高頻電源范文

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

篇1

關鍵詞 高頻電源；節能；降耗

中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）19-0138-01

1 現狀分析

山東華聚能源南屯電廠3#爐配有單室三電場的電除塵設備，其高壓供電裝置采用的是大連電子研究所生產的GGAJO2-WFb 0.3A/72kV型常規單相工頻電源。現電除塵工頻電源運行正常，但運行參數普遍較低，影響除塵效率；除塵器低壓電控系統中的陽極振打時序采用的是較傳統的振打模式，即同一通道中，陽極振打同時振打的機率高，可能形成“二次飛揚”機率較大；建議用戶將陽極振打時序修改成模塊式振打模式，確保電除塵同一時刻、同一通道只有一個陽打在振打，最大程度減小“二次飛揚”的機率；另外在粉煤灰比電阻特性發生變化以及電除塵器電場內發生反電暈的情況下，除塵效率有待進一步提高。

2 高頻電源應用的必要性

由于燃煤中灰分大等特性的原因，燃燒后煙氣中粉塵量增高，導致荷電粉塵在前級電場中互相阻礙彼此受到電場作用力，減緩了荷電粉塵趨向極線、極板的速度，從而使電場的電暈電流降低；而大量粉塵進入電場后，必然導致電場擊穿電壓降低，火花閃絡頻繁，從而又降低了電暈電壓平均值Vav。然而當前單相工頻電源由于控制理念與控制技術的局限性，使之受供電的影響很大，如圖1。

峰值電壓來臨時，可能引起電場火花閃絡，而谷值電壓來臨時，又降低了電場的平均電暈電壓。總之，無論是電場火花閃絡，還是碰遇谷值電壓，都會降低電場的平均電暈電壓，降低電場作用力，降低除塵效率，可見單相工頻電源不適合在此種工況下運行。

而高頻電源采用三相供電，先將工頻電源整流，然后采用純直流電源給IGBT供電，依靠先進的PWM脈寬調制技術，不僅可以輸出的更高的電暈電壓，而且波形還非常平穩，可以有效杜絕單相工頻電源由正弦波波峰、波谷帶來的影響，由于伏安特性好，所以相同的工況下，高頻電源還可以輸出更大的電暈電流，更多的供荷電用電子，使電場擁有更大的出力，從而大大提高了除塵效率。

3 總體解決方案

3.1 設計原則

1）通過電除塵器電控系統技術改造提高電除塵器除塵效率。

2）通過電除塵器電控系統技術改造增加電除塵器電控系統運行的穩定性、可靠性。

3.2 具體內容

3.2.1 高頻電源的應用

1）高頻電源供電電源取處：新增高頻電源的供電電源由用戶指定取處（新增高頻電源的額定電壓為380VAC，額定電流為52 A，額定功率34 kW）；然后從此電源處的空開出線端敷設一根VV-1KV 3×35 mm2電力電纜至高頻電源布置處，作為新增高頻電源的供電電源動力電纜。

2）高頻電源與高壓隔離開關柜的連接：新增高頻電源高壓輸出端與新增隔離開關柜接口高度、尺寸及型式不變；為保證連接可靠，連接方式采用壓扣型式。變壓器輪距及型式不變。

3）高頻電源的通訊：為確保高頻電源與上位機可靠穩定通訊，每臺高頻電源內部增加一臺RS485中繼器，且從每臺電除塵頂部敷設一根4芯帶屏蔽層、屏蔽網的通訊電纜，至電除塵控制室上位機處；上位機處新增一塊MODBUS TCP網橋模塊。

3.2.2 低壓程控系統改造

1）增加降壓振打功能：振打效果不佳會引起收塵極板嚴重積灰、除塵效率下降。

為提高振打系統的清灰效果，增加降壓振打功能，當某電場振打時，高壓硅整流設備接受對應電場陽極振打發來的振打信號，根據預定的降壓策略，自動降低該高壓系統的運行參數或停掉電場，使極板對粉塵的吸附力下降，便于清灰。

2）升級低壓程控系統程序，將原陽極振打時序升級成更為科學、合理的模塊式振打模式；總所周知，陽極振打時序不合理，將會造成粉塵的“二次飛揚”，降低除塵效率；一個科學、合理的振打時序將會有效的減輕“二次飛揚”，振打程序升級后，將保證同一時刻同一個通道只有一個陽極振打在振打。

3.2.3 上位機系統改造

1）重新編寫上位機組態畫面，增加對高頻電源監視控制的功能支持。

2）增加上位機降壓振打功能控制畫面，便于操作員在遠方開啟、關閉降壓振打功能。

3）增加上位機對陽極振打的模塊化的控制，操作員可以一鍵修改一個通道的振打時序，方便、快捷。

4 效益分析

4.1 社會效益

電除塵高頻電源系統的使用，提高了南屯電廠的除塵效率，減少了對大氣的粉塵污染，增強了電廠履行社會責任的能力，提升了電廠的社會形象。

4.2 環境效益

高頻電源系統提高了電除塵電場內部的可流通、供荷電的電子數量，電暈電流由120 mA提高至180 mA，更多的電子數量與粉塵碰撞荷電；平均電暈電壓由50 kV提高至75 kV，增強了電場作用力，使電除塵電場出力增加，有效的提升了除塵效率。在環保工作考核標準越來越高的情況下，為電廠煙氣的達標排放做出了貢獻。

4.3 經濟效益

4.3.1 節電產生的經濟效益

一次側功率平均降低了2 kW，按照南屯電廠2012年鍋爐平均運行小時數6572 h計算，每年可節約電力成本2kW*6572h*0.65元/kWh=0.85萬元，創造了一定的經濟效益。

4.3.2 減排產生的經濟效益

按照南屯電廠2012年鍋爐平均運行小時數6572 h計算，年減排煙塵量40*50000*6572*10-9=13.1t，年可節約排污費13.1t*0.056萬元/t=0.73萬元。

4.3.3 減少電廠因排放指標不合格而降負荷運行的時間帶來的經濟效益

每年因除塵器故障造成鍋爐降負荷運行的平均時間約在300 h，影響電廠發電量1000*300=30萬kWh，可減少效益損失30萬kWh*0.65元/kWh=19.5萬元。

綜上可以看出取得了可觀的經濟效益。

5 結論

通過高頻電源的研究和應用，極大地提高了電除塵的除塵效率，節能降耗，滿足了環保要求，為南屯電廠建設“安全高效型、本質安全型”電廠提供了可靠的保障，同時也為同類型綜合利用電廠可靠性建設、提高自動化水平提供了積極的示范和帶頭作用。

