電路設(shè)計分析精選(九篇)

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第1篇：電路設(shè)計分析范文

關(guān)鍵詞:過溫保護電路；熱關(guān)斷閾值；遲滯閾值

像電源、驅(qū)動器等集成電路芯片的功耗一般情況下較大，一旦發(fā)生電源短接或電路內(nèi)部短路等現(xiàn)象，其瞬時功耗會急劇增大，從而使芯片溫度不斷升高，芯片將不能正常工作，很可能會將芯片燒壞。所以為了安全起見，常常在集成電路內(nèi)部裝有過溫保護電路，當溫度升高超過閾值，過溫保護電路立即使電路芯片停止工作，這樣并不產(chǎn)生功耗，溫度也會降低，集成電路也不會被燒壞。傳統(tǒng)的過溫保護電路主要利用溫度敏感元件來檢測電路芯片內(nèi)部溫度的變化[1-13]，當溫度超限時，啟動過溫保護電路開始工作，控制系統(tǒng)關(guān)斷，所以不容易把電路損壞。本文設(shè)計了一種新型的過溫保護電路，由晶體管、MOS管、電容和邏輯門電路等組成，結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、工作電壓低、抗干擾能力強，對溫度具有遲滯特性，可減小對芯片的危害。運用PSPICE仿真表明，該新型保護電路對因電源電壓或參數(shù)變化引起的溫度漂移具有很強的抑制作用。

1傳統(tǒng)的過溫保護電路的工作原理

傳統(tǒng)的過溫保護電路的工作原理是將溫度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并對電壓信號做進一步處理。由于二極管的導通電壓隨溫度的升高而下降，所以可將4個二極管相串作為溫度傳感器，如圖1所示。4個二極管的電流由M1、M2、M3構(gòu)成的鏡像電流源組成的恒流源提供。電路工作時，A點電壓會隨溫度的升高而下降。可見，如果溫度發(fā)生變化A點的電壓就會發(fā)生變化，也就將溫度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號了，再運用遲滯比較器對A點電壓做進一步處理，設(shè)AT-為下跳變點電壓，AT+為上跳變點電壓，則中間點電壓為AT-+AT+2，調(diào)節(jié)電路的有關(guān)參數(shù)使其中間點電壓等于AREF。輸入端電壓低于下跳電壓AT-，輸出為高電平，輸入端電壓高于上跳電壓AT+，輸出為低電平，此時保護立即解除。也就是說，隨著溫度的升高，當溫度大于AT-對應的溫度時進行保護，當溫度等于AT+對應的溫度時不再進行保護。在該電路中，由于遲滯比較器使得電路更加復雜。電路中采用了硅穩(wěn)壓管，它的兩端電壓在4～7V時溫度系數(shù)特別小，可略去不計，在4V以下具有負的溫度系數(shù)，在7V以上具有正的溫度系數(shù)。所以電源電壓在4～7V時，電路可以工作，如果電源電壓更低，該電路就不適用了。

2新型的過溫保護電路

針對以上電路的缺點，提出了一種新型的過溫保護電路，它用最簡單的電路實現(xiàn)過溫保護功能，電路中沒有電阻，使得熱關(guān)斷閾值溫度達到穩(wěn)定，電路如圖2所示。常溫下，由于基準電壓VREF比晶體管T的發(fā)射結(jié)導通電壓小，晶體管T截止，經(jīng)過場效應管M1和M2的電流是零電流，因此晶體管T的集電極電位是高電平，故M5的柵極電壓為高電平，M5可以導通，導通之后M5的漏極為低電平，因而反相器N1的輸入信號是低電平，經(jīng)反相器N1和N2作用后，仍然是低電平，此時直流繼電器K不吸合，開關(guān)K仍然打開，電路正常工作。非門N1輸出高電平，故M3柵極電壓也為高電平，M3可以導通。VREF保證較大的溫度范圍內(nèi)M1、M2的電流均為零，所以電路具有較小的功耗。因為晶體管T的發(fā)射結(jié)電壓具有負的溫度特性，故T的發(fā)射結(jié)導通壓降隨溫度升高而減小。當溫度升高時，VREF比T的發(fā)射結(jié)導通電壓大，T可以導通，如果溫度繼續(xù)升高，三極管T的集電極電位急劇下降，M5的柵極電位降低，M5截止，M5的漏極達到高電平，即反相器N1的輸入端是高電平，經(jīng)反相器N1和N2之后輸出高電平，繼電器K吸合，開關(guān)K合上，經(jīng)電阻R降壓之后基準電壓VREF也降低，又一次使三極管T截止，T的集電極電壓也就是M5的柵極電壓是高電平，因而M5導通，M5的漏極電壓即反相器N1的輸入電壓為低電平，經(jīng)N1和N2兩次反相之后，N2的輸出電壓為低電平，直流繼電器K關(guān)斷，開關(guān)K打開，VREF不變，從而達到過溫保護的目的[5]。

3仿真分析

當被測系統(tǒng)工作溫度升到150°時，該過溫保護電路輸出高電平，以示關(guān)斷工作電路。當且僅當被測系統(tǒng)工作溫度降為120°時，該過溫保護電路輸出低電平，以示電路正常工作。如果電源電壓是2.5V、3.2V、5.7V時，圖3所示是新型的過溫保護電路關(guān)斷和遲滯特性曲線?？梢?，電壓較低時，電路正常工作，電壓改變對關(guān)斷溫度和遲滯影響甚微。在6種不同的邊界條件下，圖4是VDD為3.2V時過溫關(guān)斷和遲滯特性曲線，145°～155°是它的溫度變化范圍，115°～125°是遲滯閾值TL的溫度變化范圍。綜上，工藝參數(shù)變化時，熱關(guān)斷閾值TH、遲滯閾值TL基本不變。所以，電源電壓和工藝參數(shù)可以抑制熱關(guān)斷閾值溫度點的漂移。

4結(jié)語

第2篇：電路設(shè)計分析范文

對兩條同寬度、間隙為0．2mm的微帶線傳輸性能進行分析。在HFSS建立利用金絲鍵合實現(xiàn)兩微帶互聯(lián)的模型，通過仿真發(fā)現(xiàn)插入損耗和回波損耗隨著頻率的增加而增加，在頻率為25GHz處插入損耗為0．07dB，回波損耗為－17．2dB；在38GHz處插入損耗為0．2dB，回波損耗小于－14．9dB。因此微波性能的惡化主要由微帶線寬度躍變引起。

1．1微帶線寬度躍變的補償方法針對于寬度躍變，RakeshChadha和K．C．Gupta提出了切角補償法，通過自窄邊向?qū)掃叿较蚯腥ゲ糠治Ь€的方法對不連續(xù)性進行補償，如圖5（a）所示。利用P．C．Sharma和K．C．Gupta提出的二維微波電路的反分割方法分析了切角θ為30°、45°和60°時的補償特性，結(jié)果表明θ＝60°時，補償效果最佳。Malherbe和Steyn提出了邊緣漸變補償法，在寬度不同的傳輸線之間增加一段寬度漸變的傳輸線，使得兩條傳輸線的特征阻抗連續(xù)變化，抵消不連續(xù)電容，如圖5（b）所示。切角補償法幾何形狀簡單，但僅在一定的介電常數(shù)和阻抗比（即一定的微帶寬度比）范圍內(nèi)有效，邊緣漸變補償法只針對于寬度躍變產(chǎn)生的電容效應進行了消除。在上述典型互聯(lián)結(jié)構(gòu)中，兩種微帶線寬度很大，且互聯(lián)時還存在微帶線間隙的不連續(xù)性、金絲寄生效應等，這兩種補償方法無法到達理想的效果。

1．2改進的失配補償方法

微帶與芯片互聯(lián)后的阻抗可以表示為R＋jX（R－jX），補償?shù)哪康膭t是將負載阻抗R＋jX（R－jX）變換為50Ω，實現(xiàn)阻抗匹配。微帶電路中阻抗匹配方式主要包括分立元件匹配和微帶匹配。在高頻端，尤其是毫米波頻段，分立元件寄生效應明顯，裝配時的焊錫流淌等對性能影響大且容易污染芯片，故采用微帶匹配。在微帶與芯片之間加一段高阻微帶線，實現(xiàn)微帶與芯片的匹配互聯(lián)。

