電路分析基礎范文

導語：如何才能寫好一篇電路分析基礎，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：案例庫；教學效果；學習興趣

Design and application of case database for circuit analysis fundamental

Liu Minhua， Jia Xianyu

Yangzhou university， Yangzhou， 225009， China

Abstract： Circuit analysis fundamental plays the role of preceding and the following all other major courses in majors about electric and information. Thus teaching effect of this course have a direct impact on the students in such majors. This essay proposes establishing case databases according to classifications and leading typical cases into the classes systematically. This helps students to establish systems of course structures and major structures， broaden their major horizons and increase their major quelities. So this method can efficiently improve the teaching effects.

Key words： case database； teaching effects； study interes

電路分析基礎是電氣信息類專業重要的專業基礎課，在整個專業計劃中起著承上啟下的作用，其教學目的是通過學習使學生掌握所學專業的基本理論和基本技能，建立專業知識體系結構，培養專業素養，教學效果將直接影響學生的學習興趣和學習效果，更重要的是影響后續專業課程的學習。為夯實基礎，不斷提高教學，筆者在電路分析基礎教學過程中對傳統的教學方法及教學手段進行創新，嘗試分類質量建立案例庫，將案例有規律有系統地引入課堂，教學效果明顯提高。

1 案例庫設計的目的

案例教學法是一種集啟發、實踐、理論聯系實際于一體的教學方法，可以引導學生運用所學知識，對案例進行分析研究，培養學生對知識的應用意識和潛在的思維創新能力，養成科學分析問題、解決問題的習慣。現代高等教育中案例教學法已被廣泛應用，同時也在電路分析基礎教學中得到應用。但如何更系統、規律、有效地在課程教學中應用案例教學法一直是我們探索的問題。分類建立案例庫，教學中的各個環節適時引用相應的案例庫，可以更有效地解決這個問題。

案例庫不是個體案例的堆積，而是將與課程相關的典型案例按一定規律分類歸納整理，建立各種不同的案例庫。案例庫可分為名人典故案例庫、課程體系結構案例庫、專業體系結構案例庫、課堂引導案例庫、課堂討論案例庫、課外思考案例庫、問題型案例庫等，針對教學中的不同環節，適時恰當地引用相關的案例庫，可以使學生更系統地構建課程知識體系結構、專業知識體系結構，擴大學生的專業視野，提高專業素養和學習興趣，有效地提高教學效果。

2 案例庫的設計

針對電路分析基礎教學的現狀及特點，筆者嘗試設計建立了名人典故案例庫、課程體系結構案例庫、專業體系結構案例庫，通過建立使用這些案例庫，教學效果明顯提高。

（1）電路分析基礎教材中一些原理、單位都是以人名定義的，如基爾霍夫定律、戴維寧定理、諾頓定理等，將這些典故設計成名人典故案例庫，并且將電路分析基礎課程中用到的相關內容（如安培、伏特、歐姆、瓦特、法拉第等）加入到該案例庫中，使學生了解每個重要知識點的淵源，增加學生的專業知識底蘊，激發學生探究新知識的欲望。

（2）把握電路分析基礎課程脈絡，將主要知識點應用的典型案例歸結到課程后續的知識點上，建立專門的案例庫，設計并建立鏈接表。表1為電路分析基礎課程體系結構案例庫鏈接表。

表1 電路分析基礎課程體系結構案例庫鏈接表

注：代表案例鏈接

例如，輸入電阻知識點在學習過程中看起來比較枯燥，但通過表1鏈接的戴維寧定理和一階電路的典型案例，可以了解該知識點在整個課程中的重要性。又如，回路電流法、結點電壓法是直流電路分析的系統方法，也是后面正弦交流電路、運算電路的分析方法，在學習過程中通過鏈接表1案例庫中的典型應用案例，可以幫助學生將分析電路的思路從直流拓展到頻域和復頻域，從而可以解決正弦電路、運算電路的問題，同時學生也能構建課程體系結構。

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電路實驗教學再聯系工程實際、應用理論解決實際問題方面的鍛煉和實踐到目前位置比較匱乏。工程教育的核心是培養合格的高層次工程技術人員，從這個要求的角度看，目前我們的電路分析課程普遍存在與實踐脫節的問題，學生不能深入理解電路分析的內在思路并應用到實際工程實踐中。換句話說，電路分析課程中強調的各種電路分析方法和思路并沒能被學生消化吸收并應用到工程實踐中。這從一個側面反映了目前的電路分析課程建設并不滿足工程教育背景下對學生實踐能力和工程素養培養的要求。如何通過調整教學內容和教學方法，完善建立課程體系來改善這種局面，成為了電路分析教學在工程教育認證背景下面臨的首要改革問題。

面向工程教育的課程體系建設

針對前述的問題，電路分析課程體系建設可以從以下幾個方面著手：

1.對課程內容進行整合、簡化和擴展。教學內容整合，按認證標準要求，調整理論教學內容，內容包括：直流電路、正弦交流電路、一階和二階動態電路、電路的頻率分析、電網絡矩陣分析、分布參數電路。把實踐能力、工程能力的培養體現在教學內容設計、相關知識點的處理方法等各個方面，比較具體詳盡地提出教學內容的構建思路。對電路分析課程內容簡化和擴展的目的是為了更好的適應當前的實際工程技術現狀和趨勢。理論課程應當在強調電路的兩類約束（幾何約束和元件約束）的基礎上，適當淡化網孔電流法、節點電壓法等具體求解方法的敘述，至少不必將某些分析方法作為基本公式要求學生記憶。還有一些內容，例如二階電路的諧振，實際上是系統頻率響應的特殊情況，在信號與系統課程中會更完整的分析，同時在具備拉普拉斯變換等更高級知識后會更容易理解，在本課程中完全可以以介紹或者舉例的方式帶過。在簡化已有內容的同時，還應該增加一些與工程實際結合更緊密的擴展內容，例如大量引入各種實際電路作為例題和作業。考慮到學生都有較好的高中物理學和數學基礎，將一些實際電路的建模過程引入到課堂教學是完全可行的。

2.優化實驗教學內容和方法。目前的電路分析實驗課程以復現電路分析的概念和過程為主，很多具體的實驗設置和環境與工程實際相差較遠，可以考慮增加一些更加實踐型的環節，例如對某些實際電器進行特性測試和建模，建立硬件實驗和仿真實驗兩大類實驗環節，劃分為基本實驗、設計綜合性實驗和研究創新性實驗三個層次，使得實驗內容更加貼近工程教育的需求。如果能夠將實驗與理論課更加徹底的結合，以實驗帶動理論，則可以有效的幫助學生理解電路分析的思想精髓并將各種抽象電路理論與實際物理過程和感官認識建立聯系。例如，針對某些關鍵概念，可以先做實驗，獲取基本的實現現象后理論課程再跟進和分析。實驗教學方法改革中，加強理論教學與實驗聯系，加強學生創新精神和創新能力培養的做法，它有效地提高了學生的工程素質。

3.教學方法的改革。實現從單一傳授知識的觀念向綜合能力培養的觀念轉變，積極推行啟發式教學、討論式教學、研究型教學、案例式教學等先進教學方法。在教學過程中加強與后續課程和相關業的的聯系，要充分體現出課程的工程性和實踐性，調動學生的學習興趣和學習積極性，樹立理論聯系實際的工程觀念，提高分析問題和解決問題的能力。

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關鍵詞：電路；考核改革；自測報告；仿真

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）02-0129-02

《電路分析基礎》（以下簡稱為“電路”）課程是電子與電氣信息類所有專業的一門技術基礎課。通過本課程的教學，使學生掌握集總電路的基本理論、分析方法和實驗技能，并為后續課程準備必要的電路知識。目前，我校（天津職業技術師范大學）該課程的考核環節存在一些問題，筆者結合自己近十年的教學經驗，就此教學環節做了一些改革和嘗試。