參考文獻

篇2

摘要：介紹了高頻開關電源的控制電路和并聯均流系統。控制電路采用TL494脈寬調制控制器來產生PWM脈沖，用軟件的方式實現多電源并聯運行時達到均流的方法。

關鍵詞：開關電源；脈寬調制；均流

引言

模塊化是開關電源的發展趨勢，并聯運行是電源產品大容量化的一個有效方案，可以通過設計N＋l冗余電源系統，實現容量擴展。本系統是多臺高頻開關電源（1000A/15V）智能模塊并聯，電源單元和監控單元均以AT89C51單片機為核心，電源單元的均流由監控單元來協調，監控單元既可以與各電源單元通信，也可以與PC通信，實現遠程監控。

1PWM控制電路

TL494是一種性能優良的脈寬調制控制器，TL494由5V基準電壓、振蕩器、誤差放大器、比較器、觸發器、輸出控制電路、輸出晶體管、空載時間電路構成。其主要引腳的功能為：

腳1和腳2分別為誤差比較放大器的同相輸入端和反相輸入端；

腳15和腳16分別為控制比較放大器的反相輸入端和同相輸入端；

腳3為控制比較放大器和誤差比較放大器的公共輸出端，輸出時表現為或輸出控制特性，也就是說在兩個放大器中，輸出幅度大者起作用；當腳3的電平變高時，TL494送出的驅動脈沖寬度變窄，當腳3電平變低時,驅動脈沖寬度變寬；

腳4為死區電平控制端，從腳4加入死區控制電壓可對驅動脈沖的最大寬度進行控制，使其不超過180°，這樣可以保護開關電源電路中的三極管。

振蕩器產生的鋸齒波送到PWM比較器的反相輸入端，脈沖調寬電壓送到PWM比較器的同相輸入端，通過PWM比較器進行比較，輸出一定寬度的脈沖波。當調寬電壓變化時，TL494輸出的脈沖寬度也隨之改變，從而改變開關管的導通時間ton，達到調節、穩定輸出電壓的目的。脈沖調寬電壓可由腳3直接送入的電壓來控制,也可分別從兩個誤差放大器的輸入端送入,通過比較、放大,經隔離二極管輸出到PWM比較器的正相輸入端。兩個放大器可獨立使用,如分別用于反饋穩壓和過流保護等，此時腳3應接RC網絡，提高整個電路的穩定性。

如圖1所示，PWM脈沖的占空比有內部誤差放大器EA1來調制，而內部誤差?大器EA2則用來打開和關斷TL494，用于保護控制。腳2和腳15相連，并與公共輸出端腳3相連通，因腳3電位固定，所以，TL494驅動脈沖寬度主要由腳1（PWM調整控制端）來控制；腳16是系統保護輸入端，系統的過流、過壓、欠壓、過溫等故障以及穩壓或穩流切換時關斷信號都是通過腳16來控制。鋸齒波發生器定時電容CT=0.01μF，定時電阻RT=3kΩ，其晶振頻率fosc==36.6kHz。內部兩個輸出晶體管集電極（腳8和腳11）接＋12V高電平，其發射極（腳9和腳10）分別驅動V1和V2，從而控制S1和S2,S3和S4管輪流導通和關閉。

2軟件介紹

2.1電源單元和監控單元的軟件

高頻開關電源單元主要有數據采集，電壓電流輸出給定，鍵盤和LED顯示，故障處理以及與監控單元RS485通信等子程序組成。監控單元主要有鍵盤和液晶顯示，EEPROM以及與電源單元和PC機RS485通信等子程序組成。EEPROM用于存放工作參數和其他不能丟失的信息，它采用X5045芯片，X5045有512字節，內涵看門狗電路，電源VCC檢測和復位電路。

如果出現故障，電源單元立即做出相應處理，并主動向監控單元申請中斷，將故障數據傳送給監控單元，監控單元立即調用故障處理程序，如果故障嚴重將切除故障電源，并啟動備份電源，而且將故障情況傳送給PC機。

2.2均流處理程序

高頻開關電源單元將各自的電壓和電流發送給監控單元，監控單元接收到各電源單元的電壓和電流信息后，馬上進入均流判定處理程序。本程序將根據均流精度的要求，計算出該由哪個電源單元進行怎樣的調節以達到均流要求。該程序主要包括下面兩個模塊：第一個模塊主要完成電壓的檢查工作，發現電源單元電壓偏移超過要求，馬上進行相應調節，保證其電壓為要求值；第二個模塊用于進行均流計算，該模塊將找出電流偏移平均值超過規定要求的電源單元，并進行相應的調節。均流流程圖如圖2所示。

由于在實際運用中，各電源單元的電壓值并非完全一致，所以本系統對多電源單元并聯后的電壓有兩條要求。

1）多電源單元并聯時，若各電源單元之間的最大電壓偏差>0.5％，那么并聯后的輸出電壓要求在各電源單元的電壓之間；若各電源單元之間的電壓偏差均<0.5％，那么并聯后的輸出電壓應為各電源單元電壓的中間值加0.25％誤差。本要求同時兼顧了盡量提高穩壓精度和防止電壓調節過于頻繁的要求。

2）并聯后的輸出電壓與任一電源單元工作時的電壓之差≤1％（本電源要求穩壓精度<1％）。

若找不到符合要求的電壓點，則程序認為相互并聯的電源的電壓偏差過大，將停止均流調節，并按要求提出警告。

第二個模塊用于對各模塊的電流進行均流計算，在本系統中，軟件的均流精度定在5％。程序找出大于或小于平均電流的模塊，如果超過了精度范圍，程序將設置相應標志位，然后啟動通信程序，通知相應電源模塊啟動調節程序。

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Abstract: This paper proposed phase shift PWM zero voltage switch resonance entire bridge converter electric circuit and control circuit based on integrated controller UC3875 chip as the core，which realized the power switching valve zero potential to clear with the approximate zero potential shuts off with simple control and reliable work.

