命及設(shè)備財產(chǎn)的安全，本文從技術(shù)措施和組織措施提出了相應(yīng)的解決方法。

一、優(yōu)化施工臨時用電設(shè)計方案

以大連灣連港老港區(qū)搬遷改造大連灣雜貨及滾裝泊位擴建工程為例，本項工程在施工階段先后在不同區(qū)域共設(shè)置了7處施工臨時用電，其中在一個較大區(qū)域內(nèi)多用戶情況下需同時設(shè)置3處施工臨時用電。由于場區(qū)建設(shè)過程中無變配電所來滿足施工用電需要，需從場區(qū)后方較遠距離已建變配電所為場區(qū)施工臨時電提供高壓供電電源。如果3處施工臨時電均從后方較遠距離已建變配電供高壓電源，首先，變配電所無如此多的備用高壓出口；其次，施工臨時用電由于所處施工環(huán)境復(fù)雜多變，易發(fā)生用電安全事故，對上級變配電安全穩(wěn)定運行存在一定的隱患；最后，如3處施工臨時用電分別由后方較遠距離已建變配電供電，建設(shè)費用會因此提高較多，以YJV22-8.7/10KV- 3*120mm2電源電纜為例，其單價為330元/m，最遠供電距離為1700余米，僅僅1處施工臨時電的電源電纜的材料價格就會多達56萬余元。因此綜合以上因素，3處施工臨時用電分別從后方較遠距離已建變配電供高壓電源設(shè)計方案不可取。

為此，大場區(qū)多用戶施工臨時電設(shè)計方案應(yīng)在多處需設(shè)置臨時用電的相對中心位置設(shè)置一臺高壓環(huán)網(wǎng)箱（一進三出），從后方較遠距離已建變配電只需提供一條高壓電源電纜至高壓環(huán)網(wǎng)箱，再由此高壓環(huán)網(wǎng)箱分別至場區(qū)不同位置的施工臨時用電來提供高壓電源。通過此設(shè)計方案只需變配電所1個備用高壓出口，降低高壓電源電纜運行的安全隱患，大大降低了工程建設(shè)費用。

二、施工臨時用電安全管理

施工臨時用電現(xiàn)場多為人員、機械較多且施工密集場所，施工臨時用電關(guān)系到施工現(xiàn)場建筑單位工作人員的安全，施工臨時用電安全措施包括技術(shù)措施和組織措施兩大類。

（一）、技術(shù)措施

1.保護接地

保護接地是指將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼與接地極之間做可靠的電氣連接。它的作用是當電氣設(shè)備的金屬外殼帶電時，如果人體觸及此外殼時，由于人體的電阻遠大于接地體電阻，則大部分電流經(jīng)接地體流人大地，而流經(jīng)人體的電流很小。這時只要適當控制接地電阻（一般不大于4Ω），就可減少觸電事故發(fā)生。

2.保護接零

在電源中性點直接接地的低壓電力系統(tǒng)中，將用電設(shè)備的金屬外殼與供電系統(tǒng)中的零線或?qū)Ｓ昧憔€直接做電氣連接，稱為保護接零。它的作用是當電氣設(shè)備的金屬外殼帶電時，短路電流經(jīng)零線而成閉合電路，使其變成單相短路故障，因零線的阻抗很小，所以短路電流很大，一般大于額定電流的幾倍甚至幾十倍，這樣大的單相短路將使保護裝置迅速而準確的動作，切斷事故電源，保證人身安全。其供電系統(tǒng)為接零保護系統(tǒng)，即TN系統(tǒng)。保護零線是否與工作零線分開，可將TN供電系統(tǒng)劃分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種供電系統(tǒng)。

不管采用保護接地還是保護接零，必須注意：在同一系統(tǒng)中不允許對一部分設(shè)備采取接地，對另一部分采取接零。因為在同一系統(tǒng)中，如果有的設(shè)備采取接地，有的設(shè)備采取接零，則當采取接地的設(shè)備發(fā)生碰殼時，零線電位將升高，而使所有接零的設(shè)備外殼都帶上危險的電壓。

