电路设计分析范文

导语：如何才能写好一篇电路设计分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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计算机系统所要求解决的问题日趋复杂，与此同时，计算机系统本身的结构也越来越复杂。而复杂性的提高就意味着可靠性的降低，实践经验表明，要想使如此复杂的实时系统实现零出错率几乎是不可能的，因此人们寄希望于系统的容错性能：即系统在出现错误的情况下的适应能力。对于如何同时实现系统的复杂性和可靠性，大自然给了我们近乎完美的蓝本。人体是迄今为止我们所知道的最复杂的生物系统，通过千万年基因进化，使得人体可以在某些细胞发生病变的情况下，不断地进行自我诊断，并最终自愈。因此借用这一机理，科学家们研究出可进化硬件（EHW,EvolvableHardWare），理想的可进化硬件不但同样具有自我诊断能力，能够通过自我重构消除错误，而且可以在设计要求或系统工作环境发生变化的情况下，通过自我重构来使电路适应这种变化而继续正常工作。严格地说，EHW具有两个方面的目的，一方面是把进化算法应用于电子电路的设计中；另一方面是硬件具有通过动态地、自主地重构自己实现在线适应变化的能力。前者强调的是进化算法在电子设计中可替代传统基于规范的设计方法；后者强调的是硬件的可适应机理。当然二者的区别也是很模糊的。本文主要讨论的是EHW在第一个方面的问题。

对EHW的研究主要采用了进化理论中的进化计算（EvolutionaryComputing）算法,特别是遗传算法（GA）为设计算法，在数字电路中以现场可编程门阵列（FPGA）为媒介，在模拟电路设计中以现场可编程模拟阵列（FPAA）为媒介来进行的。此外还有建立在晶体管级的现场可编程晶体管阵列（FPTA），它为同时设计数字电路和和模拟电路提供了一个可靠的平台。下面主要介绍一下遗传算法和现场可编程门阵列的相关知识，并以数字电路为例介绍可进化硬件设计方法。

1．1遗传算法

遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程的一种自适应全局优化算法，它借鉴了物种进化的思想，将欲求解问题编码，把可行解表示成字符串形式，称为染色体或个体。先通过初始化随机产生一群个体，称为种群，它们都是假设解。然后把这些假设解置于问题的“环境”中，根据适应值或某种竞争机制选择个体（适应值就是解的满意程度），使用各种遗传操作算子（包括选择，变异，交叉等等）产生下一代（下一代可以完全替代原种群，即非重叠种群；也可以部分替代原种群中一些较差的个体，即重叠种群），如此进化下去，直到满足期望的终止条件，得到问题的最优解为止。

1．2现场可编程逻辑阵列(FPGA)

现场可编程逻辑阵列是一种基于查找表(LUT,LookupTable)结构的可在线编程的逻辑电路。它由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态，工作时需要对片内的RAM进行编程。当用户通过原理图或硬件描述语言（HDL）描述了一个逻辑电路以后，FPGA开发软件会把设计方案通过编译形成数据流，并将数据流下载至RAM中。这些RAM中的数据流决定电路的逻辑关系。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用，灌入不同的数据流就会获得不同的硬件系统，这就是可编程特性。这一特性是实现EHW的重要特性。目前在可进化电子电路的设计中，用得最多得是Xilinx公司的Virtex系列FPGA芯片。

2进化电子电路设计架构

本节以设计高容错性的数字电路设计为例来阐述EHW的设计架构及主要设计步骤。对于通过进化理论的遗传算法来产生容错性，所设计的电路系统可以看作一个具有持续性地、实时地适应变化的硬件系统。对于电子电路来说，所谓的变化的来源很多，如硬件故障导致的错误，设计要求和规则的改变，环境的改变（各种干扰的出现）等。

从进化论的角度来看，当这些变化发生时，个体的适应度会作相应的改变。当进化进行时，个体会适应这些变化重新获得高的适应度。基于进化论的电子电路设计就是利用这种原理,通过对设计结果进行多次地进化来提高其适应变化的能力。

电子电路进化设计架构如图1所示。图中给出了电子电路的设计的两种进化，分别是内部进化和外部进化。其中内部进化是指硬件内部结构的进化，而外部进化是指软件模拟的电路的进化。这两种进化是相互独立的，当然通过外部进化得到的最终设计结果还是要由硬件结构的变化来实际体现。从图中可以看出，进化过程是一个循环往复的过程，其中是根据进化算法（遗传算法）的计算结果来进行的。整个进化设计包括以下步骤：

（1）根据设计的目的，产生初步的方案，并把初步方案用一组染色体（一组“0”和“1”表示的数据串）来表示，其中每个个体表示的是设计的一部分。染色体转化成控制数据流下载到FPGA上，用来定义FPGA的开关状态，从而确定可重构硬件内部各单元的联结，形成了初步的硬件系统。用来设计进化硬件的FPGA器件可以接受任意组合的数据流下载，而不会导致器件的损害。

（2）将设计结果与目标要求进行比较，并用某种误差表示作为描述系统适应度的衡量准则。这需要一定的检测手段和评估软件的支持。对不同的个体，根据适应度进行排序，下一代的个体将由最优的个体来产生。

（3）根据适应度再对新的个体组进行统计，并根据统计结果挑选一些个体。一

部分被选个体保持原样，另一部分个体根据遗传算法进行修改，如进行交叉和变异，而这种交叉和变异的目的是为了产生更具适应性的下一代。把新一代染色体转化成控制数据流下载到FPGA中对硬件进行进化。

（4）重复上述步骤，产生新的数代个体，直到新的个体表示的设计方案表现出接近要求的适应能力为止。

一般来说通过遗传算法最后会得到一个或数个设计结果，最后设计方案具有对设计要求和系统工作环境的最佳适应性。这一过程又叫内部进化或硬件进化。

图中的右边展示了另一种设计可进化电路的方法，即用模拟软件来代替可重构器件，染色体每一位确定的是软件模拟电路的连接方式，而不是可重构器件各单元的连接方式。这一方法叫外部进化或软件进化。这种方法中进化过程完全模拟进行，只有最后的结果才在器件上实施。

进化电子电路设计中，最关键的是遗传算法的应用。在遗传算法的应用过程中，变异因子的确定是需要慎重考虑的，它的大小既关系到个体变异的程度，也关系到个体对环境变化做出反应的能力，而这两个因素相互抵触。变异因子越大，个体更容易适应环境变化，对系统出现的错误做出快速反应，但个体更容易发生突变。而变异因子较小时，系统的反应力变差，但系统一旦获得高适应度的设计方案时可以保持稳定。

对于可进化数字电路的设计，可以在两个层面上进行。一个是在基本的“与”、“或”、“非”门的基础上进行进化设计，一个是在功能块如触发器、加法器和多路选择器的基础上进行。前一种方法更为灵活，而后一种更适于工业应用。有人提出了一种基于进化细胞机（CellularAutomaton）的神经网络模块设计架构。采用这一结构设计时，只需要定义整个模块的适应度，而对于每一模块如何实现它复杂的功能可以不予理睬，对于超大规模线路的设计可以采用这一方法来将电路进行整体优化设计。