關鍵詞：高頻開關電源；相移脈寬調制；零電壓開關

Key words: high frequency switching power; phase-Shifting PWM; zero Voltage Switching

中圖分類號：TM56文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）12-0009-01

0 引言

近年來采用PWM調制技術的開關電源不斷向高頻化、線路簡單化和控制電路集成化方向發展，使開關電路的體積、重量、效率都上了一個臺階。但在PWM控制方式中，開關器件多處于硬開關工作狀態，開關器件有較高的開關損耗，限制了開關頻率的提高；在關斷大電流時，由于分布參數的存在，開關元件承受了較大的開關應力。移相控制零電壓開關PWM變換器利用變壓器的漏感和功率管的寄生電容實現零電壓開關，使開關損耗大為降低，從而減小了開關的體積，減輕了重量，提高了效率。

1 移相控制電路的設計

變換電路的型式主要根據負載要求和給定電源電壓等技術條件進行選擇。傳統的全橋變換電路開關元件在電壓很高或電流很大的條件下，在門極的控制下開通或關斷，開關過程中電壓、電流均不為零，出現重疊，導致了開關損耗。開關損耗隨開關頻率增加而急劇上升，使電路效率下降，阻礙了開關頻率的提高。在移相控制技術的基礎上，利用功率管的輸出電容和輸出變壓器的漏電感作為諧振元件，使全橋變換器四個開關管依次在零電壓下導通，實現恒頻軟開關。由于減少了開關過程損耗，變換效率可達80%-90%，并且不會發生開關應力過大。所以選用移相控制全橋型零電壓開關脈寬調制變換電路。

移相控制全橋變換電路的特點是電路簡單。原理如圖1所示。主要由四個相同的功率管和一個高頻變壓器壓器組成。以第一個橋臂為例介紹，利用變壓器漏感和功率輸出電容C1諧振，漏感儲能向電容C1釋放過程中，使電容上的電壓逐步下降到零，體內二極管D1開通，創造了T1的ZVS條件。

2 控制電路的設計

UC3875芯片是控制電路的核心，由基準電源、振蕩器、鋸齒波發生器、誤差放大器、軟起動、PWM比較器和觸發器、輸出級、過流保護、死區時間設置、頻率設置等部分組成。基準電源提供一個精密基準電壓源，作為電壓給定信號與輸出電壓比較，在頻率設定端FREFSET與信號地之間接一個電阻和電容可設置輸出級的開關頻率。振蕩器的振蕩頻率從而也設定了。在鋸齒波斜率設置SLOPE端與電源VIN之間接一電阻，為鋸齒波提供一個恒流源，鋸齒波引腳RAMP與信號地之間接一電容，就決定了鋸齒波的斜率，也就決定了鋸齒波的波形。輸出端OUTA、OUTB、OUTC、OUTD的輸出用于驅動全橋變換器的四個開關管。在DLY A/B和DLY C/D端與信號地之間分別并接電阻電容可確定輸出信號OUTA、OUTB和OUTC、OUTD的死區時間。死區時間提供了同一支路中一個開關管關斷和另一個開關管導通之間的延遲，引入供功率開關發生諧振所需要的時間，對兩個死區時間的分別設置可對兩個半橋提供各自的延遲來適應諧振電容充電電流的差別。軟起動時間由接在SOFT-START 端與信號地之間的電容大小決定。因此，每對輸出級的諧振開關作用時間，可以單獨控制。在全橋變換拓撲模式下，移相控制的優點得到最充分的體現。UC3875在電壓模式和電流模式下均可工作，并具有過電流關斷以實現故障的快速保護。

3 結束語

本文介紹了由UC3875芯片作為控制電路的移相控制全橋變換軟開關電源，由于開關管在ZVS條件下運行，可實現高頻化，而且控制簡單，性能可靠，適用于大功率場合，且能保持恒頻運行。

參考文獻：

[1]張占松，等.開關電源的原理與設計[M].北京：電子工業出版社出版，1999.

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為了增加電源功率的密度，務必采用將雙極晶體管吸收電路高頻化的手段。電容器電源中的開關器件的安全是一個很重要的問題，為了保證它的安全。務必采用以串聯諧振式所組成的電容器，并以它的充電電源為基礎。本文研究了影響IGBT的因素，并研究了對于尖峰電壓的取值。本文首先介紹了尖峰電壓的簡單產生機理，隨后對抑制尖峰電壓的幾種方法做了簡單描述，然后簡單介紹了吸收電路，最后介紹了吸收電路的基本的工作思路。

1.尖峰電壓產生機理

對于高頻電容器來說，它的充電電源有很多種，串聯諧振式的結構構架是最主要的一種，它的結構如圖1所示，開關器件往往選用的是高頻模塊IGBT，它的具體過程為：

2.抑制尖峰電壓的方法

尖峰電壓在逆變回路中的產生有兩個很主要的原因，一個是存在一定的雜散電感Ls，再者就是主回路中的電流變化的迅速。在高頻電源中，開關的開通速度往往需要得到提高才行，而IGBT的開通速度與電流的變化速度有很大的關系。因此，為了保證電路正常工作，由開始的分析可知雜散電感必須最大程度的減少，并且必須利用吸收電路的作用來最大可能的降低IGBT的尖峰電壓和對尖峰電壓抑制。

2.1減小雜散電感

為了有效的減少主回路中的雜散電感，有兩種方式可以采用。第一種是采用同軸電纜，但是電感必須要小。另一個是采用將回路通過正負母排上下疊放的方式連接起來。根據我們所學的知識可知，在兩根平行導線上通上一種相反方向而且大小等大的電流，并且在它們離的很近時，此時就會產生的磁場，但是兩者的磁場可以相互抵消。如此一來，從理論上來說，電感就為0了。

2.2采用吸收電路

電流在回路中通過的是很大的，而且開通速度比較快這個特點往往是一些較大功率充電電源所具有的特點。由于主回路中的雜散電感的存在，尖峰電壓會感應出來，當較大時為了抑制電壓的峰值，就必須利用外加吸收電路的相應功能來實現，因此我們有三種主要的電路形式。

第1種是在正負的兩端加上一個電容，對于小功率、低成本的逆變器，這種方式都很適用。這種方法對于尖峰電壓的抑制，一般都能滿足要求。但是電阻不能消耗掉能量，這是一個缺點。另外對于一些較大功率的逆變器，在它回路一般都存在很大的雜散電感，這種振蕩回路將會大大的增加損耗的原因是由雜散電感和吸收電容構成的。

第2種吸收電路增加了一個恢復速度很快的二極管，并且是在第一種吸收電路基礎之上的。對前者來說，由于電容會吸收一些能量，因此它的作用就是消耗掉能量。后者是為了對震蕩進行阻止，這種震蕩是電容與回路中電感共同作用產生的。這種電路較好地解決了第1種電路的缺點，較好的控制了尖峰電壓以及震蕩回路的問題。同一套設備被兩個功率管使用，這樣就大大節約了成本。但同樣也帶來了缺點，如造成吸收電容的放電周期減半等問題。