2直接互聯(lián)與匹配互聯(lián)的仿真與測試

目前對微帶線不連續(xù)的等效電路的討論均是在同一介質(zhì)基板上，而在微帶芯片互聯(lián)的結(jié)構(gòu)中，微帶線的尺寸跳變和間隙存在于不同介質(zhì)基板上，等效電路中各元件的值發(fā)生變化，且由于微帶尺寸跳變、微帶間隙和鍵合金絲的相互影響，各元件值也不同于單獨的等效模型中元件值，解析方法復雜，通過仿真軟件分析其特性。在HFSS中建立微帶芯片直接互聯(lián)和匹配互聯(lián)的三維模型。GaAs芯片選用長度為1．6mm，厚度為0．102mm的50Ω直通芯片，其襯底的介電常數(shù)為12．9，50Ω微帶線寬度為0．073mm，芯片壓點面積約為0．1mm×0．1mm。微帶基板選擇微波電路中常用的RogersRT5880，厚度為0．254mm的基板，其介電常數(shù)為2．2，50Ω微帶線寬度為0．76mm。用兩根直徑為25μm、跨度為0．35mm、拱高為0．1mm的金絲鍵合在微帶與芯片之間，保證可靠互聯(lián)的同時實現(xiàn)良好的微波傳輸性能。由于無法建立簡單的匹配電路實現(xiàn)全頻帶內(nèi)的匹配，對25～30GHz內(nèi)的匹配電路進行了設(shè)計，通過優(yōu)化確定高阻微帶線的寬度為0．3mm，長度為3．35mm。對直通微帶和加入高阻線的微帶進行加工并制作實物，如圖7所示，其中上側(cè)為直接互聯(lián)，下側(cè)為匹配互聯(lián)。在25～30GHz頻率范圍內(nèi)的仿真結(jié)果表明，匹配互聯(lián)回波損耗小于－20dB，相對于直接互聯(lián)減小了9dB以上；插入損耗小于0．1dB，相對于直接互聯(lián)減小了0．4dB左右。實物測試結(jié)果插入損較大的原因是未減去接頭和微帶線的傳輸損耗。實測結(jié)果趨勢與仿真結(jié)果吻合，表明此補償方法是有效的。進一步的仿真可以發(fā)現(xiàn)，減小高阻微帶線的長度能實現(xiàn)更高頻率的匹配互聯(lián)，采用多枝節(jié)匹配方式能實現(xiàn)較寬帶匹配，但是匹配電路尺寸將會增加。

3結(jié)論

第3篇：電路設(shè)計分析范文

關(guān)鍵詞：無線數(shù)字發(fā)射器FSK

1無線數(shù)字發(fā)射電路

無線數(shù)字發(fā)射電路采用無線發(fā)射芯片TRF4900。TRF4900是TI公司生產(chǎn)的、單片集成的、低價格的、能提供完全功能的多通道FSK發(fā)射器。芯片能滿足在歐洲868MHz頻帶和北美915MHzISM頻帶的線性(FM)或者數(shù)字（FSK）發(fā)射應用。單片發(fā)射器芯片工作電壓2.2～3.6V，典型發(fā)射功率為7dBm，并具有低的功率消耗。24位直接數(shù)字合成器有11位DAC，合成器有大約230Hz的通道空間，允許窄帶和寬帶應用。兩個完全可編程工作模式--模式0和模式1，允許非?？斓卦趦蓚€預先編程的設(shè)置之間轉(zhuǎn)換（例如發(fā)射頻率0或者發(fā)射頻率1）。芯片內(nèi)集成壓控振蕩器（VCO）、鎖相環(huán)（PLL）和基準振蕩器，僅需要極少的外部元件即可構(gòu)成一個完整的發(fā)射電路。TRF4900通過串行接口連接到TIMSP430微控制器。發(fā)射器的每一個功能塊能夠通過串行接口編程設(shè)置其功能。TRF4900應用電路如圖1所示。

圖1TRF4900應用電路

2與微控制器連接電路

TRF4900通過串行接口連接到TI的MSP430微控制器，如圖2所示。

TRF4900的引腳23（LOCKDET），PLL鎖相檢測輸出，有效為高電平。當LOCKDET=1時，PLL鎖定。引腳11（MODE），模式選擇輸入，器件在模式0和模式1的功能能夠通過串行控制接口的A、B、C、D字編程。引腳12（），睡眠控制，低電平有效。當=0時，控制寄存器的內(nèi)容仍然有效，能夠通過串行控制接口編程。引腳14（TX-DATA），數(shù)字調(diào)制輸入，為載波的FSK/FM調(diào)制，高電平有效。

串行控制接口是一個3線單向串行總線（CLOCK串行接口時鐘信號，DATA串行接口數(shù)據(jù)信號，STROBE串行接口選通信號），用來編程TRF4900。接口內(nèi)部的寄存器包含所有用戶可編程變量，包括DDS頻率設(shè)置，也包括所有的控制寄存器。串行接口的時序如圖3所示。

在CLOCK信號的每一個上升沿，DATA引腳端上的邏輯值被寫入24位的移位寄存器。設(shè)置STROBE端為高電平，編程的信息被裝入選擇的鎖存器。當STROBE信號為高時，DATA和CLOCK線必須為低。因此，STROBE與CLOCK的信號是不同步的。串行接口能被編程工作在有效狀態(tài)或者睡眠狀態(tài)（待機模式）。

圖3串行接口時序圖

3TRF4900的設(shè)置

TRF4900的直接數(shù)字合成器DDS是基于用數(shù)字辦法產(chǎn)生正弦波信號的。DDS由累加器、正弦波查找表、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、低通濾波器組成。所有數(shù)字功能塊的時鐘由基準振蕩器提供。DDS利用一個N位加法器從0到2N計數(shù)，根據(jù)在頻率寄存器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范產(chǎn)生數(shù)字階梯波，來構(gòu)造一個模擬正弦波。N位計數(shù)器的輸出寄存器的每一個數(shù)字，用來選擇正弦波查找表中相應的正弦波數(shù)值輸出。在數(shù)/模轉(zhuǎn)換后，低通濾波器用來抑制不需要的寄生響應。模擬輸出信號能用來作為PLL的參考輸入信號。PLL電路根據(jù)預先確定的系數(shù)倍乘基準頻率。

基準振蕩器的頻率fref是DDS的采樣頻率，同時也確定最高的DDS輸出頻率，與累加器的位數(shù)一起，可以計算DDS的頻率分辨率。TRF4900的最小頻率步長可由下式計算：

Δf=N×(fref/224)

24位的累加器能夠通過兩個22位的頻率設(shè)置寄存器編程（A字確定模式0的頻率，B字確定模式1的頻率），同時寄存器的兩個MSB位設(shè)置為0。因此，DDS系統(tǒng)的最大位權(quán)減少到1/8，如圖4所示。

這個位權(quán)與VCO輸出頻率（fref/8）×N相適應。根據(jù)在MODE端的邏輯電平，內(nèi)部選擇邏輯裝載DDS-0或者DDS-1頻率到頻率寄存器。VCO的輸出頻率fout是由DDS-x頻率設(shè)置決定的（DSS-0在A字中，DDS-1在B字中），VCO的輸出頻率fout計算公式如下：

fout=DDS_x×N×(fref/224)=N×[(fref×DDS_x)/224]

如果選擇FSK調(diào)制（MM=0，C字，16位），則8位FSK頻偏寄存器能被用來編程2-FSK調(diào)制的頻偏。頻偏寄存器的8位在24位DDS頻率寄存器中，LSB設(shè)置為0，總的FSK頻偏由下式計算：

Δf2-FSK=N×[(DEV×fref)/222]

因此，2-FSK頻率由在TX-DATA上的電平設(shè)置，計算公式如下：

fout1:TX_DATA=low=N×[(fref×DDS_x)/224]

fout2:TX_DATA=High=N×[fref×(DDS_x+4×DEV)]/224

這個調(diào)頻輸出信號用來作為PLL電路的基準輸入信號。2-FSK調(diào)制信道寬度（頻偏）和信道間距是軟件可編程的。最小信道寬度和最小信道間距取決于RF系統(tǒng)頻率設(shè)計，中心頻率fcenter=(fout1+fout2)/2。當FSK發(fā)射時，中心頻率fcenter被認為是有效的載波頻率。

鎖相環(huán)由相位檢波器（PD）、鑒頻器（PD）、充電泵、VCO、外接的回路濾波器和在反饋回路中的可編程的預分頻器（N分頻器）組成。當使用外部VCO時，x-VCO位將被設(shè)置為0。分頻器是可編程的，分頻系數(shù)N能由C字設(shè)置成256或512。

功率放大器(PA)能夠由在D字中的P0和P1兩位編程，提供可變的輸出功率電平。

圖5串行控制字格式

TRF4900的控制字是24位。第1個引入位是最高有效位(MSB)，完成對TRF4900的編程；4個24位的字必須設(shè)置，即必須設(shè)置A、B、C、D字。圖5給出定義的4個控制字。表1、表2和表3描述每個參數(shù)的功能，表4為在FSK模式下的發(fā)射頻率。