3可进化电路设计环境

上面描述的软硬件进化电子电路设计可在图2所示的设计系统环境下进行。这一设计系统环境对于测试可重构硬件的构架及展示在FPGA可重构硬件上的进化设计很有用处。该设计系统环境包括遗传算法软件包、FPGA开发系统板、数据采集软硬件、适应度评估软件、用户接口程序及电路模拟仿真软件。

遗传算法由计算机上运行的一个程序包实现。由它来实现进化计算并产生染色体组。表示硬件描述的染色体通过通信电缆由计算机下载到有FPGA器件的实验板上。然后通过接口将布线结果传回计算机。适应度评估建立在仪器数据采集硬件及软件上，一个接口码将GA与硬件连接起来，可能的设计方案在此得到评估。同时还有一个图形用户接口以便于设计结果的可视化和将问题形式化。通过执行遗传算法在每一代染色体组都会产生新的染色体群组，并被转化为数据流传入实验板上。至于通过软件进化的电子电路设计，可采用Spice软件作为线路模拟仿真软件，把染色体变成模拟电路并通过仿真软件来仿真电路的运行情况，通过相应软件来评估设计结果。

4结论与展望

进化过程广义上可以看作是一个复杂的动态系统的状态变化。在这个意义上，可以将“可进化”这一特性运用到无数的人工系统中，只要这些系统的性能会受到环境的影响。不仅是遗传算法，神经网络、人工智能工程以及胚胎学都可以应用到可进化系统中。虽然目前设计出的可进化硬件还存在着许多需要解决的问题，如系统的鲁棒性等。但在未来的发展中，电子电路可进化的设计方法将不可避免的取代传统的自顶向下设计方法，系统的复杂性将不再成为系统设计的障碍。另一方面，硬件本身的自我重构能力对于那些在复杂多变的环境，特别是人不能直接参与的环境工作的系统来说将带来极大的影响。因此可进化硬件的研究将会进一步深入并会得到广泛的应用而造福人类。

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自动增益控制（AutomaticGainControl）电路是电子信号接收系统中的重要组成电路，可以实现在输入信号幅度变化较大的情况下，输出信号幅度恒定或在较小范围内变化，广泛应用于航空、航天、雷达及通信等各领域。AGC电路的基本原理是产生一个随接收信号幅度变化而变化的信号，将此信号作为控制信号去控制接收电路中放大部件的增益，使接收电路的总增益按照一定规律变化，达到控制信号输出幅度的目的。AGC电路主要有控制电路和被控电路两部分组成。控制电路负责AGC控制电压的产生，是整个电路的核心控制部分；被控电路负责按控制电路的控制电压改变接收系统的增益。AGC电路的主要指标参数有：增益控制范围；控制精度；控制响应时间；信噪比等。

1常规AGC电路设计

如图1所示，传统的信号接收系统中，由于增益控制范围、控制精度和控制响应时间等的限制，基本采用在信道中的放大电路中增加可调衰减器，从信号的接收末端引出信号进行信号检波，产生控制误差信号，再反馈到可调衰减器控制其衰减量，达到自动控制增益的目的。此电路的特点是：电路原理简单，实现方便；增益控制范围大，响应时间迅速。但其缺点是信号的控制精度，尤其是微小信号时的控制精度较差。设输入信号幅度为S+N，信号放大器的总增益为G，经信号滤波器后的带宽为KB，信号检波器的效率为K，可以看到控制电路控制信号V为：V=（KS*G+N*G*KB）(1)由此可见，此类AGC电路中的控制信号由接收信号直接进行检波所得，其实际包含了信号和噪声两部分。在接收信号较强时，控制信号主要由信号幅度检波得到，控制精度较好；但在接收微小信号时，噪声的能量已不可忽视，信号检波得到的控制信号含有较大的噪声分量，但控制电路仍以此为反馈信号，所以控制精度在微小信号时变差。

2新型级联式AGC电路设计

要满足信号接收过程中的大动态范围控制，同时保证接收系统在微小信号时的精准控制，这类常规的单一AGC控制电路已不适应使用需要。为此设计了一个新型级联式AGC电路以适应此需求。如图2所示，级联式AGC电路分为两级：前级的电路基本沿用原先的电路结构，只是对具体的电路参数进行了调整；后级电路则采用全新的控制电路，利用锁相环技术将鉴相器的输出信号处理后作为后级电路控制电压。由于此电压基本仅与接收信号幅度相关，故可以提高电路的控制精度。基本工作原理：在接收系统刚收到信号时，后级电路的锁相环路还未正常建立控制，此时后级电路的控制电压无输出，后级电路增益最大，整个电路的增益控制集中在前级；待后级锁相环路进行信号锁定后，控制电压从环路输出且随控制信号的变化而变化，整个级联电路均进行了增益控制。设前级电路输入信号幅度为S+N，前级信号放大器的总增益为G1，经信号滤波器后的带宽为KB，信号检波器的效率为K1，则前级控制电路控制信号为V1：V1=K1（S*G1+N*G1*KB）(2)设后级电路输入信号为S1+N1即Asin(wt+θ)+N1，后级电路放大器的总增益为G2，锁相环路所产生的系数为K2，则由锁相环路所产生后级控制电路输出信号为V2：V2（=A*G2*K2）/2(3)由此可见，这种级联电路的后级控制信号由锁相环路锁相后所得，最大限度消除了噪声干扰。适当调整两级电路的增益控制参数，并利用后级电路抵消前级控制电路的误差，可以大大提高控制精度。

3实验验证与数据分析

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1.1逻辑块的设计与实现

当前,我们常见的逻辑块结构有两种,即基于多路选择器和查找表。前者具有失效率低和结构简单的优势,然而每个细胞的功能性较弱。我们知道,大量细胞的逻辑块互相连接就可以实现复杂的系统功能,但是它的布线并不简单,不能适用于大规模电路的实现。近些年,在以太网供电工程的细胞设计中长期采用基于四输入一输出的显示查找表结构,实现了任意的数字逻辑,然而对于较大规模电路设计时仍有诸多不足,主要表现为资源的大量浪费。鉴于此,下面笔者对逻辑块的结构进行了改进,有效节省了大量资源,也极大地增强了细胞设计的灵活性。对于改进后的逻辑块内部电路结构,此处的逻辑块由四个两输入显示查找表和D触发器组合而成。显示查找表主要负责实现组合逻辑的功能,其个个输入端连接着多路选择器,可作为选择开关,同时也能够对控制信号进行约束和控制,从而实现了相邻细胞逻辑块之间的连接。而D触发器以显示查找表的输出为输入,可以有效实现时序电路。根据研究结果显示,如果要确定一个细胞逻辑块实现的逻辑功能,我们至少需要18位控制配置位。结合显示查找表的内容写入方式,笔者给出了两种逻辑块结构:一是直接把逻辑功能的真值表写入其中;另一种是可重写入的逻辑块结构。

1.2换向块的设计与实现

换向块的结构主要由八个八选一多路选择器组成,它能够全方位地改变信号传播方向,它在上下左右四个方向上分别有两根输入线以及输出线,并且各个方向的输出根据配置位决定对八路输入中任何一路进行输出,同时和相邻细胞的换向块对应多路器输入相接。