一、原有考核方式和需要解決的問題

目前，我校“電路”課程的考核方式主要由平時考核、實驗考核、期末考核三部分組成，其中平時考核包括平時作業、出勤、測評等，占總成績的10%；實驗考核包括實驗出勤和實驗報告，占總成績的10%；期末考核采用閉卷考試，占總成績的80%。

這種考核方式存在的主要問題有：

第一，學生平時作業抄襲現象（抄參考答案書、抄同學作業）非常嚴重，教師又不得不批改，這不僅浪費教師的精力和時間，而且也不利于反映學生對知識掌握的實際程度；以出勤作為考核形式也欠妥當，教師為了在有限的課堂時間教給學生更多的知識而不愿花費時間去考勤，而考勤次數少又不足以反映整個出勤情況；課堂測試的意義不大，因為學生對知識的理解、掌握需要一定的時間。這種種情況使得平時考核成績具有不客觀性和不真實性。

第二，實驗考核的目的是考查學生是否掌握實驗內容和方法、是否能夠熟練使用有關的電子儀器設備、是否具有一定的操作技能等。我校所有電路實驗均在工程實訓中心進行，由于受到中心實驗平臺數量、開放時間、場地大小等因素的限制，不能夠保證每位同學都有動手操作的機會，這使得上交的實驗報告不能夠全面體現學生的真實水平。因此實驗考核形式也有待于改革。

第三，期末考核主要是根據教學大綱、所授內容出題，試題類型比較單一（主要包括單選題、填空題、簡答題、計算題四種類型）、客觀題比重過大、考試內容偏窄、試題答案唯一，這必然導致大部分學生為了應付考試而學習，對知識的掌握僅僅停留在死記硬背概念和公式上，難以形成對本課程知識的系統掌握，難以培養專業技術能力，畢業后難以滿足用人單位的需求。

二、改革的具體措施和方法

措施一：針對平時考核存在的問題，提出改革方法――變交“作業”為交“自測報告”。所謂的“自測報告”是指學生在獨立解答習題的基礎上分析自己對所學知識的掌握情況并形成書面材料。自測報告的具體格式可設定為：題目解答總結未掌握的知識點解題機智反思啟發或啟示。

通過讓學生撰寫自測報告（可每章交一次），促使其主動地去了解自己對知識的掌握程度，有助于他們及時發現和思考問題，同時還鼓勵學生探求新的方法和途徑，提出個性化的解決方案，拓展思維，將已學的知識融會貫通，從而培養學生創造性思維能力；當然也有助于教師準確把握內容的重點和難點，合理調整授課進程等。

措施二：在原來實驗考核的基礎上，增加仿真實驗考核，且仿真實驗成績占總成績的10%。學生通過Multisim軟件進行仿真，可加深對知識的理解，并獲得最佳的實驗方案，然后再到實驗室進行實做，從而縮短研究周期，降低研究成本。另外，通過使用仿真技術，不僅結果直觀，且能夠提高學習興趣，并促使學生建立起一種良好的自我學習模式；通過獨立撰寫實驗報告，可培養學生的科研精神，提高其對電路的綜合分析能力、設計能力以及創新能力。

比如：可在《電路》這門課程原有5個實際操作實驗（占10學時）的基礎上，增設10個仿真實驗，讓學生利用課余時間選做其中的5個。而教師增設的10個仿真實驗，只給出實驗目的，讓學生自己選定實驗電路，獨立撰寫實驗過程，并完成數據測量和分析總結。

措施三：增加考試新題型。期末試卷在原有題型的基礎上，增加了兩類新題型――“實踐題”和“設計題”。通過增加主觀性試題的比重，以強調考試的導向功能，使得試題的內容和題型更加靈活、實踐性更強，這種有意識地向實驗分析傾斜，可引導學生綜合所學的知識去解決實際問題，從而提高其思維能力和發現問題、分析問題、解決問題的實際能力。

三、改革實施效果問卷調查分析

此項改革持續已實施了兩個學期，之后通過問卷的形式對改革效果進行了調查。調查結果表明：

第一，學生對上交“自測報告”這種作業形式持贊同意見的占85.7%，不贊同的比例是14.3%；對“自測報告”格式了解的學生比例是81%，不太了解的占16%，不了解的占3%。可見，80%以上學生對“自測報告”的格式了解，且認同這種作業形式，因此交“自測報告”的舉措值得繼續推廣。

第二，75%以上的學生對Multisim仿真軟件已經基本掌握，其中熟練掌握的占25%左右；約90%的學生認為加入仿真對理論知識的學習和理解有幫助，近一半學生覺得幫助很大，且有82%的學生都感覺仿真環節使他們分析問題、解決問題的能力得到了提高；85%以上的學生認為引入仿真環節是必要的，其中23%左右的學生認為是非常必要的。由此可見，措施二的實施也值得繼續持續下去。

第三，71%左右的學生認為期末試卷題型設置是合理的；70%左右的學生希望期末考試繼續增加“實踐題”，約57%的學生希望增加“設計題”；約60%的學生認為“設計題”和“計算題”能夠考查對知識的綜合運用能力，約70%的學生認為“實踐題”可考查學生的實踐能力，約20%的學生認為“設計題”可考查學生的實踐能力。數據表明，70%以上的學生對增加的新題型持認同態度，認為新題型可考查學生的實踐能力和綜合能力。

四、結論

通過在“電路”課程中實施考試改革，提高了學生對電路的綜合分析能力、設計能力以及實踐能力，引導他們在掌握基本理論、基本知識和基本技能的同時，充分發展創新意識和創新能力；激發了他們學習的主觀能動性，為其建立起一種良好的自我學習模式打下了堅實的基礎；使教育在高起點的基礎上，將復合型高技能人才的培養理念有效地落實和實施。總之，這次改革的效果良好，提出的改革措施在“電路”這門課程中值得繼續實施下去，在某些同類課程中值得借鑒和推廣。

參考文獻：

[1]顧倩，李斯偉.《電路分析》課程考試改革的探索與實踐[J].機械職業教育，2006，（3）：37-38.

[2]姜靜，劉迪，張大為.電路課程教學方法探討[J].中國電力教育，2012，（21）：50-51.

[3]張文霞，楊元，郭華.提高”電路分析基礎”課程教學質量的探索與思考[J].中國電力教育，2013，（36）：118-119.

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[關鍵詞]研究型教學 教學改革 電路分析基礎 電子信息專業

一、前言

傳統教學方法的特點是以教師為課堂主體，以教師講授知識，學生學習知識作為教學的主要目的，從某種程度上教師可以看作是知識的“灌輸者”，而學生則是知識的“被動接收者”。而研究型教學方法是以教師為主導，學生為主體，教師啟發學生研究興趣和研究潛能，學生在興趣的驅動下研究知識作為主要目的，教師作為知識的“引導者”，學生作為知識的“主動探索者”。研究型教學以學生為本、有利于學生自主學習與科學研究的教學模式，通過開展自主學習與研究，培養學生勇于探索、求實創新、主動學習的良好習慣，有助于推進人才培養模式的整體改革。

電路分析基礎是學習電子技術專業大學生必修的專業基礎課，是電路理論的入門課程，通過本課程的學習使學生掌握電路的基本理論、分析電路的基本方法，為后續課程準備必要的電路知識。課程通過對電路模型的抽象和提取，建立相對簡化的數學模型，有利于學生快速掌握電路分析的基本方法。但是，由于當今的大學生長期接受數學思維模式訓練，很少參加工程訓練，對數學模型與工程實際的對應關系不了解，難以真正理解電路的基本概念，更不用說利用理論知識解決實際應用問題，傳統的“灌輸式”教育模式很難取得很好的教學效果。

為此，針對電路分析基礎課程的研究型教學，本文探討相關教學內容和教學方式的改革，使得學生在了解基本理論、基本方法的同時，深入理解基本理論的內在涵義；能夠熟練應用基本理論分析日常電路現象，并指導有探索意義的電路設計。