3.設(shè)置漏電保護器

施工現(xiàn)場的總配電箱和開關(guān)箱應(yīng)至少設(shè)置兩級漏電保護器，而且兩級漏電保護器的額定漏電動作電流和額定漏電動作時間應(yīng)作合理配合，使之具有分級保護的功能。

4.電氣設(shè)備的設(shè)置合理

配電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置室內(nèi)總配電屏和室外分配電箱或設(shè)置室外總配電箱和分配電箱，實行分級配電。

5、在大場區(qū)多用戶施工臨時電情況下安全技術(shù)措施

各區(qū)域施工臨時用電總供電點的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要，各區(qū)域施工臨時用電總供電點在現(xiàn)場一般設(shè)置臨時變壓器一臺、低壓配電柜一面、高壓進線電源終端桿及桿上避雷器、跌落開關(guān)一套，高壓電源電纜敷設(shè)路徑多為直埋敷設(shè)或利用水泥電桿架空敷設(shè)。為保證施工臨時用電總供電點的安全穩(wěn)定運行需在臨時變壓器安放處圍設(shè)安全圍擋并掛設(shè)醒目的安全警示標志，同時做好變壓器、配電柜、電桿上設(shè)備的接地裝置并定期進行復(fù)測。針對高壓電源電纜敷設(shè)環(huán)境的復(fù)雜多變，如利用水泥電桿架空敷設(shè)，則應(yīng)做好電桿、電桿拉線、架空線路的安全警示標志，同時電纜上桿、下桿處應(yīng)做鋼管安全防護，架空線路敷設(shè)路徑應(yīng)避免跨越大型車輛進出通道，如需跨越應(yīng)做限高標志并告知相關(guān)施工單位注意。如電纜直埋敷設(shè)，敷設(shè)路徑應(yīng)設(shè)計沿場區(qū)規(guī)劃道路外側(cè)，如需穿越道路必須做鋼管防護處理并做好覆蓋保護，并在電纜敷設(shè)路徑上設(shè)置標志樁標明安全警示。電源電纜敷設(shè)路徑要做定期巡視檢查，確保電纜運行安全。

（二）安全用電組織措施

（1）建立臨時用電施工方案審查制度。對施工單位編報的臨時用電施工方案進行專項方案審查，并將經(jīng)審查合格的方案進行備案管理，對方案中涉及到的安全用電技術(shù)措施審查要作為重點審查內(nèi)容。

（2）建立施工技術(shù)交底制度。待臨時用電施工方案審查完成后，由項目技術(shù)負責人向電氣施工人員和用電管理人員介紹臨時用電施工方案和安全用電技術(shù)措施的主要內(nèi)容和注意事項，并形成書面交底記錄。

（3）建立安全檢查制度。從臨時用電工程竣工并投入使用開始，進行定期和不定期巡視檢查制度，并明確檢查人員和檢查內(nèi)容，對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題要及時記錄并上報，如存在安全隱患應(yīng)立即停止使用。

（4）建立保養(yǎng)維修制度。建立臨時用電設(shè)備保養(yǎng)、維修計劃，針對不同設(shè)備編制不同的保養(yǎng)維修計劃，特別對室外暴露在惡劣環(huán)境下的電氣設(shè)備要定期保養(yǎng)維修。

（5）建立臨時用電設(shè)備拆除制度。待工程竣工后，臨時用電工程的拆除應(yīng)有統(tǒng)一的組織和指揮，拆除前需經(jīng)工程技術(shù)負責人向現(xiàn)場電氣施工人員進行拆除前的技術(shù)交底，明確電氣設(shè)備的停電、驗電等相關(guān)工作要點后方可進行，并在拆除過程中采用相關(guān)安全防護措施。

（6） 建立安全用電責任制。對臨時用電工程各部位的操作、監(jiān)護、巡檢、維修制度落實到人，形成相應(yīng)的獎懲制度。

（8）建立安全用電教育和培訓(xùn)制度。工程開工前對專業(yè)電工和各類用電人員進行用電安全教育和培訓(xùn)，凡上崗人員必須持有勞動部門核發(fā)的上崗證書，嚴禁無證上崗。