1.3配置存储器的设计与实现

不难发现,细胞的逻辑块和换向块配置位往往能够决定配置存储器的单元内容。根据它们的结构形式,笔者给出了所有配置位的顺序,如下图所示(其中数字表示比特位的顺序,下方注释是相应的配置信息)。

1.4自修复辅助电路的设计与实现

值得注意的是,上述模块要想完全实现自修复的功能,还不得不加入自修复辅助电路设计。当然,在不同的自修复机制情况下,它的电路设计也会有所不同。现阶段,很多电路设计都是基于列移除机制的,它考虑的是列移除的缺点,主要有两种方案可供参考:

(1)为了增强细胞结构的通用性,可以考虑采用基于查找表型的配置存储器的自修复辅助电路设计方式;

(2)可以考虑基于移位寄存器型的设计方式,总体来说,两种方案都是可行的,需结合实际情况进行取舍。

2结语

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【关键词】测试精度；小信号测试；不确定度

1概述

高精度数字万用表是常用的基础电测量仪器，通常具有直流电压/电流、交流电压/电流、二线/四线电阻等测量功能，是高性能电子元器件筛选和电子设备维修最基本和最常用的测试设备，是对电参量测试基本工具，是电子设备研制、生产和维护所必不可少得工具。利用数字万用表对基本电参量精确测量功能，可以实现对电路板电子元器件故障的精准测试，及时排除故障隐患。

2恒流源电路设计

高精度恒流源的设计克服了导通电阻对输出电流的影响。恒流源是电阻测量的基础和关键。电路设计率先采用低泄漏、小体积的多路开关MAX329作为电流切换元件，采用“采样端”与“传感端”分开的巧妙方法，消除了多路开关导通电阻的影响，在不降低精度的前提下减小了体积。，UK4、UK5替代了3个传统继电器及二极管、三极管等附属元件。其中UK4的第8脚漏电流很小仅为pA级，因此在第8脚与第5脚（或4脚）之间的导通电阻上几乎没有压降，形成了“传感端”；而“采样端”第9脚与12脚（或13脚）之间，尽管有压降，但这里关注的仅是电流信号，不关注压降。因此达到了不影响基准电流精度和稳定度的效果.

3交流变换电路设计

交流变换电路的设计实现消除了导通电阻对增益的影响。在交流测试电路中，用电子开关替代继电器，必需考虑电子开关导通电阻（尤其是温度漂移）对增益的影响。图4给出了交流变换电路设计的交流电路原理图，尽管将电子开关接入了反馈环中，但为了保证增益的准确性和稳定性，对信号输出环节进行了改进。若按照传统方法从U1B的第7脚输出，整个电路的增益收到电子开关导通电阻的影响，使得变小，而且随温度变化，该导通电阻变化较大，使得电路增益对温度极其敏感，该电路设计相当于输出电压从反馈环的有效电阻后端引出，由于在开关UK2的A侧（DA、SxA）上的导通电阻几乎没有电流（由UA1A的偏置电流和UK2的漏电流共同决定），因此没有压降产生，克服了该导通电阻对增益准确度和稳定性的影响。交流信号电路完整电路图，电路包括交流电压衰减电路、交流信号放大电路、真有效值变换电路、比较整形电路4个部分。隔离电源变换出来的正负15V电源，需要经过电感隔离和电容稳压后作为交流器件的电源+15A和-15A。真有效值变换电路。C44和R56用于消除交流信号处理电路中的直流分量，N19B和N22的2个比例电阻及N26的第2组开关选择信号进入真有效值转换前是放大1还是2倍，控制信号为AMPL；N22的另两个比例电阻和N26的第1组开关用于选择是衰减1或2倍后作为ACOUT（AMP7）进入直流信号选择电路，控制信号为AMPL。真有效值转换芯片为AD637，其转换前的放大和转换后的衰减是为了确保较小信号也能在真有效值转换时处于较大的状态，以确保转换的技术指标。由于比例电阻温度系数匹配，放大和衰减的误差可以忽略不计，该部分的误差主要是真有效值芯片的误差E22，以及频率因素造成的幅频误差E23。比较整形电路。该部分电路是一个经典的回差比较电路，比较器为LM311，比较器工作允许选通控制信号为STROBE。

4误差拓扑分析

交流信号测量的准确度要求比直流信号测量要低，因此交流信号的误差来源只考虑分立精密电阻的比例温度变化误差E21为4ppm，真有效值转换非线性误差E22为最佳0.02%，可约定为0.1%，幅频特性误差E23为0.2%（幅频特性修正后的指标），这些误差均按系统误差合成，欧姆电流源的误差来源如图4所示，变流电阻选择是由3精密电阻比例变换实现，其温度误差E41为6ppm，I/V变换的泄露电流误差e41对大电阻测量影响大，与PCB板的绝缘度有关，定义泄露电流变化误差e41约为10pA。

5结束语

本文介绍了高精度数字万用表的恒流源和交流测量电路的一种设计方案并给出了误差的拓扑分析。整个电路具有准确度高、结构简单、操作方便成本较低等特点，但电路方案的设计还不够完善,还有待进一步的研究。

参考文献

[1]徐萌,李智.恒流源在高精度数字万用表中的设计及实现[J].电测及仪表,2009(05).

[2]陈尚松,雷加,郭庆.电子测量及仪器[M].北京:电子工业出版社,2005.

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关键词 分析设计法；电气控制；原理图

中图分类号：TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0124-01

1 分析设计法

分析设计法是根据生产机械对电气控制的要求，收集、分析、参考国内外现有的同类生产机械的电气控制电路，利用基本控制环节和典型控制单元电路，按各部分的作用和联系组合起来，经过补充、修改和综合处理，以满足控制要求的完整电路。

1）设计主电路：按照产品设计要求，设计电动机的起动、运行、调速和制动的主电路。

2）设计控制电路：设计满足主电路各电动机的运转要求的控制电路。

3）特殊控制环节的设计：连接各单元环节构成满足整机生产工艺要求，实现加工过程自动运行的控制电路。

4）辅助控制电路设计：对保护、联锁、检测等控制环节的设计。

2 分析设计法的步骤

1）主电路设计：按照产品工艺，对电动机提出的起动、运转和制动的要求，设计主电路。

2）基本控制电路设计：根据主电路运行的要求，设计出基本的控制电路。

3）特殊控制环节的设计：根据机构运行时的特殊要求，设计特殊控制环节。

4）联锁保护控制的设计。

5）综合检查、完善和简化电路，必要时可通过实验验证。

3 分析设计法之设计举例

横梁升降机构的电气控制设计：

1）主电路设计。横梁升降机构控制：按照设计要求，分别由电动机M1，来拖动横梁的升降。用电动机M2，来拖动横梁的夹紧。并且按要求两台电机要实现正反转控制，采用四只接触器kM1、kM2、kM3、kM4分别控制两台电机正反转，如图1所示，为主电路。