二、教學內容的更新

研究型教學是基于“問題”的學習方法，以“問題”為導向，通過各種形式的訓練載體，對所提煉的現實問題進行分析、研究與判斷，深化學生對課程知識的理解，提高學生可持續的自主學習能力。因此，在研究型教學中，對于“問題”的設計尤為關鍵，它不僅具有一定的挑戰性，更具有現實性，能充分激勵學生學習的好奇性；同時它還應具有開放性，能夠讓學生在解決問題的過程中探索多樣化的解決方式，并在解決問題的過程中相互溝通、合作、分享不同的視角和觀點。

例如，在電路分析基礎課程的開篇介紹中，除了介紹電路基本理論的發展史，更注重電路基本理論在實際生活中的各種應用引導。以目前家庭生活最常見的汽車為例，從汽車的點火發動到車內各功能部件的協同工作，其涉及的基本工作原理（一階直流穩態電路、電路拓撲約束）、基本電子器件（線圈、電源、電阻），甚至車載通訊系統、電子機械系統，都可以作為“問題”首先引出，讓學生對課程所要完成的功能有個概要認識，并帶著這些“問題”進入課程的學習，使得概念學習“有的放矢”。

再例如，對于學生熟悉的電阻元件，由于高中物理已經學習過歐姆定律，電路分析基礎課程又再次介紹，學生聽了難免乏味，因此增加在實際工程應用中“如何合理選擇電阻元件”的內容，引入電阻功率比的概念，由電阻功率比確定實際可選用的電阻值范圍。另外，增加應用于諸如扭矩、壓力傳感器的電阻應變片知識介紹，“物理變量如何轉換為電信號”？加強學生對電阻的微觀認識，并引導學生自己動手制作、搭建具有個性的簡單應用電阻電路，這樣既有助于加深學生對基本概念的理解，又能提高學生自己動手實踐的能力，提高學習興趣，開發創新能力。

三、教學方式的改革

教學形式與教學方法在整個教學過程中是非常重要的環節，對保證課程的教學質量至關重要。以“問題”為導向的教學與以“啟發”為模式的互動教學方式相結合，可以說是對研究型教學的必然方式。

“問題”不僅可以由老師提出，更可以根據學生已有的基礎，由教師“啟發”，引導“學生提出問題”，激發學生的好奇心，擴展學生的思維空間，發揮聯想延伸。充分尊重學生的主體地位，激發學生的自主學習精神，形成互動式、討論式的教學方法。例如，在討論諧振電路頻率響應時，傳統的并聯諧振是以轉移電流比作為傳遞函數，函數呈現帶通濾波特性，這時引導學生以轉移電壓比作為傳遞函數，討論其頻率響應特性，并以實驗作業形式布置給學生。這樣，在電路實驗中，就有許多學生自己創造搭建各類課本以外的濾波電路，不僅激發了他們的好奇心，加深對基礎理論的理解，更激發了學生的創造性。

另外，將現代教育技術和傳統教學手段有機結合，理論教學與實踐教學緊密相結合，集中講解環節和雙向互動環節結合，遵循研究型教學方法的主體性原則，在教學過程中運用計算機輔助技術、實驗模擬仿真等手段，不斷深化學生對基礎理論的理解和提高學習興趣。對于有些難以理解的物理現象，利用Matlab、PSpice等仿真工具，在課堂上直接演示概念和物理過程（如二階電路的三種暫態響應波形）。對于一些簡單的工程現象，輔以課堂實驗或錄像，增強學生對工程實踐的感性認識，引導學生運用理論知識分析實際問題。現場實驗、現場解說，促進學生對理論知識的理解。

再次，利用課程設計環節，鼓勵學生將理論知識應用于實踐。課程設計具有以下特點：一是從題目結構形式看，打破了傳統模式，具有開放性和探索價值，富有挑戰性，有利于學生創新能力的培養；二是從解答過程和解題策略看，具有發散性、探究性、多樣性、層次性、發展性和創新性。課程設計不再拘泥于運用課本中軟件求解復雜電路或簡單功能電路的設計，并鼓勵學生用不同的方式實現，如原理設計、軟件仿真、電路制作；也可組隊完成設計題目。例如，為加深學生對基礎理論知識的理解，改變學生傳統的理論太抽象思維，就布置了這樣一套課程設計：觀察并分析實際生活中具體應用教材中各類電路基本定律和分析方法的實例。開放性的題目，涉及面很廣，卻又不局限于某一具體理論和方法，可能很簡單，也可能有難度，其目的是為了增強學生學習的主動性，培養學生的創新意識，激發學生個性化思維。通過這樣的課程設計，有很大一部分學生找到一些相當有深度的實際應用電路，學生不僅深入理解了電路基本概念，更有利于其將理論與實踐結合，探索更深層次的理解與應用。

四、結束語

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關鍵詞：電路分析；任務驅動教學模式；教學實踐

中圖分類號：TM133-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0108-01

《電路分析基礎》課程是作為電子信息科學與技術專業的必修課，認真教好這門課，有利于后續課程的教與學打下良好的基礎。因此，最近一些年以來，我們在電子科學與技術專業課程的教學中靈活地運用任務驅動教學模式來進行教學過程的改革與實踐探索，并且取得良好效果。現在將有關任務驅動教學模式及其在教學實踐中的一些應用進行探討。

一、任務驅動模式下的教學分析

（一）教學目標的分析。對《電路分析基礎》這門課程以及各個單元的教學目標進行分析，從而更好地把握當前重點需要教授知識的“主題”和相應的教學“任務”。通過教學目標來劃分出總子目標之間的關系圖，也就是意味著得到了可以到達該教學目標需要的所有教學知識點。

（二）學生特征分析。教學設計過程目的是為了可以更加高效地促進學生的學習，學生作為本次學習活動的主人翁，是作為教學設計內容的出發點、歸宿也是設計的核心。所以，要想取得整個教學活動的全面成功，就一定需要高度重視對學生特征進行全面的分析。

（三）設計任務。按照對教學目標、教學所需要的內容以及學生所具有的特征情況，設計出與當前學習主題最為密切任務作為本次學習的重點內容，讓每一個學生可以針對當前面臨的問題能夠自覺去解決。

二、任務驅動教學模式在《電路分析基礎》中的實踐應用

下面將通過“R，L，C串聯電路的諧振特性”的教學案例來作為任務驅動教學模式的實踐。

（一）實驗目的。①學會怎么樣繪制R、L、C串聯電路的幅頻特性曲線圖形。②進一步加深和理解當電路發生諧振時特點以及條件，全面掌握好電路品質因數（電路Q值）所具有的物理意義以及其對整條諧振曲線所產生的影響。教學的重點內容：諧振頻率的基本概念，Q值對整個諧振特性所產生的影響。教學的難點內容：通過分析多組數據來測量繪出諧振曲線圖形。

（二）實驗器材。實驗所需要的器材有：1臺函數信號發生器，1臺0～600V的交流毫伏表，每人自備1臺雙蹤示波器，1臺頻率計以及還要準備諧振電路實驗電路板（要求是：R=200Ω，1KΩ；C=0.01μF，0.1μF；L≈30mH）

（三）實驗過程。任務一：按實驗要求組成監視以及測量電路。首先使用C1和R1，通過交流毫伏表來其測電壓，應用示波器來監視電路的輸出信號源。要求信號源的輸出電壓是 ，并且做使其值保持穩定。

任務二：提問：當信號源頻率不變化的前提下，電阻R兩端電壓值UR會發生一定的變化，那怎么才能改變？是否存在著某種特殊情況呢？學生需要帶著一系列的疑問來進行本次的實驗。當學生思考了一段時間之后，老師可以對學生進行必要的指導，將已有的毫伏表連接在R（200Ω）兩個終端，使信號源的頻率由小到大慢慢發生變化，如果出現 的讀數是屬于最大值時，那么所讀到頻率計上的頻率值也就是電路的諧振頻率 ，并且測量Uc與UL之值。