第3種吸收電路最好，它是一種重新改進過后的一種形式，而且是在前兩種電路的基礎上升級過的吸收電路。對于每一個單獨的開關，都是各自獨立的使用一套電路。對于一些場電路來說，特別是對存在高頻和大功率的電路來說，第三種吸收電路較第二種更加適合，這是因為吸收電容增加了很多的放電時間。

3.吸收電路的概述和基本要求

3.1吸收電路的概述

主要由電阻、二極管以及電容組成。為了減少開關管上的電壓的應力、還有減少EMI，使其在適當的范圍工作，并且不發生二次擊穿，吸收電路常和開關管或二極管（包括整流二極管）并接在一起。通常，對于電子電力裝置來說，它其中的電力電子器件都是在開關狀態下才工作，同時器件的開通和關斷也都是連續完成的，并不是瞬時完成的。在器件才剛剛開通的時候，如果一開始器件的電流就上升的很快，就會使得開通損耗很大，這是由于器件的等效阻抗很大所造成的；在器件接近于完全中斷的時候，器件還是具有很大的電流，這個時候器件所能承受的電壓能力如果迅速上升，必定會造成很大的關斷損耗。開關損耗不僅會造成器件的溫度升高甚至毀壞，甚至會導致功率晶體管的二次擊穿。

3.2吸收電路的基本工作思路

為了抑制器件的電流的上升率可以利用電感電流不能突變的特性來控制；電容電壓具有不能突變的特性，用這一特性可以來對器件的電壓的上升率進行抑制，這就是緩沖電路的基本工作原理。GTO是一種簡單的緩沖電路。為了保證能夠抑制當GTO關斷時，端電壓的上升率dV/dt，電路中的電容C和二極管D就組成關斷的吸收電路，電路中的電阻的任務是給電容C提供放電通路。為了保證不同的器件和不同的電路都有對應的方式，緩沖電路的形式有多種。

4.結束語

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[關鍵詞]高頻開關電源；電磁干擾；電磁兼容；電子技術

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）21-0092-01

一、前言

開關電源具有體積小、重量輕、效率高等特點，廣泛用于通信、自動控制、家用電器、計算機等電子設備中。但是，其缺點是開關電源在高頻條件下工作，產生非常強的電磁干擾（EMI），經傳導和輻射會污染周圍電磁環境，對電子設備造成影響。本文主要對高頻開關電源中的電磁干擾產生機理與抑制策略進行了研究與探討，以供同仁參考。

二、 高頻開關電源電磁干擾產生的機理分析

（1）開關管工作時產生的電磁干擾。開關電源工作過程中，由初級濾波大電容、高頻變壓器初級線圈和開關管構成了一個高頻電流環路，該環路包含有典型的梯形電流波形，因而具有高頻諧波分量（典型的數值在數兆赫茲范圍），這會產生較大的輻射干擾。如果一次整流回路的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式傳導到交流電網中去。另一方面，當原來導通的開關管關斷時，由于電流突變，變壓器繞組漏感所產生的反電動勢U=-Ldi/dt會疊加在關斷電壓上，因而會在變壓器初級線圈的兩端出現較高的尖峰電壓和浪涌電流，其所含有的高次諧波會反饋到電網形成諧波干擾，同時這些諧波還將以輻射方式干擾其他設備的工作。

（2）一次整流回路產生的電磁干擾。高頻開關電源的輸入普遍采用橋式整流、電容濾波性整流電路。在這樣的一次整流賄賂重，由于整流二極管的非線性和濾波電容的儲能作用，整流二極管只有在交流輸入電壓大于濾波電容充電電壓時才能導通，輸入電流脈沖大于平均電流的5到10倍以上，成為一個時間很短、峰值很高的周期性畸變電流，該電流脈沖含有高次諧波分量，如不加抑制則會對電網產生嚴重的諧波污染。

（3）二次整流回路產生的電磁干擾。高頻開關電源在工作過程中，二次整流回路重的整流二極管也處于高頻通斷狀態。脈沖變壓器次級線圈、整流二極管和濾波電容構成的高頻開關電流環路所含的高頻諧波分量會產生較大的輻射干擾。如果二次整流回路的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式混在輸出直流電壓上，影響負載電路的正常工作。

（4）分布電容引起的干擾。開關電源工作在高頻狀態，因而其分布電容不可忽略。一方面散熱片與開關管集電極間的絕緣片接觸面積較大，且絕緣片較薄，因而兩者間的分布電容在高頻時不能忽略。高頻電流會通過分布電容流到散熱片上，再流到機殼地，產生共模干擾；另一方面高頻變壓器的初次級之間存在著分布電容，會將原邊電壓直接耦合到副邊上，在副邊作直流輸出的兩條電源線上產生共模干擾。

三、高頻開關電源的電磁干擾的抑制策略

（1）變壓器產生的電磁干擾的抑制。對于變壓器產生的電磁干擾，可以采用平面變壓器來減少普通變壓器產生的電磁干擾。平面變壓器采用小尺寸的E型、RM型或環型鐵氧體磁芯，這些磁芯由高頻功率鐵氧體材料制成，在高頻下有較低的磁芯損耗；繞組采用多層印刷電路板迭繞而成，繞組或銅片迭在平面的高頻鐵芯上構成變壓器的磁回路。這種平面變壓器直流銅阻低，漏感和分布電容低，可以滿足諧振電路的要求，并且磁芯具有良好的磁屏蔽，可以抑制射頻干擾。

（2）高頻開關電源的電磁脈沖抑制。由于浪涌主要來自雷電，因此電磁脈沖的抑制主要是采用相應的措施在極短的時間內將設備上感應到的大量脈沖能量泄放到安全地線上，進而保護整個設備。一般使用并聯壓敏電阻、穩壓二極管、氣體放電管等3種方法來進行抑制，如果設備要求較低，可以采用其中一種方式，如果要求較高，就需要將三者綜合在一起使用，才能達到滿意的效果。

（3）正確選擇和使用電磁干擾濾波器。濾波器能有效地抑制電網中的電磁干擾進入設備，還可以抑制設備內的電磁干擾進入電網。由于這種電磁干擾分為差模干擾和共模干擾，因此濾波器也分為差模濾波器和共模濾波器，如圖1 中的電路所示。

L1， L2可在10～600μH間選取， C1可在0.47～1μF間選取，L3， L4可在10～40 mH間選取，C2， C3可在1～5μF間選取由于既要防止外界干擾進入高頻開關電源，又要防止內部電磁干擾進入電網，所以應在高頻開關電源的入口和出口處加接抗干擾濾波器。