图1 主电路

2）控制电路基本环节的设计。横梁的升降调整运动：采用四只接触器kM1、kM2、kM3、kM4分别控制两台电机正反转。用上升点动按钮SB1和下降点动按钮SB2，通过中间继电器KA1和KA2实现对四只接触器kM1、kM2、kM3和kM4的控制。如图2所示。

图2 基本控制电路

3）控制电路特殊环节的设计。横梁上升运动：使夹紧电机M2先工作至横梁放松后，M2停止工作，同时M1升降电机工作，带动横梁上升。横梁下降运动：先放松再下降控制，下降结束后有短时回升运动，用断电延时型时间继电器kT进行控制。如图3所示。

4）联锁保护控制的设计。限位保护，由行程开关SQ2上升限位，SQ3拧下降限位控制。互锁保护：KA1控钔上升与下降的互锁，kA2控夹紧与放松互铛。短路保护：由熔断器FU1、FU2和FU3执行。经过上述多次修正，使横梁升降电气控制电路达到完善，如图3所示。

图3 修正后的横梁升降电气控制电路

4 结束语

分析设计法，步骤清晰，循序渐进，简单易掌握。一张比较完善的电气控制原理图完成后，应反复审核电路工作情况，并安装控制电路运行，发现问题及时修正电路，以满足生产技术要求。

参考文献

[1]许缪编.电机与电气控制[M].机械工业出版社，2009.

[2]麦崇裔编著.电气控制与技能练[M].电子工业出版社，2010.

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关键词：电子电路设计 创新 路径

中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0115-02

科技的不断进步和发展，电子产品逐渐的渗透到生产和生活的各个领域，成为国家科技生产水平的主要组成因素，推动者计算机技术的不断进步，成为国家发展的动力，为技术的全面进步提供必要的条件。但是现阶段我国进行电子电路设计的过程中存在一定的问题，创新能力不足，自主知识产权意识较弱，造成整体发展水平出现滞后性，因此在今后的发展中需要对电子电路设计的创新路径进行分析，全面的掌握创新方法，保证电子电路自主研发能力的提升，促进我国科技水平的全面进步。

1 电子电路设计概述

1.1 电子电路设计的原则

电子电路设计需要遵循相关的原则，这样才能更好地保证设计的科学性，首先需要对电子电路内部的各项原件相互之间的关系进行全面的分析，掌握设计的内部结构以及外部结构，整体上对原件内部的各项构造进行分析，综合地对电子电路的各项类型进行分析，全面地掌握各项设计类型。其次需要关注设计的功能性原则，在进行设计的过程中需要将电子电路系统进行更加细致全面的划分，掌握不同模块的实际功能，考虑到实现这些模块和功能的途径，从而在设计中了解掌握原件的情况，实现电子电路设计的规范性。在进行电子电路设计的过程中需要保证各项功能的完整性，在进行设计的过程中需要针对每一个部件的实际使用效果进行分析，确定整体的设计成果符合实际使用的效果，这样才能进一步提升设计的科学性与合理性，在实际使用中保证使用的质量。

1.2 电子电路设计的技术

进行电子电路设计需要采用合适的方法，具体的方法包括遗传算法。这种方法在进行设计的过程中将关注的焦点放在需要解决的问题上，针对性地进行代码设计，对需要解决的问题进行相应的编程，这样的方式可以在进行程序编制的过程中避免因为竞争机制带来不同遗传操作和交叉变异的问题，满足现实情况下的管理机制，对其中较差的个体进行替代，保证代码的使用更加符合技术的需要，不断地满足现实条件，对结果进行更加全面的管理，对实际问题进行整体解决。而现场可编程逻辑阵列是将逻辑电路方式进行应用，采用在线编程的方式，将存储芯片设置在RAM内，在需要编程的过程中通过原理图和硬件对语言进行描述，然后将数据存储到RAM内，这样将数据进行存储的方式使得相关的逻辑关系得到更加科学的处理，一旦对其中的FPGA开发软件进行断电之后，就会出现RAM的逻辑关系空白，为整体的数据存储节省较多的空间，提升FPGA系统的使用效率，将不同的数据流灌入到硬件系统中，提升电子电路设计的整体质量，便于对设计方法进行全面的创新。

2 电子电路设计的创新基本方法

2.1 对电子电路进行层次化的设计

进行电子电路层次化的设计首先需要将基本构造分成相应的模块，对不同的模块进行分层次的设计描述，整体设计过程中需要按照从硬件顶层抽象描述向最底层结构进行转换，直到实现硬件单元描述为止，层次化设计在进行管理设计的过程中相比较而言较为灵活，可以根据实际特点选择适宜的设计方式，既能够是自顶向底的方式，也可以是自底向顶的方式，具体情况需要按照实际情况进行分析，对电子电路的设计进行全面科学的管理。

2.2 对电子电路进行渐进式设计

渐进式设计也是电子电路设计中经常出现的情况，这种设计方式主要是将一些附加功能带入到管理中，将设计的相关指标使用到设计中，其中包括高频、低频模拟电路、数字电子线路的结构设计，然后依据实际情况设计相应的单元电路结构，将电子电路工作的特点和运行方式融入到设计中，并将线路设计进行全面的整合，注重输入与输出之间的相互关系，保证电路设计的规范性，将电子电路设计得更加便于操作。同时在进行设计的过程中需要对渐进式设计的步骤M行分析，根据应用型电子电路的功能，及时地对电子电路进行组合，在进行拼装时需要关注连接点信号连接的强度、幅度以及电压值之间的关系，将整体电路进行更加科学的设计。

2.3 硬件语言描述设计

在进行电子电路设计的过程中还可以使用基于硬件语言描述的形式，首先需要对设计目标进行全面的管理，熟悉电子设计中对信号进行控制的相关原理，保证信号处理的各项参数。在具体信息确定完成之后需要对系统进行分解，找出硬件的总体框架，之后对设计图进行仿真设计，将较为重要的位置使用相关的记号进行标注，然后借助CAD软件对设计进行仿真测试，保证电子电路设计的逻辑关系、正负极值、时序等的正确性，提升方案设计的规范性。

3 电子电路设计的创新路径

3.1 电子电路构架设计

进行设计创新首先需要对整体的设计构架进行管理，在设计中对FPGA系统进行重新定义，在硬件单元内部建立连接，找出更加明确的构建系统，对设计途径进行创新。在设计结束之后需要对设计目标以及设计结果进行对比，可以采用错误的代码，验证系统在进行甄别过程中的效果，对于出现问题的地方及时进行改进。在结束之后选择适宜的子系统，其中一部分保持原本的运行状态，一部分按照遗传算法进行一定的修改，这样可以对系统进行更加完善的处理，使操作的适应性更强。进行改进之后再对系统进行整体的验证，不断地对设计方案进行改进，使得设计更加符合方案的需要。

3.2 对设计环境进行创新

在设计过程中需要对系统的环境进行创新，用于测试的环境需要将测试的硬件与显示的FPGA构架和硬件进行全面的控制，制定适宜的仿真软件。计算机在使用的过程中可以通过通信电缆将数据从计算机下载到FPGA系统中，使用规范化的仪器对数据采集中的硬件和软件进行连接，对设计方案进行全面的评估，并将数据转化进行应试实验，对软件进行仿真处理，提升系统整体运行环境。

4 结语

电子电路设计对于科技的发展具有较为关键的作用，需要对系统进行全面的管理，对设计方法进行不断的创新，使设计在多变的环境中实现自我重构，提升设计的科学性，使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化。不仅能提高理解分析能力，而且能提高设计能力。通过设计和模拟仿真可以快速地反映出所设计电路的性能，使设计更加生动、直观、实时、高效，更好地为人类造福。

参考文献

[1] 梁光胜.电子技术系列课程教学改革的研究与实践[A].中国光学学会光电技术专业委员会，教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会，全国高等学校光学教育研究会.全国光学、光电和电子类专业教学经验交流、研讨会专集[C].中国光学学会光电技术专业委员会，教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会，全国高等学校光学教育研究会，2012.