篇9

關(guān)鍵詞： 電子束焊接設(shè)備；電氣安全；電子槍系統(tǒng)；真空；性能試驗

中圖分類號： TP242.2，TH115

Acceptance scheme design of electron welding equipment

Chen Heng1，2，Shi Chunbiao1，2，Yu Wei1，2

（1.Institute of Mechanical Manufacturing Technology， China Academe Engineering Physics， Mianyang 621900，China；

2. National Machine Tool Production Quality Supervision Testing Center（Sichuan）， Mianyang 621900，China）

Abstract： A systemic and comprehensive program was designed to check the electron welding equipment from safety， capability and work performance. How to test a electron welding equipment was designed from electrical safety， electron gun system， vacuum system， work performance and other aspects. It provides a reference for the developers of electron welding equipment during their designing work.

Key words： electron welding equipment； electrical safety； electron gun system； vacuum； performance test

1.2^緣電阻試驗

絕緣電阻試驗的主要目的是驗證機床動力電路、控制電路中相線/部件相對于外露可導(dǎo)電部分的絕緣能力，評判機床防漏電水平。該試驗主要參考標準為GB/T 26675―2011[3]。機床電氣系統(tǒng)絕緣電阻試驗主要包括整機測試、動力電路測試以及控制電路測試，在機床驗收中主要以整機測試為主。整機測試方法為在保護接地導(dǎo)線和電源端子間施加DC500 V電壓，穩(wěn)定后測量絕緣電阻，其難點在于對測試機床電氣結(jié)構(gòu)的調(diào)整。一般情況下，需對電氣結(jié)構(gòu)作如下調(diào)整：斷開浪涌保護器件、用短接線短接動力電路的所有執(zhí)行部件的控制電器（接觸器、繼電器、空氣開關(guān)等），使動力電路處于接通狀態(tài)；短接變壓器的初級與次級；斷開控制電路與保護聯(lián)結(jié)電路的連接等。

[BT2]1.3耐壓試驗

耐壓性能是考核機床絕緣的一個重要指標，當外界電流出現(xiàn)高壓滲入時仍能確保電路對設(shè)備的良好絕緣，防止設(shè)備在運行中被擊穿，造成觸電或其它事故。耐壓試驗只針對動力電路，且必須在絕緣電阻試驗通過的基礎(chǔ)上才能進行。試驗在外部保護接地端子PE和相線之間進行，試驗電壓在10 s內(nèi)從0 V上升到1 000 V，并保持5 s，如果沒有發(fā)生擊穿現(xiàn)象，則符合試驗主要參考標準GB/T 26676-2011[4]要求。另外，外絕緣破壞性放電電壓與試驗時的大氣條件有關(guān)，放電電壓隨空氣密度增加而升高。為保證耐壓試驗結(jié)果的準確，不應(yīng)在圖1所示的溫度和濕度陰影區(qū)域外進行耐壓試驗。

除此之外，電氣安全項目中還有一個特別值得注意的地方是高壓電源的安全防護。高壓電源是電子束焊接設(shè)備的主要部分，它為電子束焊接設(shè)備提供加速電源和偏壓電源。研究表明，高壓電源在工作時，電源的內(nèi)部會產(chǎn)生過電壓或過電流以致?lián)p壞電源或IGBT，[HJ]因此必須采取保護電路來保證電源的安全工作[5]。高壓電源保護電路應(yīng)包括過壓保護電路、梯度上升及下降電路與過電流保護電路。

[BT1]2電子槍系統(tǒng)

電子槍系統(tǒng)是整個電子束焊接設(shè)備的核心部分，其性能能夠直接反映整個電子束焊接設(shè)備的好壞，是驗收的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對于標準的分析與所內(nèi)多年使用、維護經(jīng)驗指導(dǎo)，總結(jié)出以下幾個電子槍系統(tǒng)重點檢測項目：加速電壓、束流、聚焦電流等。