（4）采用諧振開關方式。采用ZVS型、ZCS型或混合使用兩種開關，可以有效減少分布電感、分布電容產生的寄生振蕩，還可以降低開關損耗。

（5）選擇良好的元件

1）開關電子器件的選擇。高頻開關電源的開關電子元件應以選用MOSFET、IGBT、快速二極管為主。一般應采用IGBT/MOSFET并聯技術來減少損耗，提高效率。MOSFET是電壓驅動電子器件，導通和關斷時，上升和下降速度快，開關損耗小，極適合在開關頻率高的情況下使用，但高電壓大電流情況下，導通損耗大。IGBT是一種功率場效應晶體管和晶體管的復合器件，采用電壓驅動，開關速度快，通態損耗小，關斷時間長，損耗大。如果將兩者并聯，可發揮各自的優點，彌補缺點，使之既具有IGBT通態損耗小的特點，又具有MOSFET開關損耗小的特點。

2）扼流圈與電容的選擇。在抗干擾濾波器中可選用正態扼流圈、共態扼流圈和

三端子電容等一些EMI濾波專用器件。正態扼流圈使用損耗較大的SN線圈制成的，他是用為抑制晶閘管噪聲而研制的硅鋼片壓制而成的。SB線圈的鐵損小，自諧振時Q值高，使用他可以抑制10～150kHz的電磁干擾。共態扼流圈是在磁芯上繞有與電源線根數相同匝數的線圈，往復的負載電流在磁芯內部產生的磁場互相抵消，他的主要用途是抑制導線與地線間的電磁干擾。三端子電容是在高電位端設有輸入和輸出兩根線，高電位端無剩余電感。作為旁路電容， 他能抑制掉300MHz的電磁干擾。

（6）設計合理的PCB板。無論高頻開關電源電路設計多么合理，只要PCB板設計不合理，就有可能造成過多的電磁干擾，因此應合理設計PCB板。在設計時應主要考慮以下幾點：合理布置電源開關交流回路、輸出整流交流回路、輸入信號電流回路、輸出負載電流回路四個回路；合理選擇印刷線的長度和寬度，減少頻率響應；正確選擇接地點，避免自激；盡量加粗接地線，注意布線方向，少拐彎。

（7）合理屏蔽。在高頻開關電源中，產生電磁干擾的元器件是指變壓器、整流二極管、功率器件等，通常在其周圍采用銅板或鐵板作為屏蔽，使電磁波產生衰減。對抗電磁干擾較弱的元器件，應采取相應的屏蔽措施。此外，為使電磁干擾不向外部輻射，可將開關電源整體屏蔽，使向外輻射的電磁波衰減。

四、綜述

綜上所述，高頻開關電源的電磁干擾的抑制不外乎濾波、屏蔽和接地3種措施。只要針對設備產生電磁干擾的原因，合理選擇濾波、屏蔽和接地措施，就可以將電磁干擾抑制或減弱。

參考文獻

[1] 五家慶.智能型高頻開關電源系統的原理使用與維護[M].北京：人民郵電出版社，2000.

篇6

【關鍵詞】分布式 UDP 數據記錄 數據回放

仿真實驗是建立在模型和數據基礎上的，數據記錄與回放在仿真系統，特別是在軍用仿真系統中有著非常重要的作用，數據記錄是系統調試、在線分析和事后分析的重要手段，數據回放是仿真重演和仿真評估的重要手段[1]。

本文所設計的數據記錄和回放模型能夠配置需要記錄的數據，實時記錄分布式數據的同時能夠進行數據回放，支持選時回放、變速回放和點對點回放，能夠精確控制時間進度，時間的誤差范圍可以配置可調，可以達到毫秒級別。本模型已經在實際的局域網環境下進行測試，滿足一般的實時性要求和精度要求。

1 數據記錄與回放原理及構架設計

數據記錄與回放中關鍵的依據是時間，記錄是能夠將網絡上需要記錄的數據按時間順序記錄下來，回放則根據記錄的時間戳來決定數據的發送間隔，記錄同時是回放的前提，考慮到回放時快速的定位時間，在記錄的同時生成一個以時間為關鍵字的索引文件。由于時間的重要，需要保證記錄數據的時間戳的精確。利用NTP對時原理，在網絡上設置一臺計算機為授時主機，接受其他計算機對時請求的同時根據設定頻率不停發送含有時間戳的消息。本模型為了便于數據的記錄、存儲和仿真后的分析而采用了集中式記錄結構，考慮分布式回放結構要增加同步處理開銷而采用了集中式回放結構，數據記錄與回放的整體構架見圖1。

設計采用靈活的方式，數據回放控制端與數據回放服務端分離，即數據記錄與數據回放服務端在一臺主機上，回放控制端在回放觀察主機在一臺主機上，并且可以有多個，分別回放本主機關心的仿真消息，即利用點對點的方式回放，這樣可以多臺主機同時觀察回放，自己控制回放的參數和進度，不相互影響，同時一臺主機也可觀察另一臺主機的仿真過程。

2 通信和時間機制

通信和時間機制是仿真實驗的基礎，同時也是數據記錄與回放的基礎。

2.1 通信模塊的設計

為了進行實時、高效地通訊，而采用UDP協議[5]，利用消息作為要記錄數據的載體，消息拆分為消息頭和消息體，其中消息頭包含消息的消息代碼（唯一區別某一類消息），信道，和時間標簽，以及后面用來存儲數據消息體的長度。信道邏輯上表示了消息的發送方和接收方。每臺機子程序初始化時去讀自己配置文件來獲取收發消息的所有信道。如信道abcd表示A機器發送消息給B的信道，作為消息的發送端A通信程序運行時創建對應信道的socket用來發送消息，而接收消息的接收端B通信程序運行時創建對應的信道的socket來接收消息，并將消息就存放到對應信道的接收隊列里供應用程序使用。

2.2 時間模塊的設計

時間模塊的功能主要在為仿真過程提供一個統一的時間基準，使交互的數據有準確的時間戳。仿真過程中網絡中的每臺主機根據配置文件中獲取的對時頻率參數每隔一段時間主動和時間服務器對時，來更新軟件運行中的時間，該時間與本機系統時間無關，但根據每臺機子的CPU頻率在不對時更新自己的時間值。時間服務能夠像應用程序提供以下接口：獲取當前程序運行時間的接口，設置程序運行時間的接口，停止與時間服務器對時的接口，開始與對時服務器對時的接口。

3 數據記錄與回放

數據記錄與回放由記錄與數據回放服務端和回放控制端組成。記錄與數據回放服務端包括數據記錄模塊、回放服務模塊和回放模塊組成。程序運行時底層的通信模塊和時間模塊先啟，然后是數據記錄模塊、回放服務模塊和回放模塊。回放控制端包括通信模塊、時間模塊和回放控制模塊，與仿真主機的區別是多了回放控制模塊，便于控制回放，在本機觀察仿真過程。