[2] 黄品高，叶懋，景新幸.电子电路基础实验教学中培养学生创新能力的基本素质的探索[A].教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会.教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集（上册）[C].教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会，2010.

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关键词：市政道路；路基设计；路面设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

1、引言

随着我国经济的快速发展，城市道路建设也日益飞速发展起来。截止目前，我国较多省市均在大规模修建高效化、高速化公路，以期在近五年之内迅速提高整个城市的行车效率，尽可能降低交通压力的同时最大程度地保证行车安全，从而加快整个城市的经济发展。因此，良好的市政化道路设计则变得尤为重要。

市政道路设计的重点在于路基设计，如何结合城市中、长期发展规划，遵循“资源节约、环境友好”的设计理念，保证道路沿线的路基坚实而稳固，这是路基设计需要首要解决的中心问题。下面从市政道路的路基设计、路面设计、路基排水及防护等几个方面进行详细探讨路基设计方法。

2、路基设计

路基工程应该具有足够的强度、稳定性、抗变能力与耐久性，因此路基的设计需结合不同地区的环境条件且与之相协调的同时应用新技术、新材料、新工艺，并综合考虑包括路基填料的选择与压实、强度与稳定性、防护与加固、排水系统、关键部位处理等多方面的因素来设计。

2.1一般路基设计原则

路基是道路重要组成部分，它的质量好坏关系到道路的质量及汽车正常行驶。

路基在道路建设项目中，不仅工程数量和投资巨大，而且是占用土地最多、使用劳动力数量最大、牵涉面最广的工程。特别是在地质与水文条件复杂的路段，遇到的技术问题更多、更难，往往成为道路建设的关键。现代化城市道路交通不仅要求道路能全天候通行车辆，而且要求车辆能以一定的速度，安全、舒适而经济地在道路上运行，这就要求路基具有良好的使用性能，提供良好的行驶条件和服务水平。

1）承载能力

行驶在路面上的车辆，通过车轮把荷载由路面传递给路基，在路基内部产生应力、应变及位移。如果路基结构整体或某一组部分的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力、应变及位移，则路基结构整体会出现沉陷，使路况恶化，服务水平下降。因此，要求路基结构整体及其各组成部分，都应具备与行车荷载相适应的承载能力。为此，应采取选择合适填料，进行充分压实，改善水文状况，加固软弱地基等措施，以控制路基和地基的变形量，给路面以坚实的支承，保证其使用寿命和服务水平。

2）整体稳定性

在地表上开挖或填筑路基，必然会改变原地层（土层或岩层）的受力状态。原先处于稳定状态的地层，有可能由于填筑或开挖而引起不平衡，导致路基失稳，路基的失稳会导致交通中断，乃至引起交通事故。因而，为保证道路畅通和行车安全，必须采取有关排水、防护和加固或支挡等工程措施，以确保路基在不利的环境（地质、水文和气候）条件下具有足够的整体稳定性。

3）耐久性

路基工程量巨大、投资大，从规划、设计、施工至建成通车需要较长的时间，且应有较长的使用期限。承重并经受车辆直接碾压的路面部分要求使用年限为15年以上，因此，路基工程应具有一定的耐久性。

2.2路基宽度与高度的确定

一般路基的设计包括整体式路基设计和分离式路基设计两部分，其中整体式路基由行车道、中间带（左侧路缘带中央分隔带）、路肩（右侧硬路肩和土路肩）等部分组成，分离式路基则由行车道、左右侧路肩及土路肩等部分组成。路基宽度设计可根据两侧路肩宽度及路面交通量大小来决定，一般情况下每个车道宽度要求在3.5~3.75米之间，技术等级较高时，各个部分的路面宽度设计可根据具体实际情况进行相应的调整。

路基高度一般可分为边坡高度和中心高度，是指路堑的开挖深度和路堤的填筑高度，是路基设计标高和地面标高之差。在设计路基高度时必须要综合考虑各个方面的问题，如满足路面使用功能，确保路床顶面处于干燥（或中湿）状态；满足车辆荷载引起的变形和剪应力要求；满足路基路面排水要求；满足路基强度及路基压实度的要求。保证路基高度的设计尽量发挥出其最大的限度和最大的优势以满足人们对交通的基础需求。

路基的填挖高度应根据沿线纵坡要求、路基的稳定性及工程经济等多重因素的考虑来确定。从社会经济角度来看，路基的高度应在满足基本交通要求及长远目标要求的情况下尽量设计成低路基。若路基高度低于地下水位或地表长期积水位计算的临界高度时，需另行采取路面结构加固或增设地下排水等措施，以保证路面的综合强度与稳定性。

2.3路基填料选择与压实

填方路基应选用级配较好的砾类土、砂类土等粗颗粒作为填料，淤泥、冻土、有机土等不得直接用于填筑路基，当采用细粒土填筑时，路基填料最小强度及颗粒要求应满足《城市道路路基设计规范》中的要求。对于规定不得直接用于填筑路基的材料应避免使用。路堤填土要注意分层压实，使之具有一定的密实度。土质路堑开挖至设计标高后，需检验路基顶面工作区内天然状态土的密实度，必要时应挖开分层夯实，使之达到一定的密实度。

2.4 边坡形状与坡度的确定

对于边坡形状与坡度的确定，可根据边坡高度和填料种类来确定一般的路堤边坡。而对于路堑边坡的设计，当边坡高度超过20米的路堤或地面斜坡坡率陡于1:2.5的路堤及不良地质、特殊地段的路堤，应进行稳定性分析和个别设计。应根据填料的物理力学特性、边坡高度和工程地质条件来确定填方路基边坡形式和坡率。

3、 路基排水系统及防护结构设计

3.1路基排水系统设计

路基排水系统设计之前应查明市政道路沿线水源和地质条件，在做到全面规划、合理布局的同时充分利用有利地形和自然水系，尽量不破坏天然水系，不违背道路设计区域的水文条件，注意排水系统经济实用的设计原则。所有路基排水设施的设计，在满足基本排水要求外，还应考虑到日后养护维修的便利性。

路基排水市政路基设计时必须将地表排水系统与地下排水系统分开设计，不可混为一体。地表排水的重要工作就是快速将路面范围内的积水高度降低，在保证行车安全进行的同时防止积水渗入路基，破坏路基边坡。地表排水常采取的措施是设计边沟、截水沟急流槽及在地表铺设排水管道等。而地下排水的设计则通常采用暗沟、盲沟、渗水沟等多种排水方式，其设施类型、位置及尺寸应根据工程地质和水文地质条件确定，并与地表排水设施相协调。