根據(jù)標準《Welding-Acceptance inspection of electron beam welding machines-Part 1：Principles and acceptance conditions》 ISO 14744-1中規(guī)定。表2中給出的檢測項目限值是根據(jù)國外多年測試數(shù)據(jù)積累給出。若無特殊要求，以下限值的設(shè)定能夠為電子槍系統(tǒng)的性能評判提供準確、可靠的基準。

電子槍系統(tǒng)參數(shù)的測量一般是通過引出測試點進行測量。根據(jù)ISO標準，測量時，各參數(shù)應(yīng)該進行如下配置。

（1）紋波：加速電壓和束流的紋波應(yīng)該在如下參數(shù)配置情況下分別測量。①額定最大加速電壓+額定最大束流；額定最大加速電壓+0.5倍額定最大束流；額定最大加速電壓+0.1倍額定最大束流；②額定最小加速電壓+額定最大束流；額定最小加速電壓+0.5倍額定最大束流；額定最小加速電壓+0.1倍額定最大束流。聚焦電流的紋波應(yīng)該在額定最大值與額定最小值兩種情況下分別測量。

（2）穩(wěn)定性：加速電壓、束流以及聚焦電流的穩(wěn)定性應(yīng)該在如下參數(shù)配置情況下測量：額定最大加速電壓+0.1倍額定最大束流+0.5倍（額定最大聚焦電流+額定最小聚焦電流）；連續(xù)運行時間不少于30 min。

（3）重復(fù)性：加速電壓、束流以及聚焦電流的重復(fù)性應(yīng)該在如下參數(shù)配置情況下測量：0.5倍（額定最大加速電壓+額定最小加速電壓）+0.5倍額定最大束流+0.5倍（額定最大聚焦電流+額定最小聚焦電流）；開關(guān)5次進行重復(fù)測量。

[BT1]3真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)一般包括電子槍真空系統(tǒng)（分子泵前級泵、分子泵）、室低真空系統(tǒng)（旋片泵、羅茨泵、低真空閥）、室高真空系統(tǒng)（擴散泵、高真空閥）以及擋板閥、放氣閥、真空測量儀器等，它主要用于維持電子槍和真空室的真空狀態(tài)，以滿足零件焊接的需要。

[BT2]3.1真空度

從電子束的加工工藝來說，焊接質(zhì)量很大程度上取決于真空系統(tǒng)的環(huán)境。真空度的提高不但可以減少高速電子束的減速和阻尼現(xiàn)象，而且抽真空的效率對電子束的整個加工時間起著決定性的作用[6]。真空系統(tǒng)的真空度和抽真空時間的評判可以參照表3中的要求進行。

3.2真空系統(tǒng)噪聲

真空系統(tǒng)的組成必然決定了其在運行過程中會產(chǎn)生大量的噪聲，然而噪聲是一種影響十分廣泛的環(huán)境污染，對人的生理和心理都有嚴重影響。特別是在企業(yè)的機加車間，機床的噪聲危害很大，如果達到80 dB（A）以上，將對工人的聽覺健康、注意力和情緒造成嚴重威脅[7]。文中借鑒GB/T 9061―2006 《金屬切削機床通用技術(shù)條件》中的方法使用2型聲級計，按照圖2測試點位置進行測量，噪聲水平不應(yīng)超過80 dB（A）。

除此以外，真空室的真空度保持能力也

是評判真空系統(tǒng)性能的重要指標，以真空泄漏率表示。具體試驗方法為：首先測量真空室容積V；當真空室達到工作真空度后，讀取真空度P1，時間t1；停止真空泵對真空室抽氣；經(jīng)過一定時間t2（一般為12 h）后，讀取此時的