表1模式0控制寄存器描述

符號位的位置位數(shù)描述加電源后的內(nèi)部設(shè)置

默認狀態(tài)默認值

0-PA[10-9]2功率放大器模式

P1P0

00=失效

01=衰減10dB，通過TX-DATA使能調(diào)制

10=衰減20dB，通過TX-DATA使能調(diào)制

11=衰減0dB，通過TX-DATA使能調(diào)制失效00b

0-VCO[11]1在操作期間，這個引腳端將總是被使能（1=使能），除非使用外的VCO失效0b

0-PLL[12]1使能PLL，1=使能，0=失效失效0b

表2模式1控制寄存器描述

符號位的位置位數(shù)描述加電源后的內(nèi)部設(shè)置

默認狀態(tài)默認值

1-PA[10-9]2功率放大器模式

P1P0

00=失效

01=衰減10dB，通過TX-DATA使能調(diào)制

10=衰減20dB，通過TX-DATA使能調(diào)制

11=衰減0dB，通過TX-DATA使能調(diào)制失效00b

1-VCO[11]1在操作期間，這個引腳端將總是被使能（1=使能），除非使用外部VCO失效0b

1-PLL[12]1使能PLL，1=使能，0=失效失效0b

表3輔助控制寄存器描述

符號字位的位置位數(shù)描述加電源后的內(nèi)部設(shè)置

默認狀態(tài)默認值

DDS-0A字[21-0]22模式0DDS頻率設(shè)置0全為0

DDS-1B字[21-0]22模式1DDS頻率設(shè)置0全為0

DEVD字[20-13]8FSK分頻率寄存器0全為0

APLLC字[20-18]3捕獲頻率的加速因子

A2A1A0

000=1

001=20

011=60

┊

111=1400000b

NPLLC字[17]1PLL分頻率

0=256

1=5122560b

MMC字[16]1調(diào)制模式選擇。為FSK數(shù)據(jù)輸入設(shè)置

TC-DATA引腳端行為。

0=FSK/FM

1=不使用FSK模式0b

表4在FSK模式發(fā)射頻率（MM位設(shè)置為0）

引腳端發(fā)射頻率

STDBYMODETX-DATA

100fout=fref×N×(DDS_0)/224

101fout=fref×N×(DDS_0+4×DEV)/224

110fout=fref×N×(DDS_1)/224

111fout=fref×N×(DDS_1+4×dev)/224

第4篇：電路設(shè)計分析范文

【關(guān)鍵詞】高中實驗；電路知識；電路設(shè)計

引言

高中電學實驗是同學們較難掌握的一系列知識點。很多同學反映由于知識結(jié)構(gòu)不清晰，對基礎(chǔ)知識的把握不到位，往往對于老師講過的內(nèi)容不能形成一個系統(tǒng)整體的認識，而對其中需要注意的細節(jié)問題又經(jīng)常做不到全面考慮，導致理論知識不清晰，實驗設(shè)計和操作就不容易把握。因此，學習理解電路設(shè)計實驗要從練習掌握必要的知識，熟悉常見問題，關(guān)注實驗設(shè)計的思路和步驟入手。在諸多電學實驗中，電阻的測量是一個主要實驗方面，下面就舉例陳述測量電阻中的一些知識問題。

1.電路實驗需要的基本知識

1.1選擇合適的元件

在進行電路實驗的過程中，首先要選擇適合的元件，其中包括元件的量程、型號。主要是電源和電表的選擇，電源和電表的量程選擇首先考慮要大于電路的最大電流或電壓，然后在不超過量程的前提下，盡量選擇小量程以提高精確度。

1.2準確把握各個電路元件的使用方法和規(guī)則

電表的讀數(shù)是一個易錯點，因其表盤的特殊性，兩個量程的讀數(shù)在同一表盤上，在讀數(shù)時容易看錯量程和估讀值?；瑒幼冏杵鞯氖褂靡残枰⒁?，下面兩個加上面一個接線柱是分壓接，一下一上是限流接，分壓時使用的是全部電阻，限流時只使用部分電阻，其余是閑置的。而由于電流表的分壓作用和電壓表的分流作用，電表的讀數(shù)并不總是準確的，在不可避免的誤差前，我們需要通過計算分析，選擇誤差產(chǎn)生較小的方案，于是電流表什么時候需要外接，什么時候需要內(nèi)接，都需要具體分析。在待測電阻阻值遠小于電壓表的內(nèi)阻阻值時，可以忽略電壓表的分流作用，選擇電流表外接電路，而在待測電阻阻值遠大于電流表內(nèi)阻時，電流表的分壓作用就可以忽略，于是選擇電流表內(nèi)接電路。

1.3熟悉電路構(gòu)成，加強對特殊電路的記憶與理解

伏安法測電阻的電路是非常重要的一個知識點，其中涉及分壓電路的選擇和使用。這里展開分壓式的適應情況和不適情況，一般來說，限流式電路更為簡單有效，而分壓式電路誤差更小，用途更廣，在一些特定情況下必須要選擇分壓式電路設(shè)計。必須選擇分壓式電路的情況有：當要求電路中的電壓或電流從0變化時；當待測電阻的估計值遠大于滑動變阻器的最大量程時；當限流的最小值仍大于待測電阻的額定最大值時。在這些情況下都是必須選擇分壓式。而在沒有這些特殊要求時，一般來說限流分壓都是可以選擇的。

1.4常用測量方法

測電阻的常用方法主要有：歐姆表，替代法，伏安法，比例法，半偏法等。歐姆表是最直接的方法，在多個電阻的測量中最常用。替代法也是很有效的一種方法，基本思想是等效替代，可以采用電流等效也可以采用電壓等效原則，在有合適電阻箱的情況下可以很容易測量出電阻值。伏安法是最常用最重要的一種方法，原理是歐姆定律，這種方法可以有多種變式，如可以選擇限流法和分壓法電路，在只有一個電表時，可以用標準電阻代替，如果已知了電表內(nèi)阻，還可以把電流表當做電壓表使用，把電壓表當做電流表使用而只需進行一些簡單變式計算。比例法的思想在許多地方都有應用，如曹沖稱象，原則是在已知標準量的情況下，找出待測量與標準量之間的比例關(guān)系，就可以得出待測量的具體數(shù)值。

2.電路設(shè)計的一般思路

2.1確定實驗目的

在實驗設(shè)計前，前提是首先確定實驗目的。實驗目的給了設(shè)計者一個目標和方向，更是檢驗實驗是否成功的對照標準，沒有目的的實驗是沒有意義的。

2.2選擇設(shè)計方案

根據(jù)實驗目的，依據(jù)相關(guān)的物理知識選擇實驗方案并作出原理結(jié)構(gòu)圖。在設(shè)計實驗方案的過程中要進行相關(guān)的計算分析，這些對于電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計，元件的選擇都是必要的。包括電流表應設(shè)計內(nèi)接還是外接，滑動變阻器應采取分壓式接法還是限流式接法，路結(jié)構(gòu)原理選擇伏安法還是半偏法等等。

2.3選擇合適的實驗器材

確定了實驗的目的和方案，就可以依據(jù)計算和設(shè)計方案進行器材的選擇了。器材的選擇要遵循幾個原則，分別為安全性原則，準確性原則，操作實用性原則。安全原則主要是避免燒毀現(xiàn)象，需要考慮到哪些部分可能會出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象，一般最主要的是看量程和電路結(jié)構(gòu)的合理性。準確性原則是為了保證實驗結(jié)果的最大可靠性，盡量減少實驗器材引起的誤差，包括選擇更精確的量程電表。操作實用性原則是指實驗設(shè)計方案需要考慮實際操作，如滑動變阻器的選擇中，當使用限流式電路時，滑動變阻器的一部分是使用不到的，這時候如果選用不適合的滑動變阻器，就會出現(xiàn)電阻變化不易控制的問題，這種問題在設(shè)計方案時是不需要考慮的，但在器材選擇中就需要注意了。

3.結(jié)束語

電路實驗的設(shè)計是對于電學知識的一種檢驗也是一種深化。實驗設(shè)計的前提是知識的掌握，而設(shè)計的成功需要同學們在頭腦中形成一個清晰的知識脈絡(luò)。實驗設(shè)計是對基礎(chǔ)知識的一個整體反映，設(shè)計的思路是來源于知識的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的。正如你需要了解電路結(jié)構(gòu)和原理，才能去選擇合適的方法，你能夠計算出測量的理論數(shù)值，才能夠去選擇合適的實驗器材。因此，實驗設(shè)計首先要扎實知識基本功，這一點是同學們進行實驗設(shè)計的過程中需要時刻牢記的。