为减少地表面水和地下水对面层、基层和路基的侵蚀破坏，迅速排除路面结构的层间水，通常将地表排水与路面结构地下排水系统综合考虑。

3.2路基防护结构设计

良好的路基排水系统设计与路基防护支挡加固设计是保证路基稳定性不可或缺的两部分。路基防护结构设计的重点是对路基边坡的防护、支挡与加固，包括填方路段、挖方边坡等的防护设计。

填方路段的边坡防护措施可根据填方高度的不同而采取不同的防护方式，包括植草防护、拱形骨架植草防护等。例如填土高度小于4米时边坡可采用植草或铺草皮防护；填土高度大于10米时分级采用拱形骨架植草防护与植草防护等。

挖方边坡的防护设计可根据边坡的不同性质和风化程度的不同来采取不同的防护措施，包括植草防护、护面墙防护、喷混凝土防护等措施。例如一般土质边坡和强风化边坡采用植草防护；岩石地段喷射混凝土防护等。

3、总结

本文结合市政道路设计实践，详细阐述了一般路基的设计原则及步骤，并仔细探讨了有关市政道路包括路基设计、排水系统及路基防护等多方面的设计方法。同时提出了市政路基设计时应充分调查沿线地质情况并因地制宜、就地取材的理念。

参考文献

[1] 谢道权. 市政道路沥青路面水损坏原因分析与对策研究[J]. 工程与建设. 2008(04)

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【关键词】输电线路；基础； 设计特点

引言

随着我国经济的快速发展，电网工程也进入了快速发展时期。输电线路基础是输电线路工程的重要构成部分，是保障我国电网系统稳定运行的基础，分析输电线路基础在在勘测、设计、施工及后期运行维护修复等阶段的特点具有一定社会效益和经济效益。

1输电线路基础设计现状

1.1软土地基

我国地域辽阔，面积宽广，不同地区拥有不同的地质类别，我国华东以及沿海地区主要是一些软土为主，这些地区建立起的输电线路地基被称为软土地基。该地基主要包含灌注桩基础、扩展式基础以及大板式基础。扩展式基础计算比较简单，然而工程需要土方开挖以及配筋要求比较高，而且占地面积广，在实际施工中时常出现材料搬运困难现象，灵活施工率下降。大板式基础施工方法成本较高，施工设计专业内容广，施工复杂性大，尤其是施工中出现大量软弱地基时影响施工质量，导致施工难度变大，施工质量很难得到保障。灌注桩基础造价较高，施工质量比较难控制。总体上软土基础模型比较复杂而且样式也比较多，然而这些模型的处理费用都比较高，而且腐蚀问题无法得到保障。

1.2冻土地基

根据数据得知，冻土地基占我国国土面积五分之一，这些冻土主要分布在我国东北、及新疆地区。线路基础工程在该地区，其施工材料、施工工艺以及地基判断方法不尽相同。这主要是冻土在融合和冻结两种情况下，力学性质会发生改变，相应的强度指标、地形特点以及地面构造也会发生改变。在冬季时期最常出现安全隐患，冻胀以及融沉是冻土隐患的主要表现形式，一般在结构措施上进行防治。根据当地气候特殊性，结合施工需求，使用排水隔水法、物理化学法以及换填法对冻土地基进行处理。

1.3黄土地基

黄土地基分布范围主要是我国的西北高原地区、黄河中游地区以及一些零散的省份。黄土地基电路工程主要有两种类型，开挖式基础模型、刚性台阶基础模型和掏挖基础模型。在一些软土较厚位置，则采用桩基穿越软弱土层的方式进行处置。刚性台阶基础会因受力不均匀，导致大量施工材料被浪费，施工造价较高，该模型在社会发展中逐渐被淘汰；掏挖基础模型，在当前施工中使用比较广。然而，基于黄土地基地质问题，一些地质病害影响工程质量，使得湿陷性和地震液化不断扩建，该问题得不到解决会导致地基的沉降。

2输电线路基础工程存在的问题及原因

2.1地形地质勘测

路径选择和勘测是整个线路设计中的关键，在偏远山区，由于勘测点较多，勘测人员业务水平参差不齐，勘测水平存在一定差异，对塔位地质情况的勘测精细化程度不同，如某些地段处于高斜坡，水土流失严重，易滑坡。因此岩土鉴定的方法、手段等需要改进。根据塔基地形特点，对原有的地形地貌，缺少相应的防护措施。

2.2基础设计

输电线路基础工程较长时间内沿用传统安全系数的设计方法是不合适的。在软土质地带，杆塔基础设计不仅要满足一般杆塔基础的设计要求，还应满足塔基沉降量、倾斜度等要求，由于以往研究存在许多不足之处，导致软土质地带杆塔基础设计水平较低。在软弱地基中不论使用灌注桩或者大板式基础都会带来较多的问题，且造价很高，质量不易控制，施工复杂，钢筋用量多。

2.3工程施工

在山区及软土地带山坡、沼泽、河滩等地区，现有的大型施工机具难以进入场地，施工，设备、材料运输和基础的开挖等比较困难。很多线路有许多相同的塔型，但它们的基础型式则因土质而不尽相同，多数线路杆塔常位于高山、荒野等人烟稀少的地方，其施工环境及施工特点均具有一定的特殊性。

3输电线路基础维护处理

3.1输电线路基础加固

输电线路基础加固是用土将塔周围进行夯实，或者是在塔基础上灌注混凝土外壳。对输电线路杆塔基础加固一般采用的方法有振冲法、高压喷射灌浆法、地锚锚固法等。其中振冲法的工作原理是想办法在地基中形成密实桩体来与原地基构成复合的地基结构来提高地基的稳定性，并增强地基的承载能力。高压喷射灌浆法是先将高压水泥液打入到土层中的喷浆管，再通过特殊的装置进行高速的喷射。其工作原理是利用高压射流来破坏土体结构，将土体也浆液强制混合形成圆柱体从而达到塔基础的目的。地锚锚固法是先将地锚用水泥浆包裹，然后再将地锚埋入到原塔基础的地方并与之连接，从而达到具有抵抗外力的作用。

3.2输电线路基础整体移位

输电线路基础的整体移位方法具有成本低、工期短、停电损耗小等优点。移位的传统方法是在原塔附近组建一个新塔来代替旧塔，这种方法耗费的劳动强度大、花费的费用太高、对正常用电影响大。而通过整体移位的方法则能够在不拆除旧塔的基础上直接将整体平移并安装到新浇筑的基础上去。这种方法利用的原理是塔的重心不容易改变，使得对塔移动的时候能够安全可靠的进行。输电线路杆塔基础的整体移位要注意在移位之前要能够精确的测算到安全距离，从而避免弧垂变化影响到塔位移安全距离。