式中：V為真空室容積，單位為m3；P1與P2分別為停止真空泵前后的真空室庋梗單位為Pa；t1與t2分別為停止真空泵前后讀取真空室氣壓的時間值，單位為h。

4性能試驗

4.1空運轉(zhuǎn)試驗

電子束焊接設(shè)備在驗收的時候需要進行空運轉(zhuǎn)試驗，檢測各項功能是否正常。其空運轉(zhuǎn)試驗可按照表4進行。

4.2負荷運轉(zhuǎn)試驗

負荷運轉(zhuǎn)試驗應(yīng)在空運轉(zhuǎn)試驗合格后進行，并對其工作臺最大承載試驗、連續(xù)焊接試驗等項目進行檢測。焊縫電子觀察系統(tǒng)的性能檢測也在此階段進行，以能否清晰觀察到焊縫位置為判定標準。[FL）]

傳動軸在全行程內(nèi)移動，進給和回退動作應(yīng)靈活，限位可靠，無爬行現(xiàn)象。檢驗手輪（柄）操縱力及其反向空程量。

（1）電器檢查：通電后檢查各指示燈、顯示器、繼電器、接觸器等的工作狀態(tài)是否正常。操作程序按使用說明書；

（2）電源參數(shù)檢驗：真空電子束焊接設(shè)備的供電電源應(yīng)是三相動力電源系統(tǒng)，且網(wǎng)壓波動不能超過±10%；

（3）急停器件急停動作試驗5次，應(yīng)符合GB 5226.1的規(guī)定。

控制系統(tǒng)功能試驗[]

控制系統(tǒng)應(yīng)進行如下試驗：

（1）多軸運動；（2）燈絲加熱優(yōu)化；（3）高頻掃描；（4）焊縫成形；

（5）其它。

工作液系統(tǒng)試驗[]在設(shè)計規(guī)定的最高工作液壓力下，應(yīng)符合以下要求：（1）容器、泵、閥、管路、管接頭處不應(yīng)滲漏；

（2）壓力和流量調(diào)節(jié)裝置應(yīng)靈敏、可靠；壓力表和流量表指示應(yīng)靈敏、正確。[BG）F][HT]

4.3幾何精度

電子束焊接設(shè)備精度檢驗應(yīng)在負荷運轉(zhuǎn)試驗前進行，試驗后須復(fù)檢精度（可根據(jù)情況抽查某些項目）。電子束焊接設(shè)備幾何精度檢測包括工作臺x向（y向）運動在水平面的直線度、工作臺x向（y向）運動在垂直面的直線度、轉(zhuǎn)臺徑向跳動以及轉(zhuǎn)臺端面跳動等項目。檢驗過程中不應(yīng)調(diào)整影響機床性能、精度的機構(gòu)和零件，否則將對復(fù)檢精度產(chǎn)生一定影響。

[BT2]4.4試件評定

電子束焊件檢驗項目主要包括力學(xué)性能、外觀質(zhì)量、內(nèi)部質(zhì)量和致密性檢查四部分[8]。焊件最大深寬比能夠集中體現(xiàn)電子束焊接設(shè)備的工作性能，因此將其也作為評判焊接質(zhì)量的關(guān)鍵指標，且高性能的電子束焊接設(shè)備焊件最大深寬比能夠達到20∶[KG-*2]1以上。

4.5其它

電子束焊接設(shè)備檢測除了需要完成上述的幾個主要項目以外，還存在一些其它需要重點檢測的內(nèi)容，例如真空室尺寸、電子束偏轉(zhuǎn)控制裝置、運動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。這些都是能夠直接影響設(shè)備是否合格、能否順利通過驗收的重要因素。

5結(jié)束語

提出從電氣安全、電子槍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和設(shè)備性能等方面對電子束焊接設(shè)備進行檢查驗收，是對長期開展電子束焊接設(shè)備檢測活動的總結(jié)。檢測項目根據(jù)國家及國際相關(guān)標準梳理，項目齊全，條理清晰，檢測方法可行。為今后電子束焊接設(shè)備設(shè)計人員提供了系統(tǒng)的依據(jù)，有利于電子束焊接設(shè)備市場朝著更加正規(guī)、標準的方向發(fā)展。

參考文獻

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篇10

關(guān)鍵詞 筆記本；電路；電池；硬盤

中圖分類號：TP368.32 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）09-0046-02

Structure Analysis and Protection of Laptop Hardware//Zhang Baoyu

Abstract This paper first systematically introduces the laptop’s external structure and internal composition， and analyzes in detail the relationships between different components. Then the author lays special stress on analyzing the characteristics of the laptop’s hard disk. Based on this， he compares the pros and cons between the two popular hard disk partitions named FAT32 and NTFS and summarizes the skills of the hard disk partition optimization. Finally the paper compounds the development of the new hard disk manufacturing technology， i.e. Drive-Tip and Load/Unload.