【參考文獻】

[1]王心應.高中物理電學實驗中的電路設(shè)計分析[J].中學生數(shù)理化（教與學），2015-04-20

第5篇：電路設(shè)計分析范文

[關(guān)鍵詞]公路設(shè)計；重要性；關(guān)鍵問題

中圖分類號：U412.36+6 文獻標識碼：A 文章編號：

一、公路設(shè)計的重要性

公路幾何線形設(shè)計要考慮公路平面線形、縱斷面線形兩種線形以及橫斷面的組成相協(xié)調(diào)，還要注意視距的暢通等。確定公路幾何線形時，在考慮地形、地物、土地的合理利用及環(huán)境保護因素時，要充分利用公路幾何組成部分的合理尺寸和線形組合，從施工、養(yǎng)護、經(jīng)濟、交通運行等角度出發(fā)，保證平面、縱斷面、橫斷面的組成相協(xié)調(diào)。線形的好壞，對交通流的安全具有極其重要的作用，如果公路線形不合理，則會降低公路通行能力，造成運輸者時間和經(jīng)濟上的損失，而且更不能容忍的是會誘發(fā)大大小小、各種各樣的交通事故。合理、優(yōu)質(zhì)的公路設(shè)計，可以提供清晰醍目的行車方向，提供足夠的視距及其他信息，能夠符合駕駛?cè)藛T普遍期望的設(shè)計效果。在公路設(shè)計中，影響交通安全的因素雖然是多方面的（主要包括公路幾何線形、路面設(shè)計、安全設(shè)施、構(gòu)造物位置及形狀設(shè)計），而公路幾何設(shè)計對公路的安全性則起到先決的作用，一旦通過選線確定公路走向并由此確定幾何線形，則其他項目幾乎都已經(jīng)隨選定的幾何線形得以確定，其他如橋涵構(gòu)造物的位置、安全設(shè)施等幾乎只是成了更趨于合理的問題了。

二、公路設(shè)計要點

1、縱面設(shè)計

縱面線形應注意縱向坡度和變坡點處的豎曲線兩類。道路原則上按在同一設(shè)計車速路段保持同一行駛狀態(tài)來進行設(shè)計，縱向坡度和別的線形因素不同，受車輛和行駛性能的影響較大。爬坡能力明顯不同的車輛混在一起，不采用適當縱向坡度和在路段設(shè)置爬坡車道，就會成為道路通行能力低和發(fā)生交通事故的主要原因。縱向坡度的標準值，要在經(jīng)濟容許范圍內(nèi)按盡可能較少的降低車輛速度的原則來確定。在連續(xù)下坡時，車速越來越快，不安全，因此必須控制坡長。高速公路、一級公路應對縱坡長度受限路段采用平均坡度法進行驗算。一般，凸曲線段事故率要比水平段高，小半徑凸曲線往往成為事故的誘因。豎曲線頻繁變換會影響行車視距，嚴重降低公路安全性。在夜間沒有照明的公路，凹曲線必須考慮視距問題。

2、橫斷面設(shè)計

公路的路面橫向分布即路幅寬的布置方式對交通安全也有一定的影響，車行道、路緣帶、路肩以及中央分隔帶的形狀和尺寸，都應根據(jù)使用功能、交通量大小、交通流的組成以及安全行車要求進行合理設(shè)計，做到連續(xù)性和一致性。交通事故數(shù)的相對值與車行道寬度有直接關(guān)系，一般隨車行道寬度的變窄而增加，但如果車行道過寬，易形成一個車道兩列車并行行駛，因此，一般車行道的寬度控制在3.5～4.0米之間。車行道寬度的有效利用，在很大程度上取決于路緣帶和路肩的狀況，高速公路設(shè)置規(guī)定寬度的路緣帶能起到分隔車行道和路肩、車行道和分隔帶的作用，并誘導駕駛員，有利于安全行駛。橋面寬度與路基寬度不一致時，或者橋上的人行道與護攔引起路面、路肩寬度發(fā)生變化時，或者跨線橋下車行道側(cè)面的橋墩、橋臺過近，側(cè)向余寬不夠時，都會引起駕駛員心理作用發(fā)生變化，導致不應有的事故發(fā)生，因此，在設(shè)計過程中，對此類問題要高度重視。

3、平縱橫組合設(shè)計

平縱線形的組合，對視覺誘導起重要作用，在視覺上違背自然誘導的線形組合是導致事故多發(fā)的主要原因。在平縱線形設(shè)計中，要避免豎曲線與回旋曲線重合，特別是凹形豎曲線與平面上兩反向回旋線的拐點重合；避免豎曲線頂部有急彎，以免駕駛員靠近頂部來不及判斷，從而造成速度過高引發(fā)交通事故。在平曲線的組合中，盡量避免或少采用反向曲線、斷背曲線和復曲線?？雌饋砼で穆范?，破壞了線形的一致性，造成駕駛員心理、視覺不舒服，對線形變化不適應，使視覺誘導紊亂，往往是行駛上危險的路段。特別是行車速度較高時，公路粗線條的輪廓成了駕駛員判斷方向的重要因素，因此特別應該注意線形的配合與視覺效果。

4、視距設(shè)計

視距是駕駛員在公路上能夠清楚看到前方道路某處的距離，是公路幾何設(shè)計的重要因素。足夠的視距對保證行車安全，提高通行能力將起到重要作用。在行駛過程中，路況信息要有足夠的時間來處理，就要選擇足夠的行駛距離來完成。在視距設(shè)計過程中，反應時間的取值要大于所有駕駛員的正常平均值，特別在復雜情況下，如交叉口、立交匝道處、車道變化處、交通標志等設(shè)施處，在取反應時間時，應增加判斷時間，該值應大于2.5s。因此，設(shè)計中應該注意停車視距、會車視距、錯車視距、超車視距的設(shè)計與計算。

5、邊溝優(yōu)化設(shè)計

根據(jù)公路改建設(shè)計時除少量需要改線或拓寬路基外，大多在原公路路基上砌筑護肩形成新的路基。改線和拓寬路基形成新的塹坡或堤坡，砌筑護肩形成新的路堤。邊溝的優(yōu)化設(shè)計在排水系統(tǒng)設(shè)計完成后進行，先檢查滿足路基挖方地段和填筑高度小于邊溝深度的填方地段是否均按要求設(shè)置了邊溝，然后結(jié)合路線縱斷面及地形、地質(zhì)條件對邊溝優(yōu)化設(shè)計。

5.1塹坡坡腳邊溝應連續(xù)設(shè)置：由于改線及拓寬路基形成的塹坡一側(cè)及填方高度小于邊溝深度地段已經(jīng)設(shè)計了邊溝。優(yōu)化設(shè)計只需在填筑高度大于邊溝深度地段根據(jù)縱斷面圖和地形圖決定是否增設(shè)邊溝（C橫斷面右側(cè)）。

5.2連續(xù)堤坡一側(cè)不設(shè)邊溝：由于最初設(shè)計時填方高度小于邊溝深度的地段均設(shè)置邊溝，并沒有考慮地形及縱坡的實際情況，優(yōu)化時取消連續(xù)堤坡一側(cè)邊溝，根據(jù)路基外具體情況決定采用土質(zhì)邊溝或降低路基外土體（B斷面左側(cè)）。

5.3越嶺埡口路塹邊溝優(yōu)化：山區(qū)公路越嶺埡口路塹一般較短，多數(shù)小于50米。越嶺埡口靠連續(xù)堤坡側(cè)邊溝可根據(jù)路塹的長度、路線縱坡及地層情況決定是否設(shè)置漿砌片石邊溝。對于長度短（小于30米）、縱坡小、邊坡矮且處于平曲線外側(cè)地段可不設(shè)置加固邊溝，只需開挖土質(zhì)邊溝就能滿足要求。而長度大于30米的路塹則需要設(shè)置加固邊溝。

三、結(jié)論

公路交通安全研究是一個涉及多因素的動態(tài)系統(tǒng)工程，大量交通事故表明，整個交通系統(tǒng)中公路屬于基礎(chǔ)設(shè)施，是交通安全的一項重要因素。良好的道路幾何線形，平整堅固的路面結(jié)構(gòu)，清晰易懂的交通標志，合理有效的防護措施等都能為駕駛員提供安全可靠的行車條件。

參考文獻：

第6篇：電路設(shè)計分析范文

【關(guān)鍵詞】鐵路；路基；填挖；邊坡；取土；棄土

中圖分類號：U213.1文獻標識碼： A 文章編號：

鐵路路基的設(shè)計，包括路基的縱斷面和橫斷面各部分幾何尺寸的設(shè)計，還應包括局部區(qū)段或個別點段的平面布設(shè)。通過對鐵路路基縱橫斷面的合理設(shè)計和平面的恰當布置，達到鐵路不被沙埋和風蝕的目的。以下主要是對鐵路路基設(shè)計的幾個要點做了簡要分析。