任務三：提問：全面了解了諧振頻率相關的概念這后，我們還需要關心好在諧振點之外的事，如：UR，UL，Uc之間的一些變化情況，也就是需要找出 和 以及 的變化，具體操作過程是在諧振點的兩側，將頻率遞減或者遞增500HZ也可以是1KHZ，按一次的順次取出8個適當的測量點，測出Uo，UL，Uc在8個點中的各個值并做好記錄。

任務四：可以任意選擇三組數據繪制出三條曲線 ， ， ……通過這種做法來引入新的知識點：諧振曲線。

任務五：電路中R和C值的變化與Q值之間存在什么樣的關系？（學生在問題適時的啟發下，與所學的知識產生聯系，從而很容易的分析出R和C的改變會直接對Q的值產生變化）

任務六：在結合以往所學到知識的基礎上，要求能夠計算出有多種情況的通頻帶與Q值，說明當出現不同的R值時對電路通頻帶與品質因數之間的影響。

任務七：觀察實驗所得到的三組數據中的諧振，判斷輸出電壓 和輸入電壓Ui之間是否存在相等？請分析具體原因。

任務八：實驗結整后要求學生總結和歸納出串聯諧振電路的特性。

三、“電路分析基礎”課程任務驅動教學模式的探討

筆者通過多年的教學實踐，對于任務驅動教學法在《電路分析基礎》課的應用有以下幾點建議：

（一）重視任務制定的合理性。建構主義教學設計原理中是這樣強調的：作為學生的學習活動一定需要與大的任務或者問題相結合起來，讓每一個學生都可以在真實的教學情境中帶著任務進行學習，通過探索問題的方法來驅動以及維持學習者對學習產生興趣與動機。最終使制定的任務是合理的、科學的。

（二）保留和發揚傳統授課模式的積極因素。任務驅動教學需要教師進行必要的指導，假如過度的強調由學生去自由學習和發現，最終會造成學生在學習出現放任自流的現象，同時也會造成教學上的混亂，因此，在明確教師的主導性這一點來看，任務驅動教學模式需要吸收過去的課程講授法的一些優點，通過傳統講授的優點結合任務驅動教學模式來達到教學的制高點。

（三）對教師提出了高水平的要求。任務設計中需要考慮學生在學生中可能會遇到的一些難點，因此，教師在上課前需要抓住上課內容的重點、難點，并且進行必要的分析，提供“暗箱”式的教學思路，對學生的學習加以引導。學生在學習遇到的任務難題時，怎么樣才能在有限的時間內使學生可以快速地完成任務并且少走一些彎路，因此，教師進行一定的暗示是十分必要的，但是應以“暗箱”式給予解答，一定不要固化步驟，從而造成禁錮學生的思維。

四、結束語

綜上所述，文中在任務驅動教學模式指導下進行教學設計所必須完成的內容以及步驟，通過實驗案例來進行教學實踐，結果表明了任務驅動教學符合學生認知規律，能夠促進學生學習《電路分析基礎》的積極性、主動性，還培養了學生動手實踐能力。

參考文獻：

[1]劉景夏.“電路分析”課程教學改革的再思考[J].電氣電子教學學報，2008.

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【關鍵詞】機電設備；電氣線路；故障；處理

0.前言

機電設備在長期使用過程中，會因為使用不當或電氣損壞，造成機械不可避免地出現一些故障，致使機器完全不能動作或部分動作不能實現。機電設備一旦出現故障，不僅僅會影響機器的性能，還會影響施工速度，影響到企業的經濟效益。因此，當機電設備在實際運行過程中出現故障后，要求機器維修人員須在充分了解機電設備的結構、動作原理及電氣線路原理的基礎上，對故障進行分析、判斷直至修復，以保證機電設備的正常運行。一般，機電設備的故障，有機械方面、液壓方面或氣壓方面、電氣方面等各方面的原因，在本文中主要就機電設備電氣線路的故障及處理措施進行簡要闡述，以供參考。

1.機電設備電氣線路的故障的檢修步驟

通常，機電設備電氣線路的故障的檢修步驟具體如下：

1.1熟悉機電設備電氣系統維修圖，包括機電設備電氣原理圖、電氣箱內各電器元件位置圖、電氣安裝接線圖及設備電器位置圖等。

1.2 當機電設備電氣線路發生故障后，首先須向操作者詳細了解故障發生前設備的工作情況和故障現象，這有利于排除故障。

1.3 在了解了故障經過及故障現象的基礎上，檢修人員應對照設備原理圖進行故障分析，確定故障的可能范圍。

1.4故障的可能范圍確定后，應對有關電器元件進行外觀檢查。檢查方法一般有：聞、看、聽、摸。

1.5在外表檢查中沒有發現故障點時，或者對故障還需要進一步檢查時，可采用試驗方法對電氣控制的動作順序和完成情況進行檢查。

在采用試驗方法對電氣控制的動作順序和完成情況進行檢查時，應注意幾個小點：①短路故障不能試驗；②在試驗時應盡可能地斷開主回路，只在控制回路進行；③試驗時，不能人為觸動接觸器等電器元件，以免故障擴大和造成設備損壞；④試驗時應先對故障可能部位的控制環節進行試驗。

1.6通過試驗檢查，發現某一個控制環節或某一個動作順序出現問題，就可確定電氣線路的某條之路可能有故障，這時候就需要借助儀表來檢測，這也是排除故障的有效措施。

一般，機電設備電氣線路的檢修步驟按圖表示，如圖1。

圖1 機電設備電氣線路的檢修步驟

2.機電設備電氣線路常用的檢修處理方法

機電設備電氣線路常用的檢修方法有：

2.1咨詢用戶法

這是檢修電氣線路故障的最基礎的方法。由于在機電設備的運行和檢修中，操作者和維修者往往不是同一人，當檢修者在進行故障分析時，應向機電設備操作者咨詢，以了解故障現象、故障時間和地點以及故障發生的整個過程等等。如故障發生前是否過載、頻繁啟動或停止；故障發生時是否有異常聲音相振動、有沒有冒煙、冒火等現象。

2.2 操作檢查法

操作檢查法是檢修故障的一個重要方法，它是通過操作某些開關、按鈕、行程開關等看一些動作是否正確。這個檢修方法可在斷電的情況下進行，也可在通電的狀態下進行，但通電時必須注意安全。

2.3感官判斷法

感官判斷法，則是利用眼、耳、鼻、手等感官來發現故障點。

2.3.1眼，則是用眼睛看，看電氣線路的外觀變化情況，是否有發黑、掉線等異常現象。

2.3.2耳，即是用耳朵聽，聽設備運轉聲音是否異常。如電動機或變壓器出現兩相電時，會有明顯的異常“嗡嗡”聲，從而可以判斷出故障點。又如磁力啟動器的真空接觸器、饋電開關中的斷路器，當聽到它們吸合的聲音不清脆時，就應注意，并準備隨時更換，以免故障隱患變大。

2.3.3鼻，即是用鼻子聞，聞是否有焦臭味、灼燒味等，以準確判定故障部位。

2.3.4 手，即是用手摸，摸機電設備發熱是否正常，從而判斷出故障的原因。

2.4萬用表等專用儀表、儀器及工具檢查法

對于某些特殊故障或疑難故障，需使用一些專用儀表、儀器及工具進行檢修。一般，常用的電工儀表有萬用表、兆歐表、鉗形電流表、電橋等，在此僅介紹萬用表檢查法中最常用的兩種方法：電壓檢查法和電阻測定法。

2.4.1電壓檢查法

電壓檢查法是利用萬用表的電壓檔來測量電路中兩點之間的電壓，通過多次測量，找出故障點。該檢查法判斷故障快而準確，但在檢修時要注意安全。

如圖所示，線路如果出現“按下啟動按鈕接觸器不能吸合”故障，可將萬用表撥到交流500V電壓檔，然后參照圖2的順序進行檢查：

圖2

（1）將表的一根表筆（黑表筆）固定在“1”點上，另一只表筆沿著“8”“7”“6”“5”點進行檢查，看各點電壓是否正常，若發現某點沒有電壓，則相關的電器或接線即為故障點。