3.3输电线路基础纠偏

输电线路基础的纠偏主要是针对一些出现倾斜的塔基，通过一定的技术手段进行纠偏加固。塔基纠偏加固技术一般采用顶升法和迫降法。顶升法是将塔基础倾斜幅度较大的一侧采用托梁柱或者注入膨胀剂等措施来使塔基础恢复正常；迫降法则是在塔基础沉降幅度小的一侧采用一定的手段使得塔基础下沉从而恢复正常水平。塔基础纠偏的具体做法是结合锚杆静压桩托换加固和顶升法纠偏。这种结合方案能够使得原塔基础不受损害，并且该方案也具有振动小、纠偏过程安全可靠、能够在纠偏的过程中不影响正常用电等优点。

4结语

电力工程在社会中占据重要的位置，输电线路基础是输电线路工程的重要组成部分。在基础设计中应充分考虑地形、地质、基础型式的差异性，充分考虑在勘测、设计、施工及后期运行维护等不同阶段的特点，从而保障输电线路的安全运行。

参考文献

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1、电力工程线路的优化选择

通常情况下，在电力工程线路设计中，优化设计中首先需要考虑的，就是工程的成本投入问题。在成本确定的前提下，对路径方案进行选择，在保证线路经济性的同时，确保其符合区域规划设计的需求，是电力工程线路优化设计的关键所在。

1.1线路路径选择

电力工程线路路径的选择，直接关系着输电距离，关系着线路的运行成本，同时关系着电力工程的整体造价。对于设计人员而言，在对电力工程线路路径进行选择时，需要充分考虑各方面的因素，在不增加成本、不影响工期的基础上，尽可能选择直线，避开弯曲线路，通过对区域电力用户的统计分析，选择几何中心线路，将线路与电力用户之间的平均距离控制到最短，同时避开电力工程施工对于植被、水源的破坏。对于线路中的不同地形和障碍，应该尽可能对各方面的条件进行平衡，通过相应的对比分析，选择最优化的线路。不仅如此，在线路动工前，应该对沿线居民进行走访，了解其需求，听取群众的意见，将其整理成相应的材料，对施工进行指导。

1.2导地线选择

在电力线路工程中，导地线的成本是由线路型号、导线分裂数、线路长度以及敷设方式等决定的。导线的质量直接影响了输配电质量以及线路的使用寿命，而不同区域的气候条件则直接影响了线路型号的选择。在线路设计中，应该根据导线的型号，对地线的型号进行确定，结合工程成本，对整条线路进行预算编制。电力线路工程设计中，不仅要着眼于现阶段的实际需求，还必须对导线需要承担的负荷进行预测和评估，结合区域经济的发展状况，预留出相应的负荷，以减少线路的改造和重建。在我国，不同的地区存在着不同的地形地势，其中，西南地区的地形是最为复杂的，对于电力线路的要求也更高。对此，在电力线路工程设计时，需要充分考虑河流、丘陵、植被及人口密度等的影响，尽量避开高低起伏不平的地形，为工程的施工提高便利。考虑到北方地区冬季严寒的气候，如果线路结冰，不仅会影响其强度，还可能引发各种各样的线路故障。在这种情况下，通常需要采用架空复合地线光缆，铺设相应的地线，确保地线与导线的有机结合，以保证线路的安全稳定运行。例如，在对导地线进行选择时，应该结合工程的实际情况，从电气特性、机械性能以及经济性等方面的需求出发，明确导线最高允许温度、地面合成电场强度、无线电干扰水平以及机械强度、维护费用等，可以参照《圆线同心绞架空导线》等相关标准进行选择。

1.3气象因素的影响

我国幅员辽阔，东西向和南北向跨度较大，不同的地区气候变化存在着很大的差异，如东北地区冬季严寒，夏季温暖，南方地区冬季温暖，夏季炎热，在电力线路工程设计中，应该充分考虑区域的气候特征，对气象因素的影响进行控制。例如，在我国东南沿海地区，影响电力工程设计方案可行性和可靠性的最大危害，就是夏秋季节的台风和暴雨，基本上，每年出现的台风都会给电力8线路造成巨大的影响和破坏，引发严重的经济损失。在西北和东北地区，由于冬季气候寒冷且持续时间长，对于电力线路工程危害最大的因素是覆冰灾害，冰凌在线路上的持续积累，会导致线路的负担加重，如果不能及时进行预防和清理，则可能会导致线路断裂，影响电力系统的安全稳定运行。因此，在对电力线路工程进行优化设计时，必须充分考虑气象因素的影响，如设置避雷针、防雷网，或者定期对线路进行巡查，及时清除线路上的杂物、覆冰等，做到趋利避害，以确保线路运行的安全性和可靠性。

2、电力工程成本的合理控制

在电力线路工程中，成本的控制需要从多个方面进行充分考虑，一是应该在保证线路工程质量与运行安全及可预防的施工安全的前提下，选择价格合理的线路，减少成本投入，二是应该对导线、杆塔、横担、绝缘子等进行合理配置，三是需要对各方面的因素进行综合考虑，缩短线路长度和施工时间，减少线路的运行成本和维护成本。在对材料进行选择时，应该本着宁缺毋滥的原则，选择质量优良、价格合理的材料，在根据设计方案和施工要求确定工程材料的型号和数量之后，必须严格方案的落实，避免因为材料供应不及时而采用不符合线路设计要求的材料进行替代，以免影响工程的施工质量。例如，在对绝缘子进行选择时，不能使用蝶式绝缘子代替耐张串型绝缘子，也不能使用电磁绝缘子代替硅橡胶合成材质绝缘子，必须将线路的运行安全和使用寿命放在最为核心的位置。

3、兼顾周边的自然人文环境

在电力线路工程施工中，对于周边的自然人文环境必然会产生一定的影响，如植被破坏、环境污染、交通阻断等。在优化设计中，应该兼顾沿线的自然人文环境，尽可能减少对于环境的污染和破坏，减少对周边居民日常生活的影响。例如，工程的施工应该尽可能选择正常施工，避免影响周边民众的休息；对于施工中产生的各种废弃物，应该进行集中处理，避免随意丢弃的现象；对于可能发生的自然事故，在对电力线路进行优化设计时，应该设置相应的防范措施，如安装避雷针，接地线等，减少自然灾害对于电力线路工程的影响，保证电力线路的运行安全。

4、结语

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关键词：城市 道路设计 因素

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：

电网规划作为电网发展的“龙头”，对电网发展起着至关重要的作用。低压配电线路是同用户直接相连的关键环节，线路运行环境以及产生故障类型、成因都很复杂。良好的低压配电线路设计可以为电力公司创造巨大的经济效益。南方电网公司在启动“十二五”配电网规划修编启动会上，陈允鹏经济师说过：“规划的效益是最大的效益、规划的浪费是最大的浪费。规划效果的影响是长期的、规划的失误是不可挽回的。”