1、信息采集

在進行路基設(shè)計之前，應做好全面調(diào)查研究，充分收集沿線地質(zhì)、地形、水文、地貌、地震、氣象等相關(guān)設(shè)計資料。如果是鐵路改建或擴建工程的設(shè)計，除上述信息外，還應收集歷年路況資料及當?shù)芈坊姆瓭{、崩塌、水毀、沉降變形等病害的防治經(jīng)驗。路基設(shè)計階段應根據(jù)當?shù)刈匀粭l件和工程地質(zhì)狀況，確定合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度。河谷地段不宜侵占河床，應該根據(jù)具體情況設(shè)置其它的結(jié)構(gòu)物和防護工程。

2、地基表層設(shè)計

地基表層的設(shè)計，首先要穩(wěn)定斜坡上地基的表層，應該滿足以下要求：當?shù)孛鏅M坡緩于1：5時，可以將表層的草皮等清除干凈后，在天然地面上填筑路堤。如果地面橫坡在1：5至1：2.5時，應在原地面進行挖臺階處理，臺階寬度應大于2米。當基巖面上的覆蓋層較薄時，應先清除覆蓋層再進行挖臺階處理。當?shù)孛鏅M坡陡于1：2.5時，陡坡段的路堤，必須經(jīng)檢算，確保路堤整體沿基底及基底下軟弱層滑動的穩(wěn)定性，抗滑穩(wěn)定系數(shù)也應滿足要求，否則應采取改善基底條件或設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物等防滑措施。當?shù)叵滤绊懧返谭€(wěn)定時，應采取攔截引排地下水或在路堤底部填筑滲水性好的材料等措施。在稻田、湖塘等地質(zhì)穩(wěn)定性較差的地段，應視具體情況采取排水、清淤、晾曬、換填、加筋、外摻無機結(jié)合料等處理措施。

3、 路塹設(shè)計

路塹邊坡形式及坡度應根據(jù)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、邊坡高度、施工方法，結(jié)合自然穩(wěn)定邊坡和人工邊坡的調(diào)查綜合確定。必要時可采用穩(wěn)定分析方法予以檢算。當挖方邊坡較高時,可根據(jù)不同的土、巖石性質(zhì)和穩(wěn)定要求開挖成折線式或臺階式邊坡，邊溝外側(cè)應設(shè)置碎落臺，其寬度不宜小于1.0米；臺階式邊坡中部應設(shè)置邊坡平臺，邊坡平臺的寬度不宜小于2米。

當邊坡有積水濕地、地下水滲出或地下水露頭時，應根據(jù)實際情況設(shè)置地下滲溝、邊坡滲溝或仰斜式排水孔，或在上游沿垂直地下水流向設(shè)置地下排水隧洞以攔截地下水等排導設(shè)施。根據(jù)邊坡穩(wěn)定情況和周圍環(huán)境確定邊坡坡面防護形式，邊坡防護應采取工程防護與植物防護相結(jié)合，穩(wěn)定性差的邊坡應設(shè)置綜合支擋工程。條件許可時，宜優(yōu)先采用有利于生態(tài)環(huán)境保護的防護措施。

4、高邊坡路堤與陡坡路堤設(shè)計

高邊坡路堤與陡坡路堤設(shè)計的應該符合設(shè)計與動態(tài)設(shè)計的要求，充分了解現(xiàn)場的實際情況，對地質(zhì)條件、填料的來源都有了清楚的了解，再結(jié)合路堤斷面、邊坡防護、地基穩(wěn)定、排水措施等多方面進行設(shè)計。當遇到實際情況有所變化的時候，應該及時進行調(diào)整，確保路基的穩(wěn)定。對特別重要的路堤，應該進行個別勘察設(shè)計，同時進行穩(wěn)定性監(jiān)控。

5、路基填挖交界處設(shè)計

半填半挖路基的填料應綜合設(shè)計，當挖方區(qū)為土質(zhì)時，應優(yōu)先采用滲水性好的材料填筑，對挖方區(qū)路床0.80米范圍土質(zhì)進行超挖回填碾壓，并在填挖交界處路床范圍鋪設(shè)土工格柵；當挖方區(qū)為堅硬巖石時，宜采用填石路基。

對于地下排水系統(tǒng)的設(shè)計，應根據(jù)地下水出露情況和巖土性質(zhì)確定，一套完善的道路地下排水系統(tǒng)，除在邊溝下設(shè)置縱向滲溝外,應在填挖之間設(shè)置橫向或縱向滲溝?？v向填挖交界處應設(shè)置過渡段，土質(zhì)地段過渡段宜采用級配較好的礫類土、砂類土、碎石填筑，巖石地段過渡段可采用填石路堤。

陡坡上的半填半挖路基，可根據(jù)地形、地質(zhì)條件，采用護肩、砌石或擋土墻；當山坡高陡或穩(wěn)定性差，不宜多挖時，可采用橋梁、懸出路臺等構(gòu)造物。沿河路基邊緣應設(shè)置必要的防護設(shè)施，并且路基廢方應妥善處理，以免造成河床堵塞、河流改道或沖毀沿線構(gòu)造物、農(nóng)田、房屋等不良后果。路床填料最大粒徑應小于100毫米，路床頂面橫坡應與路拱橫坡一致。路床設(shè)計應根據(jù)土質(zhì)、降水量、地下水類型及埋藏深度、加固材料來源等，經(jīng)比選采用就地碾壓、換土或土質(zhì)改良、加強。

6、挖方高邊坡設(shè)計

土質(zhì)挖方邊坡高度超過20米、巖石挖方邊坡高度超過30米、以及不良地質(zhì)、特殊巖土地段的挖方邊坡，應進行個別勘察設(shè)計。邊坡工程勘探宜采用鉆探、坑（井、槽）探與物探等相結(jié)合的綜合方法，必要時可輔以硐探。邊坡工程地質(zhì)勘察應滿足要求：

7、路基取土設(shè)計

路線外集中取土坑的設(shè)置，應根據(jù)各地段所需取土數(shù)量，并結(jié)合路基排水、地形、土質(zhì)、施工方法等，作出統(tǒng)一設(shè)計。取土坑設(shè)置應符合下列規(guī)定：首先，取土坑至路基之間的距離不得影響路基邊坡穩(wěn)定。其次，兼作排水坑的取土坑，應確保水流通暢排泄，其深度不宜超過該地區(qū)地下水水位，取土坑的縱坡不應小于千分之二，平坦地段也不應小于千分之一。

8、路基棄土設(shè)計

路基棄土堆設(shè)計應與當?shù)剞r(nóng)田建設(shè)和自然環(huán)境相結(jié)合，并注意保護林木、農(nóng)田、房屋及其它工程設(shè)施。棄土堆應合理設(shè)置，不得影響路基穩(wěn)定及斜坡穩(wěn)定。棄土堆應堆放規(guī)則，進行適當碾壓，并應采取必要的排水、防護和綠化措施。沿河棄土時，應防止加劇下游路基與河岸的沖刷，避免棄土阻塞、污染河道，必要時應設(shè)置防護支擋工程。橋頭棄土不得擠壓橋墩，阻塞橋孔。

9、結(jié)語

鐵路路基的設(shè)計需要緊密的結(jié)合地形、地貌等自然條件，特別是鐵路的設(shè)計，更應該注重質(zhì)量和與環(huán)境的協(xié)調(diào)，確保在經(jīng)濟、穩(wěn)定橫斷面的控制下，做到路基斷面的平緩、舒暢、短捷的設(shè)計效果。

第7篇：電路設(shè)計分析范文

1.1架空線路路徑選擇

架空線路路徑選擇應盡量選擇地勢平緩、靠近場內(nèi)道路的位置，應盡量避開洼地、沖刷地帶、不良地質(zhì)區(qū)域、林木砍伐量較大及其它影響線路安全運行的區(qū)域。對于海濱、灘涂、河網(wǎng)、泥沼等區(qū)域的架空線路，線路路徑盡量在場內(nèi)道路邊緣的田埂邊、養(yǎng)殖塘塘角位置。另外還應避免電功率潮流迂回現(xiàn)象。

1.2桿塔結(jié)構(gòu)型式

對于丘陵山地、荒漠平原地區(qū)的風電場，場內(nèi)架空線路直線桿塔可采用鋼筋混凝土電桿，終端和轉(zhuǎn)角桿塔可采用國內(nèi)定型的自立式角鋼鐵塔或混凝土電桿；對于海濱、灘涂、河網(wǎng)、泥沼等區(qū)域的架空線路，桿塔型式宜采用自立式角鋼鐵塔；對于少數(shù)風電場征地費用高、施工難度大的區(qū)域，可采用鋼管桿型式。

1.3防雷接地

風電場內(nèi)35kV架空線路應全線架設(shè)避雷線，且逐基接地；10kV架空線路一般只需電纜上桿桿塔接地，若處于多雷區(qū)時全線也需架設(shè)避雷線且逐基接地。