（2）將黑表筆固定在“8”點上，紅表筆沿著“1”“2”“3”“4”點進行檢查，判斷方法同上。

（3）如上述檢查都正確，可按下啟動按鈕，測量其兩端電壓U4、5，正常情況下應為0，如仍有電壓，則啟動按鈕的觸點有故障。

2.4.2電阻測定法

將萬用表調到R*1或R*10檔，如圖2所示，按下列步驟進行檢查：

（1）將一支表筆（黑表筆）固定在“8”點上，紅表筆沿著“7”“6”“5”點進行檢查，如哪一點表的指針不動則相關的元器件或接線有問題。

（2）黑表筆固定在“1”點上，分別測量“2”“3”“4”點，判斷方法同（1）。

（3）也可以直接測量某元件或某觸點兩端（“1-2”“3-4”“6-7”等兩點之間），看表的指針偏轉是否正常從而判斷故障點。還可以按下啟動按鈕，測量“4-5”兩點之間是否接通。

但在采用電阻測定法檢修時，應注意幾點：①不能帶電測量，測量時必須先斷開電源，將萬用表撥到電阻檔，根據線路中的負載大小，合理選擇量程，并調零；②測量值應與理論值相近甚至相等，才說明線路接線完好，若測量值超過理論值太多，則線路中有接觸不良的故障，若測量線圈等負載，電阻值為零，則線圈短路；注意萬用表的量程。③應特別注意“回路電”的電路。如圖3所示，兩個線圈并聯連接時，要測量其中一個線圈好壞，必須拆除其一端接線再進行檢測，才能準確判定故障。

圖3

2.5 短接法

短接法就是用一根良好絕緣的導線，將所懷疑的斷路部位短路接起來，如短接到某處，電路工作恢復正常，說明該處斷路。該檢修法是除了電阻法、電壓法檢查外最為簡單可靠的方法，但在采用該法進行檢修時，應注意：①該法只適用于檢查導線斷路、虛連、觸頭接觸不良的斷路故障，對線圈、繞組、電阻等負載的斷路故障，不能采用此法；②短接時千萬不能短接線圈等負載，否則會引起短路路故障；對機床等設備的重要部位，最好不要使用短接法，以免考慮不周，造成事故；③主回路最好不使用此法，特別是不能采用“觸碰”，容易產生火花，造成事故；使用短接的導線絕緣要良好。

3.結束語

總之，機電設備在經過長時間的運轉下會不可避免地出現各種故障，當故障發生時，應先確認其屬于哪種故障，機械故障，或是液壓故障，或是電氣線路故障。如已確定電氣線路故障后，應則按照電氣線路的故障檢修步驟、方法等，準確查找故障部位、及時快速排除電氣故障，以確保機電設備的安全正常運行。

【參考文獻】

［1］趙紅毅.機電設備運行中常見的故障及維修措施[J].科技風，2011（03）.

篇7

關鍵詞：軟土地基；輸電線路；桿塔基礎

1引言

輸電線路桿塔地下部分總體為基礎,基礎是穩固輸電線路桿塔,輸電線路基礎施工是按設計要求進行施工,普通土坑的開挖前都必須做好復測和分坑工作。

輸電線路施工復測是指線路施工前,施工單位對設計部門已測定線路中心線上各直線樁,桿塔位中心樁及轉角塔位樁位置,檔距和斷面高程進行全面復核測量。若偏差超過允許范圍時,必須查明原因并予以糾正,根據定位的中心樁位,基礎類型依照設計圖紙規定尺寸進行坑口放樣工作為分坑測量，通常把這兩步工作統稱為復測分坑,分坑可用經緯儀及皮尺進行分坑。

2 軟弱地基高壓輸電線路桿塔基礎分析

軟弱地基是高壓輸電線路建設經常遇到問題,軟弱地基對輸電線路影響是最明顯,一旦在施工中出現差錯就會造成基礎的不均勻沉降導致桿塔傾斜,造成重大事故,在工程建設各個環節都必須高度重視軟弱地基問題。

2.1勘測設計方面

在工程勘查階段首先要確定線路的走向,是線路走向沿線地區具有良好地質條件，盡量避開軟弱地基,如果對于路線走向無法避開軟弱地基樁位,要選擇合適桿塔、基礎型式確保工程質量,在地形條件允許情況下首先選用拉線桿塔,當軟弱土層較淺時宜選用淺埋直立柱大板式基礎,挖去軟土層后換填良好土進行填筑碾壓,當軟弱層較深可采用于木樁鋪墊層辦法增加地基承載力或者采用樁基礎。地基承載力較低時(一般[R]≤50kPa)對于轉角塔和大負荷直線塔宜選用樁基礎。一般慎用主角鋼插入式斜柱基礎,因為基礎稍有不均勻沉降,鐵塔主材與主角鋼很難連接造成結構性破壞。

對基底采用加固措施按設計要求進行加固,采用加石塊充填加固在最后一層土挖至設計深度時拋入預先準備石塊,將石塊夯入土中至密實為止并清理被擠出表面的軟土再鋪上碎石；采用清淤加木樁按要求清去頂層淤泥后打人木樁再充填砂層,清理被擠出軟土,灌水讓砂層沉實,對于需要鋪混凝土墊層,墊層鋪好后需要停留48 h才能制模澆制基礎以使墊層有充分凝固時間。

2.2工程施工方面

軟弱地基桿塔基礎施工關鍵是要做好基坑開挖和混凝土澆制過程排水措施,盡量避免基底原狀土受到擾動。

測量人員用全站儀精確測量基槽平面位置,根據底面尺寸及埋置深度、地質水文條件等確定基坑開挖尺寸。基坑底平面尺寸比結構物基礎設計尺寸各邊加寬1.5m。由測量人員定出開挖邊樁,連接邊樁即為基坑開挖邊線。在放樣過程中適當加大基坑開口尺寸保證在基坑開挖過程中遇到不穩定土層時，能夠適當加大不穩定土層坡率。

使用挖掘機開挖，頂部無靜荷載。根據現場土質實際情況適當調整開挖坡度,開挖至基底以上20cm范圍采用人工開挖防止超挖,施工前人工突擊挖除并盡快進行下道工序施工。

開挖過程中開挖底面低于地下水位基坑時,地下水會不斷滲入坑內,如果流入坑內水不及時排出,土被水泡軟后會造成坑壁坍塌,地基承載力下降。因此做好基礎施工過程排水工作是軟弱地基基礎施工基本要求,基坑排水方法很多,施工單位可根據基坑的排水量以及自身排水設備等情況確定采用何種排水方法。對于流沙坑,為防止坑壁坍塌,減少流入坑底的水量,可以采用擋土板或沉箱的方法開挖。為避免或減少對原狀土的擾動,基坑不要一次挖至設計深度。當開挖至接近設計深度200-300mm時暫不開挖,而向監理部門申請驗坑。驗坑后從局部開挖,逐步展開,挖至設計深度后施工人員不要直接在坑底行走要鋪上木板通行。

挖至設計標高后不得長時間暴露、擾動或浸泡。基底不得受水浸泡,其上淤泥須清理干凈。施工過程強化質量意識教育,組織施工人員學習施工設計圖紙、質量標準及驗收規范。堅持崗前培訓及持證上崗制度,堅持“三檢、四按、五不準、六做到”。