一、低压配电线路的实施步骤

1.线路的路径勘测与定位（1）路径选择目的。路径选择的目的，就是在符合相关方针和政策及规则章程的基础上，从线路的起点和终点之间选出最为合理的路径。所以工作人员选择线路路径时，要根据相关政策方针、规章制度的要求，对是否影响安全运行、施工是否便利等因素全面衡量，才能选出最适合的线路路径。（2）路径选择的原则。在对路径进行选择时，要严格遵守相关法律法规；路径选择尽量不要长，转角不要多，主干线最好离道路两侧近，而且不影响通行；为了减少对绿化的破坏，线路选择尽量躲开树林、绿化带和果园等；也要避开矿区、水泥厂等污染区；线路要远离可燃物和爆炸物的存储室，少占耕地，配合道路规划，还要考虑其对弱电线路的影响问题。（3）线杆位置测定。在确定路径以后，利用线尺和花杆或者用经纬仪测量来确定线杆位置。按照配电线路档距不宜大于50米的要求确定杆位。电杆应少占农田，尽量靠近被跨越物。供电区的线路长度宜控制在供电半径不大于500米，确定其长度后，运用允许电压降进行校核。

二、低压配电线路的设计

1.线路的现状分析

低压线路的现状分析，通过分析低压线路的情况，得出现状存在的问题，如：低压线路过载、重载、末端电压低、存在安全隐患等。对于现有不满足导则规定的线路，有条件可以实测末端电压，对不满足电压质量要求的用户可按导则进行改造；对于没有条件实测末端电压的，根据低压线路供电长度偏长的线路，对于线路长度较长和负载率较高的线路应采用改进的损失系数法公式进行线损率和电压损耗率分析。低压负荷预测根据不同类型区域，不同面积下的户均用电量进行估算。

2 低压配电线路保护的选择性

配电线路保护的选择性是指在配电网络中某一点发生过电流故障时，配电保护电器按预先规定动作的次序有选择性地动作，不允许越级动作，把事故停电限制在最小范围内。

2.1 配电线路对保护电器的要求

配电线路对各级低压保护电器的要求如下：

(1)低压主开关柜内保护

电器低压主开关柜内保护电器应把供电的可靠性放在首要位置，以确保连续供电。由于低压保护电器接近电力变压器，丰配出母线的容量特别大，因此要求它既应与电力变压器一次侧的高压熔断器的保护特性配合，又应与下级保护电器尽可能实现全选择性保护配合。

(2)终端配电箱内保护

电器终端配电箱直接连接用电设备，短路或接地故障时要求尽快甚至瞬时切断电路，无选择性要求。终端配电箱内的低压保护电器应设短路和接地故障保护，而线路末端则不必设短路保护，而是根据所接用电设备需要装设控制电器或用电设备的过载保护电器。

2.2 低压保护电器级间选择性配合技术

只有根据低压配电保护电器的特性，恰当地选择保护电器，正确整定保护电器的额定电流、动作电流和动作时间，才能实现低压保护电器级间的选择性配合，保证线路出现故障时尽可能缩小停电范围。

三、低压线路故障的维护与维修探讨

1 针对线路设备自身缺陷而产生的故障，平时从业人员应做到维修及时，注重低压线路维护工作：

①及时更新老化严重的线路设备，注重平时线路的检修工作。

②若发现低压线路的档距不合理时，应对其进行维修：按照导线最低点对地面最小垂直距离、杆塔高度以及导线允许应力等进行确定。低压线路档距通常采取如下数值：郊区一般为 40m-60m；城市一般为 40m-50m。

③在低压配电线路施工中，应严格把关，注意导线的张力，使三相导线的驰度等同，同时确定在规定的标准范围之内。在线路巡视的过程中，倘若存在此类问题，必须及时地组织处理。

④应在交叉、跨越的线路上保留一定的间隔距离，同时，如果在巡视时发现由于水分、有害气体等的侵蚀导致的避雷线或者钢导线严重腐蚀时，要及时地进行更换，此外，还应做好风、汛、寒、暑、雷、树六防工作。

⑤在低压线路安装时，应检查瓷绝缘子是否符合相关标准，或者是否有老化现象，并且在巡视中如果发现有闪络痕迹的瓷绝缘子时，应及时地进行更换，同时，更新的瓷绝缘子要通过耐压试验。

2针对由于外力破坏导致线路故障，主要有以下几方面的维护工作：

①组织相关单位加大维护低压线路的宣传教育，创造良好的保电舆论氛围。借助广播电台、电视及报纸等媒体开展电力法规，诸如《电力设施保护条例》、《电力法》等宣传；在沿线路所在的村庄或居住小区通过发放电力设施保护宣传材料的形式，引导村民或城市居民爱护电力设施，提高他们对保护电力设施重要性的意识以及对电力设施进行破坏的危害性和严重性的认识。促使群众义务保护低压线路，加强群众护线工作。

②尽量避免在输电线路下焚烧农作物，同时注意保持环境清洁，杜绝大风时空中有漂浮物的产生。

③在线路杆塔上安设警告标识牌或者书写护线宣传标语，着重加强盗窃严重区域的防范性工作。

④在改造或者新建的低压配电线路中的分段和分支开关可采用有较高寿命且无油化，较长检修周期以及绝缘和灭弧性能好的真空断路器，从而降低线路断路器的故障率。此外，配电线路上加装柱上真空开关，使故障范围缩小，缩减停电时间和减少停电面积，以便快速查找故障。

⑤加强对低压线路的巡视，做好线路的清障工作。对防护区内对线路安全有危害隐患的树木进行及时地清理、整顿；同时，预防车辆碰撞杆塔事故的发生，为能够引起驾驶人员的注意，可采取在交通道路的杆塔上涂上反光漆，并且在拉线上加套反光标志管等措施。

⑥加强从业人员的业务培训，提高人员队伍整体素质，提高他们对线路维修和维护的水平，同时可以看站经常性的反事故演习活动，从而更好地完成事故抢修工作。

四、电网安全保护方式选择

（1）防雷保护。防雷，是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。事实证明，由于防雷保护设施的不完善，很容易发生雷击事故，从而烧坏变压器和其他设备。架空绝缘线路在0.5千米的路段内无防雷设施时，应装一组避雷器。为防止变压器被雷击损坏，应选择金属氧化物避雷器并将其安装高压和低压两侧，避雷器的安装要严格按规程进行；为防止用户用电设备遭雷击损坏，在用户集表箱内相线与接地线之间安装金属氧化物无间隙避雷器，这样在防雷的同时也能保护用户人身安全和家电安全。

（2）剩余电流保护器。剩余电流动作保护器的概念即是在规定条件下，当剩余电流达到或超过给定值时，能自动断开电路的机械开关电器或组合电器。从保护方式上来说，对于一般低压电网应安装剩余电流末级保护和剩余电流总保护自动开关，而对于大范围供电或有重要用户的低压电网可根据实际情况加设剩余电流中级保护。在安装位置方面，总保护大多安装在低压总盘处，末级保护一般安装在用电用户住所内。保护器本身必须符合国家标准要求，并且是国家认可的入网产品，保护器的额定动作电流应该符合规程要求。

结语

低压配电线路的设计要按照国家规定严格执行，确保线路设计的合理性、可实施性。这也是关系国计民生的大事，要给予高度重视。为了实现线路设计的安全性、可靠性和经济性，在线路设计时要求对所设计线路的实际情况进行全面调查和细致的研究，从而选定线路的设计方案，以达到预期的目标。

【参考文献】