1.4重覆冰地區(qū)線路設(shè)計

風電場中對于重覆冰地區(qū)的架空線路設(shè)計應注重采用避冰和抗冰措施。（1）避冰措施：線路路徑選擇時應盡量做到避免橫跨埡口、風道和通過湖泊、水庫等容易覆冰地段，通過山嶺地帶時應沿覆冰時的背風坡或山體陽坡走線。（2）抗冰措施：首先重覆冰地區(qū)的架空線路定位檔距不宜過大，同時要求各檔距間盡量均勻，以減少不平衡張力；其次各相鄰檔的高低差也需要減少，以避免脫冰跳躍和不均勻覆冰時對絕緣子的破壞；再次需根據(jù)覆冰的嚴重程度，選擇適當?shù)慕^緣子、金具、導線和桿塔型式，必要時可進行特殊設(shè)計以應對冰災對風電場線路的危害。

2電力電纜線路設(shè)計的優(yōu)化

2.1電力電纜路徑及敷設(shè)方式

風電場電纜敷設(shè)路徑首先要避免電纜遭受機械外力、過熱和腐蝕等危害，其次應盡量結(jié)合場內(nèi)道路，在滿足安全的條件下，保證電纜路徑最短。風電場電纜敷設(shè)主要采用直埋方式。電纜敷設(shè)于非凍土地區(qū)時，電纜外皮至地面深度不得小于0.7m，當位于行車道或耕地時，應加深至1m以上；直埋電纜敷設(shè)于凍土地區(qū)時，為防止凍脹對電纜產(chǎn)生危害，宜將電纜敷設(shè)于凍土層以下，如無法埋深，可埋設(shè)在土壤排水性好的干燥凍土層或回填土中。風電場電纜敷設(shè)路徑如遇到大塊盤石等不宜開挖電纜溝地區(qū)，可采用明敷，主要采用電纜橋架方式；如遇到石油管線等交叉跨越困難地區(qū)，也可采用拉管方式敷設(shè)，該方式利用導向鉆機和導向儀設(shè)計出軌道和鉆孔，然后回拉擴孔，并將敷設(shè)套管拉入鉆孔中，最后將電纜牽引至套管完成對電纜的敷設(shè)，拉管施工流程如圖1所示，該方案施工占地較小，破路及路面恢復工作少，在風電場電纜敷設(shè)施工過程中起了很大的作用。

2.2電力電纜型號選擇

2.2.1電纜導體材質(zhì)及截面選擇

考慮到工程造價，風電場的高壓電力電纜導體優(yōu)先選用鋁芯，在滿足電壓降及修正后的載流量的前提下利用經(jīng)濟電流密度計算合適的電纜截面，如線路路徑較長，所需電纜量較多，載流量及電壓降達不到規(guī)范要求時，電纜導體可選擇銅芯或者更大截面，但風電場內(nèi)較長段（超過電纜廠家最大生產(chǎn)盤長時）電纜截面一般不宜超過300mm2，如電纜截面選擇過大，電纜分段及中間接頭增多，這樣對線路的長期運行是不利的。如果選銅芯電纜或者增加截面仍不能滿足要求時，可考慮降低單回線路的容量來解決。

2.2.2電纜絕緣類型選擇

風電場選用的電纜的絕緣水平及絕緣類型應嚴格遵守相應的規(guī)程規(guī)范，考慮到集電線路的供電重要性，電力電纜導體與絕緣屏蔽或金屬套之間的額定電壓V0應不低于其133%的使用回路工作相電壓V，即35kV電纜的V0/V選取26/35，10kV電纜的V0/V選取6/10。

3集電線路設(shè)備選型的優(yōu)化

3.1線路型避雷器

風電場箱變至架空線連接電纜登塔處需安裝避雷器，線路避雷器一般選用氧化鋅型，該避雷器結(jié)構(gòu)簡單，具有通流容量大、無間隙、無續(xù)流等優(yōu)點。氧化鋅避雷器按其安裝方式不同大致可分3種類型：懸掛式、支座式和支柱式。懸掛式避雷器一般安裝于桿塔橫擔上，安裝較方便，但由于其位置較高，不利于將來的運行維護；支座式避雷器一般安裝在桿塔中下部位置，為保證與桿塔的安全距離，需安裝復雜的固定鋼支架；支柱式避雷器的安裝可選擇橫置、豎置或吊裝等承力或者不承力方式，同時可兼作支柱式絕緣子使用。由于支柱式避雷器安裝方式多樣，且不需要復雜的鋼結(jié)構(gòu)支架，因此可作為設(shè)計首選。風電場的線路避雷器需配備計數(shù)器，以便巡檢人員根據(jù)計數(shù)器了解線路中發(fā)生雷擊的次數(shù)，如雷擊次數(shù)較多，應及時檢測避雷器是否損壞，以保證線路的安全運行。此外，有些廠家還開發(fā)出新型避雷器，下面介紹兩種：第1種是帶脫離器的避雷器，脫離器是利用避雷器損壞時其工頻故障電流持續(xù)增大，使脫離器內(nèi)部產(chǎn)生電弧及熱能，迅速引爆特制炸藥，將避雷器退出運行，因脫離器動作后有明顯的脫離標志，所以此故障點很容易被發(fā)現(xiàn)，從而可提高線路運行的穩(wěn)定性和安全性；第2種是外間隙型避雷器，是脫離器式的升級版，因為脫離器脫離后如不能及時發(fā)現(xiàn)并更換新的避雷器，用電設(shè)備就會處于無保護狀態(tài)，外間隙型避雷器可解決此類問題，如脫離器脫離后，外置間隙設(shè)備能馬上投入工作，使避雷器能繼續(xù)安全可靠運行一段時間，可避免線路受到二次損壞。上述兩種新型避雷器也可作為設(shè)計選擇方案。

3.2電纜終端

風電場集電線路的電纜終端主要包含1kV電纜終端和35kV電纜終端，其選型主要包括下面兩個方面。（1）選擇熱縮型和冷縮型。冷縮電纜終端從密封性能、絕緣性能、電場處理和外觀等方面都要優(yōu)于熱縮型，應該作為設(shè)計首選，但是風電機組的出口電壓一般為690V，而我們選用的是1kV低壓電纜，因此為節(jié)省工程造價，1kV電纜終端采用熱縮型就可到達設(shè)計要求，35kV電纜終端一般則采用冷縮型。（2）選擇戶內(nèi)型和戶外型。按照正常理解，處于風電機組及箱體內(nèi)的電纜終端屬于戶內(nèi)，處于桿塔側(cè)的電纜終端屬于戶外。其實這種觀念并不完全正確，戶內(nèi)和戶外型電纜終端的主要區(qū)別在于戶外型比戶內(nèi)型多增加了傘群，傘群可有效防止污水流的形成，并可增大爬電距離，可有效地避免電纜終端的污閃和爬電的發(fā)生。處于風電機組和箱體內(nèi)的電纜終端，雖然有外保護措施，但是其溫度及濕度條件其實是達不到戶內(nèi)要求的，有些風電場的箱體內(nèi)可能會發(fā)生凝露現(xiàn)象，因此針對這種情況，設(shè)計時應選用戶外型電纜終端。另外，由于電纜導體是由多根導線絞合而成，它與絕緣層之間易形成間隙，并且導體表面的不光滑會造成電場集中，容易在導體和絕緣層之間發(fā)生放電現(xiàn)象，因此風電場應選用相間絕緣護層為可剝離型的電纜，這樣在分相后的電纜導體表面有了一層半導體屏蔽層，它與被屏蔽的導體等電位并與絕緣層良好接觸，可有效防止電纜絕緣被擊穿。

3.3箱變至架空線的斷口方案

此類選擇的初衷是主要考慮箱變發(fā)生故障時如何與線路隔離，一般有下列3種方式：（1）裝設(shè)跌落式熔斷器，有短路保護和隔離電路的作用。但該方案可能由于風電場風大時，會造成動靜觸頭接觸不緊密而出現(xiàn)火花灼傷觸頭，這種方式用戶褒貶不一，但也有用戶一直使用至今的，關(guān)鍵是采購的設(shè)備質(zhì)量如何。（2）裝設(shè)隔離開關(guān)，主要起隔離電路的作用。該方案安裝的方式較多，有側(cè)裝式和正裝式，考慮到原桿塔的空間結(jié)構(gòu)，原則上應按獨立式設(shè)計，而且要加圍欄，以保證人身安全。（3）沒有明顯斷口，不加任何附屬設(shè)備。其實這是最簡單最可靠的作法，元件少、自然故障率低。如箱式變電站發(fā)生故障時，可采取備用箱變的做法，實踐中很方便，特別是能在最短時間內(nèi)恢復送電，減少大風月期間的電能損失。因此在設(shè)計方案時，如電網(wǎng)側(cè)沒有特殊要求，優(yōu)先選擇第3種方式。