Key words laptop； electric circuit； battery； hard disk

隨著社會的發(fā)展，電腦已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡墓ぷ?、娛樂工具之一，社會上的各行各業(yè)對于電腦的依賴也與日俱增。因此，掌握電腦的構(gòu)造以及使用中一些知識，對于電腦使用者來說必不可少。

1 筆記本電腦構(gòu)造

常用筆記本電腦的外部結(jié)構(gòu)主要由鍵盤和LCD顯示屏組成。鍵盤底層有主板電路、硬盤、聲卡、電源電路、USB電路及接口、光盤驅(qū)動電路、網(wǎng)卡等主要控制電路、外部接口和控制元件。顯示屏通過內(nèi)部顯卡芯片經(jīng)由總線與CPU連接。筆記本電腦結(jié)構(gòu)如圖1所示。

筆記本電腦的核心控制單元是CPU。由圖1可以看出，CPU通過北橋和南橋形成的FSB總線、AGP總線、PCI總線、存儲器總線等來控制主板電路上的各個設(shè)備，并通過各種總線進行數(shù)據(jù)的交換和存儲；CPU直接控制北橋芯片，管理電腦內(nèi)存和顯卡；南橋芯片受CPU間接控制，它主要負責硬盤、USB口、聲卡、光驅(qū)等設(shè)備正常的數(shù)據(jù)交換和運行[1]；鍵盤芯片則主要管理鍵盤和觸摸板等設(shè)備；I/O芯片負責管理低速設(shè)備與計算機之間的信息交換。

2 主要部件性能特征

筆記本電腦的主要部件通常包括CPU風扇、電池、內(nèi)存條、硬盤、電源適配器、光驅(qū)、液晶高壓板、液晶屏數(shù)據(jù)線等設(shè)備，它們對于電腦功能的正常運行有著十分重要的作用。

2.1 電池

筆記本電腦電池是鋰離子電池，待機時間主要用mAh表示。一般情況下，電芯數(shù)量越多，mAh數(shù)值越大，則待機時間也越長。

2.2 硬盤

硬盤是筆記本電腦中為數(shù)不多的通用部件之一。它是主要的存儲媒介，大小一般在6.35厘米左右。常使用的硬盤類型是SSD固態(tài)硬盤和普通HDD硬盤。

HDD（hard disk drive）硬盤驅(qū)動器是最基本的電腦存儲器，它的數(shù)據(jù)信息存儲在磁碟扇區(qū)里。按照接口參數(shù)不同，HDD可以分為PATA、SATA、SCSI等類型[2]。其中，PATA、SATA容量較大，價格相對較低；SCSI容量小，但穩(wěn)定性能較好，價格昂貴。

SSD（solid state disk）固態(tài)硬盤由控制單元和存儲芯片組成，其數(shù)據(jù)存儲在芯片里。它是用固態(tài)電子存儲芯片陣列制作而成的存儲器，沒有普通硬盤的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，故抗震性能極好。此外，SSD硬盤的工作溫度范圍寬泛，讀取數(shù)據(jù)速度較快。

如果電腦內(nèi)部硬盤是SSD+HDD的，在安裝系統(tǒng)分區(qū)時，不要給SSD分區(qū)，而是先給HDD分區(qū)后，再將系統(tǒng)安裝到SSD上，并將SSD設(shè)為主盤，HDD設(shè)置為從盤[3]。在使用電腦時，要注意避免震動，尤其是在硬盤讀寫數(shù)據(jù)速度較快的時候。此時一旦出現(xiàn)強烈震動，就會造成盤片或磁頭物理損壞。此外，要避免頻繁長時間的讀寫數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)使用一段時間后要定期整理文件碎片，否則會影響數(shù)據(jù)存取速度，加速硬盤老化。