2.3混凝土強度檢查

混凝土在攪拌和澆注過程中檢查混凝土組成材料質量和用量,每個工作班至少兩次，在攪拌地點及澆注地點檢查混凝土的坍落度,每一工作班至少兩次，在每一工作班內,如混凝土配合比由于外界影響而有變動時應及時檢查，混凝土攪拌時間應隨時檢查,試塊應用鋼模制作,必須在澆注地點制作,試塊的尺寸應做150×150×150mm試體,每組(三塊)試塊應在同盤混凝土中取樣制作,其強度按下述規定確定: 取三個試塊試驗結果的平均值,當三個試塊中的過大或過小強度值與中間值相比超過15%時,以中間值代表該組試塊的強度。檢查混凝土質量應做抗壓強度試驗,試塊是做抗壓強度試驗的,其制作數量應符合轉角、耐張、終端及懸垂轉角塔的基礎每基應取二組,一般直線塔基礎,同一施工班組每5基或不滿5基應取二組,單基或連續澆筑混凝土量超過100m3時亦應取二組,按大跨越設計的直線塔基礎及其拉線基礎,每腿應取二組,但當基礎混凝土量不超過同工程中大轉角或終端塔基礎時,則應每基取二組,當原材料變化、配合比變更時,應另外制作,當需要做其它強度鑒定時外加試塊的組數由個工程自定。每二組試塊制作后,一組與基礎同條件養生,一組進行標準養護。評定基礎混凝土是否達到設計混凝土強度等級的方法是將一組試塊在溫度為20±3℃和相對濕度為90%以上的潮濕環境或水中的標準條件,經28d養護后試驗確定混凝土抗壓強度。其試驗結果作為評定基礎混凝土是否達到設計混凝土強度等級的依據,與基礎同條件養生的一組試塊作為檢測基礎混凝土在不同齡期所達到強度的依據。

2.4 監理方面

監理單位應制訂施工監理規劃,認真審核施工方案,現場施工隊伍是否具有相應資質,是否組織驗槽程序、記錄、審簽手續是否正確、齊全,有關材料、設備的進場檢查是否符合規定,各個工序質量、隱蔽工程是否按規定及時進行檢查驗收,記錄是否規范,施工過程試件、試塊是否進行見證檢驗,檢驗報告是否符合規范規定要求,施工中設備、工藝條件是否具備項目施工要求,是否對不利環境影響有可行處理方案,采取必要措施等等,還要按規定進行各個階段工序質量監理，對各個主要部位和施工要點監理,施工保證資料監理,保證中間產品質量，對各主體質量保證體系和質量管理制度運行和落實進行監理。通過規范質量行為促進質量機制運行,以足夠人力、物力、設備工藝、技術方法、環境投入保證投入質量和工作質量,實現規范規定工序質量。

3結束語

軟弱地基基礎是輸電線路建設難點,只要勘測設計、施工、監理人員有高度責任感,密切配合,科學管理,就一定能使軟弱地基的線路投資得到控制,質量得到保證并能安全可靠運行。

參考文獻

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[2]劉義建,劉勇健.深基坑支護方案最優決策方法研究[J].基建優化,2002,23

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[3]徐楊青.深基坑工程設計的優化原理與途徑[J],巖石力學與工程學報2001

(2),248-251

篇8

關鍵詞：PLC；改造；繼電接觸器控制電路；問題

PLC是以微處理為核心，綜合了自動化技術、計算機技術和繼電器邏輯控制，具有編程靈活，抗干擾能力強，體積小，應用廣泛，功能齊全等優點，并且價格便宜，操作簡便，是自動化控制的基礎之一。而傳統的繼電接觸器控制電路存在費用高，工期長，維修困難，可靠性差，改造復雜等問題，影響了其應用。因而研究PLC改造繼電基礎器控制電路具有積極的意義，為相關的研究提供參考。

一、PLC改造繼電接觸器控制電路的準備

1.主電路的確定：PLC在改造繼電基礎器控制電路中，電動機電源是由主電路提供的，仍由接觸器主觸頭控制的，其主電路是基本保持不變的。

2.輸入輸出的確定：PLC輸入是用來接受生產過程的各種參數信號，一般用速度繼電器、主令電器等觸點作為輸入信號。

當SB閉合時，X1接通，內部繼電器動作。如果將輸入觸點改為常閉觸點，當PLC接通時，內部繼電器就會工作了，因而要將PLC輸入端與常開觸點相連，否則，PLC接入電源就會處于工作狀態。PLC控制電路的設計需要明確輸入輸出繼電器的編號、元件代號、作用等，并繪制輸入輸出分配表。

3.外部接線圖的確定：PLC外部接線圖是將供電、控制元器件、輸入、輸出的接線關系畫清楚，明確各部分之間的關系，并且外部接線圖要清晰，易于理解，以便理解和調試維修。

二、PLC改造繼電接觸器控制電路的程序設計

改造繼電接觸器控制電路的前提是PLC程序設計，如果工作原理分析不全，相關的功能就難以表達出來，甚至導致PLC無法正常運轉。設計PLC控制系統，是為了通過控制被控對象來實現工藝要求，在滿足工藝的前提下，力求PLC簡單、經濟、實效、安全、可靠。梯形圖設計要根據輸入輸出分配表將繼電接觸器控制電路來轉換，要注意幾點工作：（1）觸點不能畫在垂直分支線上，而應畫在水平線上；（2）梯形圖的各種符號要以左母線為終點，繪畫的順序為從左向；（3）不包含觸點的分支不可水平方向設置，而應在垂直方向；（4）當存在幾個電路塊并聯時，要將觸點的支路塊放在最上面；其后，當梯形圖遇到不可編程的情況時，要對原梯形圖重新編排，以便正確進行編程。但是，在編排梯形圖時必須注意，要符合設計的流程，不能有程序混亂或跳躍性的情況，程序設計之后還要經過審核，確保正確性。

三、PLC改造繼電接觸器控制電路的問題分析

以PLC改造正反轉串電阻降壓啟動控制電路為例，經過PLC改造之后，具有雙重連鎖保護，并實現正反轉串電阻降壓啟動，當閉合正轉啟動按鈕SB1時，電動機串電阻R實現正轉，并且線圈KT開始定時，達到定時時間之后，KM3得電動作，R短接，電動機正常正轉。同理，當閉合反轉啟動按鈕SB2時，KM1與KM3失電，KM2得電，電動機串電阻R降壓反轉啟動，并且線圈KT開始計時，當達到既定的時間后，接觸器KM3得電動作，R被短接，電動機正常反轉運行。如果電動機過載，常閉觸點KH分斷，時間繼電器線圈、接觸器線圈都會失電，電動機停止運轉，以保護設備。

外部接線圖中停止按鈕SB3和過載保護觸點KH用常開觸點，程序可以正常運行，繼電器所有觸點的動作與線圈通斷電同時發生，但是，PLC是串行工作的，指令是掃描執行的，觸點與線圈的工作并不是同步的，存在輸入輸出之后的問題，循環掃描輸入階段、執行階段和輸出階段。在第一個掃描周期的輸入處理階段出現輸入信號，各數據鎖存器都處于“0”狀態，而在第二個掃描周期，輸入繼電器X0的輸入鎖存器處于“1”狀態，執行階段Y1，Y2的鎖存器都為“1”，在第三個掃面周期的程序執行階段，Y0接通，輸出鎖存器驅動負載接通，會有長達兩個周期的響應延時。經過應用發現，存在一定的問題，如，當X2接入輸入T0始終得電，難以實現串電阻啟動控制；如果X1接收輸入信號Y1，Y3在5S后接通。PLC在改造繼電接觸器控制電路時可以實現低成本、高效、穩定的目標，提高生產效益，但是同樣存在一定的問題，需要進一步的研究來減少這些問題帶來的影響，尤其是對于重要的工作場所。

我國作為制造業大國，工業控制在其中發揮著重要的影響，PLC與繼電接觸器在控制系統中都占有很大的比重，而傳統的繼電接觸器可靠性不高，改造復雜，利用PLC進行改造可以有效地提升其工作的穩定性和精確性，為相關的工作貢獻一份力量。

參考文獻：

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關鍵詞：電纜線路；維護管理；要點；研究

中圖分類號：A715文獻標識碼： A

0 引言

隨著城鄉一體化等一些列城鄉和諧發展措施的推行和應用，電力線路也得到了更廣泛的使用。為了提高電力供電的可靠性和穩定性，確保電力運輸的正常運行，降低電力工程對周邊生態的影響，絕緣電纜在電力線路的建設中的優勢越來越明顯，使得在電力企業安全生產中，電纜的故障和施工管理的形式也愈加的嚴峻，因此預防線路故障和線路管理不當在整個電力工程中所占的比例也越加的不可忽視。