4結(jié)語

第8篇：電路設(shè)計分析范文

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；設(shè)計；桿塔設(shè)計

引言

配電線路是一種將電力從降壓變電站送至配電變電站的線路，其中當電壓為6-10kV時，稱作中壓配電線路。一般來講，配電線路具有覆蓋面廣、線路長、設(shè)備質(zhì)量不一及易受環(huán)境因素影響等特點，因此在整個電力輸送中，將不可避免地出現(xiàn)故障，從而影響到供電的安全性和經(jīng)濟性。據(jù)此，在配電線路工程中，應重視對10kV配電線路的設(shè)計研究，具體應堅持科學性、安全性和經(jīng)濟性原則，從而保證整個電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。在本案，作者將從如下方面淺析10kV配電線路的設(shè)計。

1 機電方面的設(shè)計

在10kV配電線路中，機電方面的設(shè)計尤為關(guān)鍵，其一般包括如下幾個方面的內(nèi)容：

1.1 氣象條件的選擇

若10kV配電線路很長或其在氣象區(qū)的環(huán)境十分復雜，則可對氣象區(qū)進行分段選擇，而在設(shè)計線路時，應將電線覆冰、風速和氣溫等氣象條件整合在一起，從而計算得出最佳氣象區(qū)。

1.2 導線的選型

在導線的選型中，一般要求對下列方面進行重點控制：（1）根據(jù)電力系統(tǒng)的設(shè)計要求，先確定導線的截面，再通過計算來驗證導線的規(guī)格和型式，注意導線的機械性能和電氣特征應體現(xiàn)在這一驗證結(jié)果中；（2）在設(shè)計中闡明導線的最大應力、安全系數(shù)等，并結(jié)合導線的力學特征來繪制相應的曲線，注意在這一過程中，應先計算出導線在不同溫度下的弧垂值，再以表格形式加以描述。

1.3 線路的組裝形式

一般來講，線路的組裝形式隨其用途的不同而發(fā)生改變。因此，在組裝10kV配電線路時，應從導線型號、絕緣子形式和桿塔結(jié)構(gòu)等方面來選定絕緣子串的組裝形式，即：當絕緣子串與導線的斷線張力及最大累積荷重相符時，僅需選擇單串形式的絕緣子串；當線路分布在一些特殊的環(huán)境下，如重冰區(qū)、大溝壑、大檔距等，一般應選擇雙串形式的絕緣子串。

1.4 導線的防震設(shè)計

風向、風速、檔距、地形和線路的架設(shè)高度等一般會導致導線振動，甚至危及線路的安全運行。因此，在10kV配電線路設(shè)計時，應采取有效的防震對策，但在對導線進行防震設(shè)計時，應將導線的最大應力、平均應力、安全系數(shù)、線路檔距及其途徑的地形等考慮其中，以保證導線防震設(shè)計的質(zhì)量。

2 路徑的選擇

研究發(fā)現(xiàn)，10kV配電線路的設(shè)計質(zhì)量與其路徑的選擇有關(guān)。因此，在選擇線路路徑時，應在滿足技術(shù)經(jīng)濟要求的前提下，組織設(shè)計人員、測量人員及甲方等深入現(xiàn)場進行調(diào)研和勘察，以便及時針對現(xiàn)場的實際情況修改設(shè)計圖紙，從而保證所選線路路徑的合理性。另外，在定位線路時，一般應堅持如下原則：一是安全、經(jīng)濟合理的原則，即農(nóng)田占用量少、施工與運維方便、路徑短且曲折系數(shù)?。欢潜荛_機場、油庫、石場、軍用倉庫及地質(zhì)條件差的地方；三是為了避免重復施工，按規(guī)劃一次建成；四是光纜與10kV架空線路的走向應相同，并配備1-2km的光纜，從而保證信號的正常；五是10kV配電線路盡量穿過地形高差較小的地區(qū)，以保證線路均勻受力，從而防止鐵塔扭轉(zhuǎn)；六是在設(shè)計大跨越線路時，應將大跨越及三十年洪水位的具體情況考慮其中，并通過技術(shù)指標的對比來進一步優(yōu)化設(shè)計方案；七是將

3 桿塔的設(shè)計

在10kV配電線路中，桿塔的常見形式一般分為終端桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔和直線桿塔四種。其中，直線桿塔是一種結(jié)構(gòu)形式簡單、受力輕的桿塔，即在正常條件下，桿塔僅受導線的重力，且在支撐導線時，僅需在垂直方向上用棒式絕緣子支撐；在直線段上，應按一定的間隔距離設(shè)耐張桿，用以承受來自導線的水平拉力。如此一來，便可保證直線段上的弧垂?jié)M足實際要求，究其原因為導線一般具有較大的水平拉力，因此在耐張桿的作用下，可借助導線，從兩個方向?qū)沂浇^緣子懸在橫擔上，同時借助跳線，將桿塔兩側(cè)的導線連在絕緣子的中間位置，注意跳線一般僅受自身重力，且其也常用在大轉(zhuǎn)角桿和終端桿上。

綜上，在10kV配電線路設(shè)計時，應選擇在實際應用上較為成熟的桿塔型式，即在選擇桿塔時，應將桿塔的特點、使用范圍等指標反映在設(shè)計方案中，同時在對桿塔基建等進行綜合考慮的基礎(chǔ)上，確定最佳的桿塔型式，注意在選擇塔型與塔高時，應堅持運維方便、經(jīng)濟的原則，其中對于耐張塔而言，一般應選擇高度低且受力好的桿塔。另外，桿塔的懸掛點高度應適宜，以保證排桿定位所用的地線和導線平滑且受力均勻。

4 設(shè)計方案的經(jīng)濟性

在10kV配電線路的設(shè)計中，應按要求評價方案的經(jīng)濟性，這是提高電力工程綜合效益的基本條件。簡而言之，10kV配電線路設(shè)計應在確保線路安全的前提下，將工程的成本控制到最低水平，其中具體的控制手段包括如下幾點：一是實行定額設(shè)計，即限定10kV配電線路設(shè)計的總成本。二是合理選擇線路的路徑，將賠償和協(xié)調(diào)部分的成本降至最低。三是應采用國家電網(wǎng)公司的10kV配電網(wǎng)典型設(shè)計、標準物料及通用造價。四是通過比較來從中選擇最佳的設(shè)計方案，對設(shè)計方案進行全壽命周期成本分析，選出全壽命周期成本最低的方案。五是選用節(jié)能型電力設(shè)備。

5 討論

電力系統(tǒng)一般由負荷、輸配電線路、變電站和發(fā)電廠組成，其中又以配電線路為電力輸送的最后步驟，其設(shè)計質(zhì)量與電力系統(tǒng)的運行效果直接相關(guān)。因此，在10kV配電線路設(shè)計時，首先應明確基本的設(shè)計流程，即：明確導面的截面與線路的起止點初步選定線路路徑繪出路徑圖桿塔選型編制工程預算確定最佳設(shè)計方案，其中任一步驟都應建立在尊重客觀實際的基礎(chǔ)上或是堅持實事求是的原則；其次，應明確設(shè)計的要點，其中在機電方面，應按要求選擇氣象條件、導線型式和線路的組裝形式，并對線路進行防震設(shè)計，而在桿塔設(shè)計上，則應從實際出發(fā)，選擇應用較為成熟的型式；第三，為了實現(xiàn)電力企業(yè)綜合效益最大化，除了從技術(shù)角度考量設(shè)計方案以外，還應從經(jīng)濟角度對方案進行優(yōu)化，即實行限額設(shè)計及優(yōu)選線路的路徑。另外，針對具體的電力工程，一般要求準備多套設(shè)計方案，并通過比對分析，選出其中最優(yōu)的設(shè)計方案，以保證10kV配電線路設(shè)計方案在滿足功能和安全要求的基礎(chǔ)上，將成本控制降至最低水平。

參考文獻

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第9篇：電路設(shè)計分析范文

關(guān)鍵詞：公路路線；走向設(shè)計；交叉設(shè)計

中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：

一、工程概況

某一級公路，全長11km，設(shè)計速度為76km/h，路面寬6m，中央分隔帶寬2.0m，路面寬2m×10.5m，土路肩寬2m×0.75m，車道寬4m×3.75m，左側(cè)路緣帶寬0.5m，非機動車道寬2.5m，行車道橫坡單向1.5%，土路肩橫坡2.5%。

二、路線設(shè)計原則

2.1景觀協(xié)調(diào)考慮

結(jié)合沿線地形、地貌、地質(zhì)、植被等條件，路線布設(shè)順勢而為，線形走向盡可能與河流、大地的勢相吻合，接近自然，融入自然，達到自然景觀與再造景觀的和諧統(tǒng)一。同時，對再造景觀用連續(xù)的手法，通過形態(tài)、質(zhì)地、色彩的漸進，達到“車在路上走 ，人在畫中游”的景觀效果。