2.3 高壓電源板和液晶屏數(shù)據(jù)線

高壓電源板屬于功率變換器件，其主要作用是負責將直流低壓電源轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l高壓電源，并將轉(zhuǎn)換后的電源用于給LCD顯示屏燈管供電。當筆記本電腦的顯示屏突然變暗了，就是這個高壓電源板出現(xiàn)故障了。

液晶屏數(shù)據(jù)線的作用是將主板顯卡芯片輸出的信號傳遞到LCD顯示屏上，它是筆記本電腦主板和顯示屏之間的連接線。在數(shù)據(jù)線由于電腦折疊次數(shù)過多損壞時，LCD顯示屏只有亮度，不會顯示任何圖像信息[4]。

3 硬盤優(yōu)化及分區(qū)設(shè)置

硬盤在筆記本電腦的使用中有著舉足輕重的作用，人們對于硬盤的容量和性能的要求也越來越高。如何改進硬盤的技術(shù)特性，提高電腦存儲容量和讀寫數(shù)據(jù)速度，是現(xiàn)在計算機學(xué)科研究的主要課題之一。

3.1 硬盤分區(qū)優(yōu)化

筆記本電腦硬盤大小在2.5英寸左右，轉(zhuǎn)速只有4200 rpm，所以硬盤分區(qū)格式和規(guī)劃對電腦的使用較為重要。常用的分區(qū)方式有FAT32F分區(qū)和NTFS分區(qū)。FAT32分區(qū)，占據(jù)的磁盤空間少且運行速度快，并且可以兼容Linux操作系統(tǒng)，但此分區(qū)在DOS下可以訪問所有文件，安全性差。NTFS分區(qū)只在Win 2000和Win XP可以使用[5]，它可以對任何數(shù)據(jù)進行加密，并且具有良好的穩(wěn)定性；其缺點是分區(qū)速度慢，不能同其他分區(qū)文件互相訪問，DOS下無法恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)。

一般來說預(yù)留5 G的分區(qū)容量就足夠操作系統(tǒng)使用。但是由于筆記本電腦硬盤速度比較慢，所以應(yīng)該將常用軟件安裝在系統(tǒng)分區(qū)內(nèi)。對于類似歷史記錄、臨時文件夾等文件，將其放在非系統(tǒng)分區(qū)內(nèi)，以避免硬盤反復(fù)讀寫文件產(chǎn)生過多碎片，導(dǎo)致系統(tǒng)運行速度漸減。

3.2 硬盤技術(shù)的發(fā)展

1）Drive-TIP技術(shù)，即Drive temperature indicator processor技術(shù)，主要利用溫度傳感器檢測硬盤溫度。如果溫度超過硬盤正常工作范圍，即控制電腦采取關(guān)閉驅(qū)動器等措施降低溫度。

2）Load/Unload技術(shù)。常用的硬盤在工作時，磁頭和磁面之間距離約為十萬分之一英寸。隨著電腦使用時間的不斷增加，磁盤表面密度增加，表層變高，磁頭和磁面之間的距離減小，在高速運轉(zhuǎn)情況下，很容易導(dǎo)致磁頭和磁面的碰撞、摩擦，損壞硬盤。Load/Unload技術(shù)可以使硬盤磁頭在不工作時停止在專用槽道內(nèi)，降低磁頭與磁面的碰撞幾率。

4 結(jié)語

近年來，筆記本電腦的發(fā)展日新月異，以Intel處理器為領(lǐng)跑者，一系列各具特色的筆記本電腦應(yīng)運而生。本文針對筆記本電腦使用中常見的問題進行了系統(tǒng)的總結(jié)，對筆記本硬盤方面的知識技術(shù)進行了詳細的闡述，為電腦使用者提供了諸多實用的技術(shù)資料。

參考文獻

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