3.1 記錄模塊

數據記錄采用消息發送端發送原理來記錄，將需要記錄的消息代碼配置在文件里，每臺機子進行仿真實驗時讀取需記錄的消息代碼，然后當發送前檢測如果與配置消息代碼一致的消息時，在發送的同時將該消息增加記錄專用消息頭通過消息記錄信道發送給數據記錄端，加消息頭為了保存原始消息中消息頭中的相關字段便于回放控制和事后分析。

記錄模塊收到需要記錄的消息后去掉記錄專用消息頭，將仿真過程中的原始消息按順序以二進制的順序存儲到文件里。數據塊在文件中的格式見圖2。

記錄文件的格式按寫入數據塊的種類分為三類。數據塊1為預覽數據文件結構，用于統計當前記錄文件的概要信息，方便回放時查詢記錄文件信息，包括第一條消息的時間，最后條消息的時間，文件中的消息總數和年月日。該結構體中的概要信息隨著數據記錄而不斷更新。數據快2表示仿真過程中記錄的消息，數據塊3為分隔結構體，該分隔結構體由消息長度字段和“#”分隔符組成，消息長度字段存儲對應的消息的總長度，每次和記錄的消息一并寫入文件。這樣數據記錄文件既可以從頭向后遍歷文件中的數據便于回放又可以從后向前遍歷文件，便于對文件的分析。在記錄數據的同時，周期地將消息頭的時間和該條消息在數據文件的位置組成的索引結構體記錄下來寫進記錄索引文件，加快回放時對指定時間的檢索。考慮回放時可以對當前正在記錄的文件的數據回放，建立以下共享內存：記錄文件名，記錄文件預覽信息結構體，索引結構體數組和寫入的索引結構體數。為了便于管理和維護，將記錄文件按年、月、日和生成時間的目錄來存儲，生成時間的目錄名包括年、月、日、時、分和秒的信息，在該目錄下創建以該名稱加.dat后綴組成的數據文件和以該名稱加.index后綴組成的索引文件。

3.2 回放服務模塊

回放服務模塊用來處理回放控制模塊的命令，進行相應的處理，包括記錄文件信息查詢，開始回放，停止回放。記錄文件查詢時，根據文件名判斷是否為當前正在記錄文件，是則查詢共享內存的預覽結構體中的文件信息向回放控制模塊反饋；不是則讀取記錄數據文件中的預覽結構體中的信息向回放控制模塊反饋。開始回放時，啟動回放模塊并將對應的參數傳給它進行回放，一個回放模塊對應一個回放控制端。停止回放時，則停止回放模塊的運行。回放服務模塊可同時處理多個回放控制模塊的請求并處理，從而能夠使多臺主機同時且互不影響地觀察仿真過程。

3.3 回放模塊

根據回放服務模塊傳遞的參數來進行回放前的處理，對于正在記錄文件，回放不需要利用互斥來訪問，因為回放的內容肯定是已經記錄的內容。回放前的處理關鍵在于文件起始位置的檢索，根據參數有三種情況：從頭開始回放，只需將文件移到數據文件的預覽結構體后；對于從暫停位置繼續回放，只需將文件移到暫停時的位置即可；指定時間開始回放，對于當前記錄文件根據指定時間值利用二分查找去檢索共享內存中的索引結構體數組然后返回不大于并且最接近指定時間值的文件位置，然后將文件指針移到該位置順序讀取后面消息里的消息頭中的時間標簽，直到時間標簽值大于等于給定時間便是文件回放的起始位置；對于歷史文件方法類似只是從索引文件中讀取索引結構體數組來定位。檢索到起始位置后進行數據回放，原速回放的關鍵是時間控制，依據是消息頭中的時間標簽，考慮程序在執行時也要消耗時間，為接近仿真過程，利用記錄的時間基準消息為判斷依據，文件中的任何仿真可以看做被消息分隔為一段一段的，回放時遇到時間基準消息時使進程暫停相應的修正時間差值，該差值為兩條時間基準消息的間隔時間減去程序的執行時間，程序執行時間利用獲取兩條時間基準消息的時刻之差算得，而其他仿真消息則順序發送出去。這樣可以通過設置時間服務器的對時頻率來調整誤差范圍，如果時間消息間隔的時間為m，兩條時間消息中間的仿真消息數為n，m可以通過設置時間服務器的對時頻率值可配，n不可控的，所以適當減少m，會使仿真消息的發送時刻接近實驗。變速回放時進程暫停的相應修正值是在原速回放修正值的基礎上除以回放速度值。

3.4 回放控制模塊

回放控制模塊用于控制回放過程，回放前設置相應的參數，包括回放速度，回放起始時間和仿真回放主機的選擇。回放控制模塊通過界面的形式呈現給用戶，當回放模塊啟動，并彈出回放控制界面時，此時這臺主機進入回放模式而脫離工作模式，停止與時間服務器的對時操作，并且只和數據記錄和回放服務主機通信。回放控制界面由記錄文件列表框，瀏覽目錄文本框，選擇文件文本框，記錄起始時間文本框，記錄結束時間文本框，回放開始時間文本框，文件信息預覽按鈕，倍速選擇按鈕和回放控制按鈕組成。記錄文件列表框通過ftp連接來顯示數據記錄和回放服務端的目錄或文件列表，對應的信息顯示在目錄文本框和文件文本框中，選中某個文件后點擊信息預覽按鈕會向回放服務端發送文件信息查詢命令，回放服務模塊將查詢的信息反饋給界面，顯示出記錄文件的日期，起始時間和結束時間。點擊時間預設按鈕可以設定起始時間和結束時間中的時間作為回放開始時間，然后點擊重放按鈕，會向回放服務模塊發送回放開始命令，這是回放服務模塊啟動回放模塊進行記錄消息的回放。回放控制模塊所在主機的通信模塊收到消息后進行相應的處理再現仿真過程中的情景，收到時間消息時，回放控制模塊會將時間設置為當時的時間值，并在界面上顯示。

4 實現與應用

本模型已經成功應用于分布式仿真實驗中，實現了訂制數據地實時記錄和回放，并且可以多個控制端在記錄同時互不影響地觀看回放，同時在回訪過程中時間精確推進。在系統開發過程中，選擇Red hat Linux系統的主機作為數據記錄和回放主機，從效率和實時性考慮，回放控制模塊借助于Qt庫用C++語言實現，其他模塊用C語言實現。時間服務器的對時頻率為80HZ，即12.5ms發送一次時間基準消息，所以極端情況下，仿真消息的誤差也小于12.5ms，滿足了仿真實驗的要求。回放控制界面見圖3。

5 結束語

本文結合實際仿真實驗的特點，設計了一種數據記錄與回放的模型，考慮了分布式仿真實驗數據的實時性，數據存儲，回放控制的靈活性以及回放過程的時間精確控制。能夠滿足一般仿真實驗的要求。本文對于記錄與回放做了一些初步的研究，對于同類問題有一定的參考價值，同時還有很多問題值得探討，比如如果多個終端回放時間同步如何精確控制。

參考文獻

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[3]David L.Mills.RFC1305-1992，Network time protocol （Version 3）specificati on，implementation and analysis[EB/OL].Network Working Group，1992 [2009-02-19].http：///ftp/rfc/rfc1305.pdf.