2.2 路線方案選擇

本工程地形、地質(zhì)條件較復雜，線位方案將直接影響工程的投資規(guī)模及施工、營運的安全。路線方案選擇從全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學發(fā)展觀出發(fā)，堅持地形選線、地質(zhì)選線、環(huán)保選線和安全選線，并對可能潛在的路線方案進行全方位優(yōu)化和比較，盡可能避開不良地質(zhì)路段，對重點、難點路段進行重點研究，選擇有利于環(huán)保、縱坡平緩、線形均衡、行車安全、 占用耕地少、有利于社會協(xié)調(diào)發(fā)展的方案。根據(jù)上述原則本項目布線時充分利用荒山、荒坡地、廢棄地，減少對耕地的占用。

2.3運行車速檢驗

根據(jù)地形、地貌、地質(zhì)條件，合理運用工程技術(shù)標準，采用適宜技術(shù)指標，確保整體線形的均衡、連續(xù)。運用運行車速理念來檢驗設(shè)計指標，嚴格控制銜接路段的級差，確保相接路 段銜接順適，使相臨路段速度差在20公里小時以內(nèi)。

2.4線形指標掌握

根據(jù)地形、地物、地質(zhì)條件，在保證行車安全，有利于環(huán)境保護，少占農(nóng)田的前提下，對強制性條款規(guī)定的線形指標嚴格掌握，對一般線形指標靈活應用，不片面追求高指標，以保持線形連續(xù)、行駛順暢、環(huán)境優(yōu)美、景觀協(xié)調(diào)。

三、路線走向設(shè)計

2.1 平、縱面設(shè)計線位置確定

本工程平面設(shè)計線位于道路分隔帶中心，道路中線為現(xiàn)有分隔帶中心，現(xiàn)有分隔帶偏向左側(cè)，該段直線向右偏，使立交橋橋墩位于分隔帶中心。因道路改造利用舊橋，舊橋修建年代差別較大，橋面高度不統(tǒng)一，故道路縱斷面設(shè)計線位于2m分隔帶兩側(cè)邊緣，分為左幅、右幅兩道縱斷設(shè)計線。左幅舊路為單向坡，一般路段設(shè)計高程較現(xiàn)狀地平理論抬高0.2375m，右幅舊路為雙向坡，需調(diào)整為單向坡，一般路段理論抬高0.2375m。

2.2 路線平縱面設(shè)計

公路路線平面布設(shè)應當確保行車安全，舒適保障人民群眾生命財產(chǎn)安全，充分體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計理念；道路基本采用舊路兩側(cè)加寬，維持舊路線形，盡量減少占用農(nóng)田；注重環(huán)境保護，包括生態(tài)環(huán)境和生活環(huán)境與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；路線縱面高程控制以舊路分隔帶邊緣為基準；縱面線形充分利用地形、地勢，合理采用坡率、坡長，力求指標均衡，凹、凸形豎曲線設(shè)置合理，視覺順適；對于豎曲線半徑從有利于視覺和路容美觀等方面考慮。另外，對于公路的縱斷面設(shè)計還應當綜合考慮橋梁、平交的設(shè)置。

本一級公路項目根據(jù)實際地形地物調(diào)查，以滿足《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTGD20-2006）為前提，基本順延舊路現(xiàn)有縱斷面線形。最終本項目平、縱面技術(shù)設(shè)計指標如表1、表2所示。

表1 平面線形指標表

表2 縱面線形指標表

四、路線的交叉設(shè)計

根據(jù)道路沿線地形、交通現(xiàn)狀、路網(wǎng)特征及項目總體設(shè)計的特點，對本項目路線進行交叉設(shè)計。本段共設(shè)置道路平面交叉62處，其中與等級公路交叉7處，與一般道路交叉55處，互通式立交2處，鐵路分離式交叉1處。另本項目與石油管線交叉一次，設(shè)置蓋板暗涵防護。根據(jù)公路網(wǎng)現(xiàn)狀，公路與四條等級公路相交。與城鎮(zhèn)道路采取平交的交叉形式，與一級道路的采取利用原互通立交的交叉形式，與二級公路采取平交的交叉形式。另外，根據(jù)沿線路網(wǎng)現(xiàn)狀，本路與多條鄉(xiāng)村道路以及農(nóng)田機耕道相交，一般采取加鋪轉(zhuǎn)角方式進行平交處理。沿線與電力供輸電線路交叉，為保證公路交通安全，凡交叉的電力線路均按其不同的電壓要求的最小垂直距離和水平距離架空跨越本路。沿線與電訊線路多處交叉，一般按照相關(guān)技術(shù)要求架空跨越本路，或改移至鄰近的構(gòu)造物內(nèi)穿越本路。

3.1 互通式立體交叉

本工程與高速互通立交，立交橋及互通區(qū)主線由高速該段籌建處負責實施；在互通立交，交叉處橋梁跨徑為16m＋2×20m＋16m，橋梁與道路順應，跨徑滿足道路加寬及加減速車道要求。本次利用立交橋，立交橋下維持路面現(xiàn)有高程，路面結(jié)構(gòu)全部新建，互通區(qū)4條匝道設(shè)置30m順坡段，順坡段內(nèi)結(jié)構(gòu)層挖除新建，路面結(jié)構(gòu)與主線一致。

3.2 分離式立體交叉

在鐵路立體交叉處，主線下穿鐵路，鐵路立交橋凈跨徑為2m×14.5m，中墩位置偏左且橋梁角度與路線夾角為14°，該橋臨近項目終點，且道路左側(cè)建筑較多，如將道路中線改為順應橋墩角度將造成拆遷量大且無法與終點處的立交橋順接，故該處中線基本維持現(xiàn)有中線，左幅通過設(shè)置分隔帶寬度漸變段的方式連接。

3.3 平面交叉

該項目平面交叉分為公路與公路交叉、公路與一般道路交叉、公路與鐵路交叉三類。公路路線平面交叉的設(shè)置與形式根據(jù)相交道路的等級、功能，各相交口道路的交通量、設(shè)計速度，交通組成、交通管理方式等，結(jié)合地形、用地條件和投資因素等確定；平面交叉優(yōu)先保證主要公路或交通量大的方向暢通。公路設(shè)計應當盡量減少平面交叉數(shù)量，交叉間距較小且密度較大的路段，應采取合并方式以減少平面交叉，提高公路的設(shè)計通行能力，各相交公路應保證相應的設(shè)計速度所對應的最小視距。平交設(shè)計類型根據(jù)構(gòu)造組成分為渠化交叉和非渠化交叉，按幾何形狀分為T型和十字型。一般鄉(xiāng)村道路均為非渠化平面交叉，采用加鋪轉(zhuǎn)角的形式；與等級公路交叉為渠化平面交叉，采取分道轉(zhuǎn)彎式，采用導流島來制定各向車流的行徑。

縱坡設(shè)計時在平面交叉范圍內(nèi)縱坡以設(shè)置平緩坡段為宜。當受地形限制坡段較短時，其長度應符合最小坡長的規(guī)定，并對稱地布置于交叉口的兩側(cè)，緊接該段的縱坡應小于3%。視距應當在平面交叉點前后各交叉公路的停車視距長度所構(gòu)成的三角形范圍內(nèi)，應通視，停車視距取一般值110m。轉(zhuǎn)彎處平、縱設(shè)計，加鋪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)彎半徑應符合《公路路線設(shè)計規(guī)范》。轉(zhuǎn)彎處的縱坡、橫坡和標高應與相交公路相適應，并保證平面交叉范圍內(nèi)的路面排水流暢。與一般道路交叉，可考慮采用加鋪轉(zhuǎn)角平交形式。

3.4 公路與管線交叉設(shè)計

由于沿線與架空電力、電訊線路交叉較多，本工程不能滿足設(shè)計要求，應采取電桿（塔）加高；電桿（塔）位于公路用地范圍內(nèi)時，對其進行遷移，與地下國防光纜交叉，施工時應與其主管單位取得聯(lián)系，以確定最終防護方案。另外，本公路項目在K37＋668.50處與石油管線交叉，設(shè)置蓋板暗涵進行防護，施工前應通知管道管理部門進行現(xiàn)場勘探及監(jiān)督。

五、結(jié)語

綜上所述，在進行公路路線設(shè)計時，先確定路線走向，并注意與地形配合，盡量做到平面線形順適，縱面線形舒順，平縱組合得當，采用較高的平、縱指標，避免路基高度的較大起伏。沿線種植樹木，以減少噪音和廢氣污染，同時在平縱、橫方案綜合設(shè)計時，盡量減少縱坡，尤其是村莊附近人員活動密集區(qū)，縱坡更不能大，以最大限度地減少汽車尾氣的污染。

參考文獻