1 電纜故障分析

故障產生的原因可以概括性的分為以下三類：第一類是外部因素，如外力、火災等對電纜線路產生的破壞等；第二類是電纜本身的因素，比如電纜質量不合格。由于近段時間物價的飛漲，某些廠家為了實現更高的利潤而降低產品出廠的標準、生產工藝不規范等舉措，使電纜的壽命和正常使用得不到有效的保證，導致電纜線路產生故障；第三類則是在施工和管理不但所造成的，假如工程驗收把關不嚴謹，使得工程工藝和質量達不到標準，則會給電纜線路的正常運行帶來更多的不穩定因素。在現今電纜故障產生的原因中，第三類所占的比例是最大的。由于第一類故障的客觀性導致預防難度較大，第二類故障則基本上是廠家和制造商在生產時偷工加料，降低材料的使用量，而此類問題在試驗和檢測中根本無法發現。因此對于電力企業來說，如果在施工前不能對電纜的質量進行嚴格的把關，質量不合格的電纜一旦進入電網，其后患是無窮的。因此，電力企業中負責物資管理的部門，一定要嚴格把握質量關，保持監造和抽檢送驗工作的嚴謹性，保證電纜合格的質量。

第三類故障的客觀原因也非常多，如在敷設電纜的過程中電纜管道進水，施工不慎導致的電纜外皮損失而進水，制作電纜頭時工藝較差導致的電纜頭受潮等，都會給電纜線路的正常運行帶來極大的危害：電纜內部的進水可導致在進行耐壓試驗時電纜被擊穿，而受潮的電纜雖然在運行初期不會產生太大的故障，但隨著運行時電場的作用會導致最終被擊穿。目前以我們現有的技術和設備是無法處理進水電纜的，在實際的施工中，若發現了電纜斷口進水，則往往是鋸掉幾米后再查看里面是否干燥，若不行則繼續往前鋸，有時甚至需要調整整段電

纜，這就導致了物力和人力的嚴重浪費。因此，我們應以預防為主，同時做好電纜的施工管理，這是決定電纜壽命的重要因素[1]。

2 故障點距離測量方法

判明電纜故障的性質后，若通過巡視無法查找到故障點，則此時需要借助相關儀器設備確定故障點的位置，為維護奠定基礎。進行電纜故障探測的方法有許多種，如脈沖法、電橋法和駐波法等。脈沖法通常包括高壓閃絡測量法和低壓脈沖反射法，其特點是所使用的儀器

設備精度已經達到了較高的水平，其探測的效果和準確程度也是較為理想的，基本原理是：假設電纜長線是均勻的，應用行波理論對均勻的電纜長線進行分析，通過對電纜中往返脈沖所需的時間來計算故障點的位置。脈沖法較好地解決了閃爍性故障和高阻抗的問題，且對長度、截面材料等特征依賴性不高，因而得到了越來越多的應用。

3 電纜施工管理的措施

(1) 由于市政的排水管道建設相對滯后，因此地勢較低的舊管道內都是污水，這就造成了電纜線路中間部位長期浸泡在污水中，腐蝕了電纜線路。由于電纜中間部位是電纜易發生故障的地點，因此通常采用新型復合材料對井內的管道進行封堵和修正，同時查找污水源，進行堵漏和疏導工作，針對一些現場地理條件較好的位置，將電纜的中間頭改為電纜對接箱布置在綠化帶或人行橫道上。

(2) 對于新建的電力管道從設計方面入手，優化轉角和中間接頭井的設計，綜合考慮排水措施，保證設計到位和施工的方便。要根據現場的實際情況而盡量采用電纜對接箱的方式，盡最大可能地將電纜的中間頭制至地上。同時由于受地形環境的影響，中間頭必須放置在窨井內的，則應先固定電纜中間頭的位置，保證其高出窨井內水面的位置。

(3) 嚴格保證電纜頭的密封性良好，對于施工中已經鋸開的電纜頭，無論是處在堆放還是敷設中，都要采取措施保證密封的良好性，在防止受潮的同時嚴禁電纜斷口浸泡在水里。

(4) 當前施工單位都使用大馬力的絞磨機來牽引電纜，在一些轉角處并未做好保護措施，而是直接牽引電纜，這就造成了電纜的外皮及內部受到嚴重的機械損傷，即使是交流耐壓試驗也很難發現，而在其運行時由于受損處發熱會導致絕緣下降，直至發生事故。因此，要盡量避免電纜施工時的扭力作用，當電纜發生轉彎時，自然彎曲電纜，避免內部的機械損傷。

(5) 由于施工人員的技術水平參差不齊，而電纜安裝的技術要求較高，由此造成的電纜事故也較多。因此，提高施工人員的專業技術水平，加強電纜附件相關制作工藝的管理可有效防止電纜事故的發生，且在制作電纜附件前應根據遙測的結果判斷電纜是否合格，對于電纜附件的施工要嚴格按照尺寸要求進行，以確保電纜的外護套、鋼鎧、銅屏、半導體層施工削切尺寸的正確性。對主絕緣層進行深度的錐度處理，打磨劃痕半導體層以消除堅硬的細角，同時進行應力及防水層的處理，保證每個步驟要嚴格按要求進行。剝離銅的屏蔽層時，要保證不損傷主絕緣及半導體層，以免產生由于電場應力變化所導致的電纜接頭故障。

(6) 進行交流耐壓試驗可對保護管中的電纜起到防患于未然的作用，而對于投入運行的電纜可防止其事故的發生，因此電纜線路施工中要進行嚴格的預防性試驗，發現缺陷和其中的薄弱環節，以便對其進行及時處理。

(7) 從城市配電網規劃的角度考慮，電纜線路應嚴格滿足“N-1”的供電可靠性要求，可采用環網方式進行連接，在有條件的地區可采用“多供一備”和“3-1”的接線方式，這樣就能保證電纜發生故障時及時切除故障點，縮小了停電的范圍，給搶修帶來了便利[2]。

4 結論

電纜線路作為一種重要的供電線路，應從設計、敷設、施工、試驗及運行等多方面進行維護，各個環節都應嚴把質量關，保證電纜線路的可靠運行。

參考文獻：

篇10

關鍵詞：VAR爐 電氣故障 晶閘管 預防措施 分析處理

中圖分類號：TF066 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（c）-0060-03

由于鈦的化學活性較低，使得鈦及以鈦為主要元素的合金化合物在進行熔鑄時無法應用如黑色金屬一類的常規操作方法。目前應用的鈦及鈦合金熔鑄方法除真空感應熔鑄、電渣熔鑄、電子束和等離子冷床爐熔鑄外最主要的應用方法就是真空自耗電弧熔鑄，簡稱VAR。采用VAR法進行熔鑄最大的優點是可以節約成本，并最大程度地提高金屬性能，而且VAR爐的操作較為簡便，可以較好地穩定控制產品質量，因此廣泛地應用在航空航天等材料制作過程中。雖然VAR爐具有許多的優點，但在工業化應用中依然存在問題，必須尋找方法加以有效控制。

1 VAR技術淺析

VAR爐主要由7部分組成，分別為：真空系統、直流電源、自動及手動控制系統、穩弧攪拌系統、檢測和自動記錄系統、電極驅動機械系統、銅坩堝及冷卻循環系統。VAR技術應用的一般流程為：混料―壓制電極―電極焊接成自耗電極―熔煉―鑄錠表面處理―檢驗。

VAR爐及其電氣特點是由硅整流變壓器和整流單元組合提供熔煉需要的DC電源，熔煉電壓為30～45 V。電極驅動系統主要由電機及機械傳動部分組成，在使用過程中能非常精準地控制熔速。另外穩弧系統避免了雜散電場的不對稱性對熔池的影響，改善金屬成份的均勻性，較好地控制產品質量。