[4]劉鑄.HLA/RTI中聯盟保存恢復與記錄回放機制的研究與實現[D].國防科學技術大學，2003.

[5]劉玉軍，姜美雷，徐萬里等.基于UDP協議的應用層實時中間件[J].計算機工程與設計，2009，30（12）：2930-2933.

作者簡介

楊智，男，現為中國電子科學研究院助理工程師。

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關鍵詞： 大功率高頻高壓變壓器， 整流方式， 絕緣老化

Abstract: High-frequency high-voltage high-power transformer secondary winding is split into multiple line packages: The standardized rectifier, integrated rectifier, and double voltage rectifier. This paper compares the three aforementioned rectifiers, analyses the secondary AC voltage of each line components of the package and DC voltage components. Observed from double and integrated rectifier, the rectification methods are beneficial for high-voltage DC power transformer to delay insulation aging. The use of double voltage rectification and required insulation in secondary windings reduces parasitic capacitance. Design and manufacturing of high-power high-voltage DC power supply are based on of the analysis of using double rectification.

Keyword: High frequency high-voltage transformer; Rectification mode; Insulation aging.

中圖分類號： TM42文獻標識碼：A 文章編號：

1 引言

作為環境保護的一個重要組成部分，高壓靜電除塵具有廣闊的應用前景。靜電除塵變壓整流器作為其電源系統的核心部分，除了擔任隔離升壓、能量傳遞作用外，還影響著電路的穩定運行；因此其設計顯得尤為重要。

對于靜電除塵電源來說，高頻高壓變壓器作為其一個重要組成部分，它的引入不僅可以減少電源的體積和重量，也會對生產、安裝、運輸、環境以及成本做出重大改進。高頻高壓變壓器的原副邊繞組匝比大， 繞組匝間電壓和層間電壓比工頻變壓器要高幾百倍，因此其絕緣問題顯得至關重要。

圖1 靜電除塵用大功率高頻高壓直流電源

變壓器的故障的大部分由于絕緣破壞引起的。在交流電壓上絕緣老化主要是由空間介電損耗和局部放電引起的， 然而在直流電壓絕緣老化是由于熱損失引起的。 實際情況下大多數絕緣擊穿是由交流電壓所引起的[1]。

在高頻高壓變壓器設計中，研究者提出了合理的高壓繞組的制造方法，如多繞組構成法、多鐵芯構成法等等。文章[2，3，4]提出了多鐵芯構成法：每個副邊繞組纏繞著一個鐵芯，原邊繞組纏繞在副邊繞組和鐵芯之外，這樣設計可以滿足高壓絕緣要求并減少繞組的空間，降低鐵芯的損耗；但制造上對工藝要求比較高[5]。文章[6，7]提出了變壓器副邊繞組串聯方法：將副邊繞組分割為幾個線包，并進行合理的優化設計。

在高頻高壓變壓器中則存在“高頻促使變壓器體積減小”和“高壓促使變壓器體積增大”的矛盾。這些矛盾可以通過副邊匝數的減少和倍壓整流器的引進，提高輸出電壓的水平[8，9,10]。

2 高壓變壓器輸出整流方式

副邊高壓整流方式可以分別以下三種方式，如圖2（（a），（b），（c））所示。

第一種方式是標準整流方式（Standard Rectification），所有副邊線包都串聯起來以后產生的高壓交流電壓連接到高壓整流器。二極管的數量是依據其耐壓和額定電流而選定的（圖2（a））。

圖2 高壓整流方式

第二種方式是集成整流方式（Intergrated Rectification），每個線包分別整流，而后將其整流橋串聯而成（圖2（b））。

第三種方式是倍電壓整流方式（double voltage rectification），對每個線包進行倍壓整流后，將其電容串聯而成（圖2（c））。

3 整流方式的效果分析

考察副邊繞組被分割成多個線包的變壓器，每個副邊線包的始終兩端為分別（A1，B1），（A2，B2），∙∙∙，（An，Bn），n為副邊線包數。 假設每個線包的結構都是完全對稱的（包括匝數，繞制結構，層數等）。由變壓器的幾何對稱性，每個副邊線包被感應產出的電壓都為U2。，為給定的輸出電壓。

在不同整流方式下，每個副邊線包所產生的電勢也不同。在三種情況下（標準整流，集成整流和二倍整流），電勢在直流電壓上出現交流變化，但直流電壓分量和交流電壓分量都不一樣。具體如下：

（1）標準整流

在標準整流的情況下，直流電壓分量為。每個線包的交流電壓分量按照線包所處位置不同而不同。從中線包為左右對稱， 可以寫成如下式（1）。

（1）

（2）集成整流

每個副邊線包的交流電壓分量都為。 每個線包直流電壓分量也可以寫成如下式（2）。

（2）

（3）二倍壓整流

二倍壓整流下的每個繞組電壓分量和集成整流方式一樣。也就是說，交流分量為，直流分量也如式（2）所示。不同的是在輸出電壓相同的情況下，通過倍壓電路作用，其線包電壓降為集成整流時一半。

副邊繞組被分割成四個線包的變壓器為例， 不同整流方式下副邊每個線包的直流和交流電壓分量的Matlab/simulink仿真結果如圖3和圖4所示。

圖3 標準整流方式下的每個線包交流電壓分量

圖4 集成和二倍壓整流下的線包電壓分量

綜上分析，不同的整流方式不影響輸出側直流電壓，但會影響變壓器每個線包的電場分布。由于絕緣材料中局部放電問題主要由交流電場引起的，通過改進交流電場可以在一定程度上降低絕緣要求。

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關鍵詞：GIS、局部放電；特高頻；超聲波；在線監測；檢測