2 實例分析

以VAR爐使用過程中出現的故障為例，探究VAR爐電氣故障的原因及處理措施。

2.1 故障現象

VAR爐在正常熔煉過程中，熔煉電壓突然從30 V上升到32 V，熔煉電流從7 900 A下降至7 000 A，此時從設備上未發現任何異常現象，也并沒有收到報警提示。熔煉仍在繼續進行，但熔煉速度有明顯下降。

2.2 故障排查和原因分析及處理

第一，假設為水冷電纜線損壞導致故障發生。根據故障發生后所表現出的現象，可以先假設推斷為水冷電纜線某處被燒斷或連接處接觸不良。通過對整套系統中的水冷電纜線的分析，選擇其中最容易被燒斷的4根電纜進行檢查，采用機械旋動和檢測外部磁場的方法對4根水冷電纜線進行逐條檢查判斷，判斷3根電纜并未被燒斷。

第二，假設整流電源故障。對最有可能出現故障的整流柜中的整流元件及控制板進行檢查判斷，如圖1。

在判斷分析過程中我們逐個檢查整流單元的元件，發現有3只可控硅異常，表現為可控硅兩端電壓為零（在正常熔煉工作中的可控硅，用萬用表直流電壓檔測量應有40 V電壓）。在停機后，針對該3只可控硅整流回路進行重點檢查，發現其中有兩只可控硅的快速熔斷器已經損壞，另外有一只可控硅經測量為控制極與陰極反向短路，判斷其也已損壞。除去這3個原件外，其余都未發現異常。除此之外又單獨對整流控制單元板元件進行了測試，按照其使用說明用其控制36 V電路中燈泡，觀察其明亮程度，可以判斷出整流控制單元板基本正常，觸發信號正常，可以排除因控制單元板發生故障造成的VAR爐故障。

基于上述檢查情況，確定更換損壞熔斷器和可控硅。

在更換新的兩只快速熔斷器和一只晶閘管后，重新啟動設備，在熔煉過程中無故障跡象，熔煉電流穩定工作在8 500 A，可判斷故障基本排除。

2.3 整流元件損壞的原因分析

主回路晶閘管及其控制系統檢測很重要。即經常觀查整流變壓器網側的三相電流是否平衡，當出現三相電流不平衡時，就意味著設備的主回路系統及其控制系統有故障（既少相整流，現象為設備達不到額定輸出狀態）。產生此種現象的原因較多。下面就其中幾項進行說明。

（1）晶閘管觸發不良：晶閘管在工作一定時期后有可能因其自身某些參數的改變，致本來可能觸發良好的到后來觸發不開，形成少一相整流。此時可在該相晶閘管的脈沖觸發變壓器線路板盒 JDG-RCP 中的限流電阻 R1 上并接一電阻（50～100 Ω/2W）一試，其作用是加大觸發電流。

導致可控硅性能劣化損壞的另外一個主要因素是通態壓降損耗及連接損耗共同產生熱影響的結果。流過電流大的支路，會使可控硅結溫度超過最高允許的125 ℃而損壞，實踐證明可控硅器件的表面溫度最高不宜超過65 ℃。經綜合分析：自耗爐整流可控硅因橋臂均流惡化造成的損壞占60%，因冷卻水管路端部被腐蝕堵塞致使可控硅過熱損壞占30%，因其他原因（過電壓、過電流或瞬態沖擊等）損壞的占10%。

多并聯可控硅不均流超過標準后，將致使整流器內磁場分布越來越不均勻，從而引起漏磁場局部集中現象加重，造成整流器內渦流損耗和雜散損耗增加。不斷增加的內渦流損耗和雜散損耗表現在可控硅內部為熱損，可加速可控硅老化，造成最終損壞。

（2）晶閘管本身損壞：晶閘管一般在正常使用條件下不易損壞，但使用日久難免發生。此時可用備件晶閘管更換。晶閘管損壞有3種現象，即主體擊穿、斷路和門極擊穿或斷路。具體檢測方法為斷開晶閘管的一端后，用萬用表電阻擋檢測晶閘管陽極和陰極兩端電阻值，正常應為無窮大。用萬用表電阻擋檢測晶閘管門極和陰極兩端電阻值，正常應在10～20 Ω左右。

（3）串接在各只晶閘管上的快速熔斷器損壞：一般此種故障很少發生，通常發生此種故障時，伴隨發生缺相報警。但當使用日久時，在快速熔斷器上的斷相微動開關有可能因塵土等原因，在熔斷時不能動作，致不發出報警信號使設備少相運行，解決辦法為更換。少相故障還可用鉗形表做快速檢測，具體為用鉗形表卡測整流變壓器二次側至整流柜整流主回路間的銅母排電流是否基本相等，如某相無電流，即可判斷該相有故障。

2.4 預防措施

（1）經常檢測冷卻風機的風量。風量減小將導致冷卻量不足，致使溫度檢測元件超溫動作，使設備停機，影響正常生產。產生的原因一般為冷風流通部位塵埃的積量過大或某個風機損壞。

（2）經常檢測冷卻水管路是否暢通。水流量的減小導致系統冷卻量不足，致設備超溫報警后停機。尤其水冷卻系統測溫元件多，每只晶閘管處及主回路雙孔銅排處都有，且都是并聯水路，局部的水路受阻既有可能發生上述報警過程。在冷卻水質較差的情況下，將在水冷卻系統管路中迅速產生結垢或固體顆粒堆積過多等造成水流量下降致使設備超溫。經常檢查冷卻水系統連接處狀況。因膠管兩端的連接水嘴所處電位不同，致其在設備運行時通過水路產生一定的電流，使水嘴發生電解腐蝕，在冷卻水質較差時，此現象將會非常迅速地發生。另外還應經常檢查水路中的膠管及卡緊膠管用的喉箍卡緊情況。

（3）整流變壓器閥側至整流柜的主回路銅排連接緊固性不良。此種現象導致銅排的連接部位發熱快速氧化，使連接部位更加接觸不良。具體表現為接觸部位發紅、打火，直流輸出狀態不穩定；整流柜直流輸出回路銅排連接不良，現象同上，但對整流元件造成的過流發熱損壞更加嚴重。

（4）改善橋臂組件接觸電阻不良造成的影響：自耗爐整流柜結構設計緊湊，各支路間空隙小，可控硅的拆裝非常困難，可控硅組件各元器件難以定位、難以壓裝，造成可控硅壓裝質量上的差異，引起同一橋臂可控硅的接觸電阻分散性大，導致橋臂均流情況較差。同時由于可控硅損壞率高，很難保證更換的可控硅在參數上與其他器件保持一致，使橋臂不均流現象更為明顯，導致可控硅加速老化。均流與可控硅的壓降有關，壓降大小直接與熱損耗有關，熱損耗大，造成可控硅結溫度高，元件性能劣化加快。

（5）發生可控硅損壞不應急于拆卸組件，應對組件接觸電阻情況再確認，看是否與組裝時測得接觸電阻發生變化與否，以便分析可控硅損壞原因。對拆卸的組件表面按安裝要求進行表面處理，不能有原導電膏在上面。同時注意更換的快速熔斷器的電阻值必須符合要求，過大或過小都會導致橋臂新的不均流發生。

3 結語

通過對故障案例分析可以看出，對初期的水冷電纜燒斷的結論未經過嚴格分析，只對最容易發生腐蝕的3根進行了檢驗，未檢驗其他，導致在故障處理過程中走了許多的彎路，在以后的故障處理工作中，必須吸取其中經驗，杜絕此類現象的再次發生。通過此案例，使我們對VAR爐的工作原理，控制系統和主電路都有了較為明確的認識，為以后的正常使用打下了較為堅實的理論基礎，另外在故障調查過程中，要對故障原因進行詳細分析，避免二次檢修的現象發生，以免造成人力以及物力的二次浪費。

參考文獻

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