前言

GIS目前的預防性試驗手段較少，為了防止GIS 的事故，有必要對GIS 內部絕緣狀態，在帶電狀態下進行預防診斷；隨著科技的發展，借助一些專業設備及軟件進行分析、判斷是否有異常。對GIS進行局部放電檢測可以彌補耐壓試驗的不足，通過在線檢測能發現GIS制造和安裝的“清潔度”，能發現絕緣制造工藝和安裝過程中的缺陷、差錯，及時發現各種可能的異常或故障預兆，從而進行及時、有效的處理，確保設備安全運行，避免重大事故發生。

一、 GIS絕緣缺陷類型分析

要深入研究GIS局部放電，首先應將缺陷進行分類，并了解各類缺陷的特征、嚴重程度及發生的絕緣故障比率，然后針對不同類型的缺陷進行分析研究，從而找到影響絕緣故障的主要因素。根據一組統計數據，由不同絕緣缺陷引發的故障比例見表1.1。

下面針對GIS內部幾種常見的缺陷分別進行了具體分析

微粒及異物的影響

從表1統計中看出，自由微粒及異物故障占總故障的20%。究其產生的原因，主要是現場安裝條件不如生產工廠優越，無法徹底清除GIS設備內部的微粒及異物，這些微粒及異物以自由金屬微粒危害最甚。GIS設備內部的金屬微粒，具有以下幾個主要特征：

1）自由金屬微粒在電壓作用下獲得電荷并發生移動，當電壓超過一定值時，這些微粒就能在接地外殼和高壓導體之間跳動，從而發生局部放電。

2）當金屬微粒移動靠近而未接觸高壓導體時，如果距離小于某一極限值，在強電場力作用下，容易引起局部放電。

3）絕緣子表面上的金屬微粒，常常在設備交接試驗時檢測不出來，經過一段運行，由于機械振動或操作過電壓引起的靜電力，使它產生輕微的移動而形成微粒堆積，在某種程度上加大了放電發生的幾率。

4）當金屬微粒游離到絕緣子的表面，在一定條件下被固定下來時（比如被油脂粘住），這樣絕緣子表面的金屬微粒狀似金屬突出物，在高電壓環境下，極易造成尖端放電。

接觸不良的影響

據統計，在GIS設備所有運行故障中，接觸不良發生的故障達到29%，占所有故障發生率之首。此類故障可分為兩類：

1）由主觸頭接觸不良而產生的故障占11%，分析其產生的原因，一方面是自由微粒在試驗中不易被檢測，而得不到徹底的清理。這些自由微粒附著主觸頭表面，使接觸電阻增大，一旦主觸頭處于接觸狀態，因電阻大而發熱燒損。另一方面，隨著GIS設備長時間地運行，在電弧的作用下主觸頭容易發生燒損，以上兩種因素如果得不到及時的維護，從而逐漸發展成主觸頭接觸不良的故障。

2）由屏蔽罩接觸不良而產生的故障占18%，常在設備運行中發生。并隨著運行時間延續而發展（如短路電流或斷路器操作的振動作用），最終威脅或破壞GIS的絕緣性能。

潮濕的影響

由于潮濕引起的故障占7%。通常對SF6介質性能影響最大的成分是水蒸氣，如果水蒸氣過量，當溫度下降時就會出現凝露，結合其他混合物，就會影響介質表面的導電性，促使介質老化或直接引發故障。

高壓導體尖刺的影響

高壓導體上的尖刺占故障總體的5%，這些尖刺通常是加工不良、機械破壞或組裝時的擦刮等因素造成的，從而形成絕緣氣體中的高場強區。這些尖刺在工頻電壓下電暈比較穩定，因而在穩態工作條件下一般不會引起擊穿。然而，在快速暫態條件下，譬如在雷電波，尤其是快速暫態過電壓情況下，這些缺陷就會引起故障。

絕緣子缺陷的影響

絕緣子上發生的擊穿故障占10%，因為大多數故障是由于早期的絕緣子空穴問題造成的，所以固體絕緣的缺陷常發生在固體絕緣表面或內部。絕緣表面缺陷通常是由其它類型缺陷引起的二次效應，比如局部放電產生的分解物、金屬微粒引起的破壞。

其它因素的影響

由其它因素造成的故障占1l%，例如，GIS設備的器件體積大、重量大，在搬運過程中，因機械振動、組件的互相碰撞等外力作用，常使緊固件松動、元件變形和損傷。另外，GIS設備裝配工作是一個復雜的過程，組件連接和密封工藝要求很高，稍有不慎就會造成絕緣損傷、電極錯位等嚴重后果，為GIS的運行埋下了隱患。

二、特高頻原理和超聲波原理、測試方法及基本判斷

基于特高頻原理的研究

由于GIS波導壁為非理想導體，電磁波在GIS內部傳播過程中就會有功率損耗，因此，電磁波的振幅將沿傳播方向逐漸衰減，并且GIS中的SF6氣體將會引起波導體積中的介質損耗，也會造成波的衰減。這種衰減具有1μS左右的衰減時間常數，它的衰減量要比信號在絕緣子處由于反射造成的能量損耗低得多。研究表明，1GHz的電磁波在直徑為0.5m的GIS內傳播所產生的衰減只有3～5dBm/km 。因此在用波導理論進行局部放電仿真和測量時可以不考慮這種衰減。

GIS有許多法蘭連接的盆式絕緣子、拐彎結構和T型接頭、隔離開關及斷路器等不連續點，特高頻信號在GIS內傳播過程中經過這些結構處時，必然會造成衰減。有研究表明，信號在絕緣子和T型接頭處的反射是造成信號能量損失的主要原因，并通過計算，初步確定絕緣子處的能量衰減為3dB，T型接頭處的能量衰減為10dB。

根據電磁輻射原理，當電磁波在GIS體外空氣中傳播時，其電場強度E正比于1/r，信號能量p正比于1/r2，其中r為局部放電源到傳感器的直線距離。

根據GIS中電磁波的傳播特點，可以利用特高頻傳感器接收其中500～3000MHz的特高頻信號進行檢測，可避免常規電磁脈沖干擾。這是因為空氣中的電暈放電等電磁干擾頻率一般在500MHz以下，利用一個加有500MHz的高通濾波器的特高頻放大器就可解決干擾問題，從而提高局部放電檢測的信噪比。

基于特高頻原理測量局部放電方法

（1）接好儀器，設置后臺測量軟件的初始狀態；

（2）用標準放電波形發生器對局放測量儀進行檢驗，檢查后臺軟件顯示波形的相位特征是否相符，診斷專家庫給出的結論是否正確。如檢驗通過則繼續下面步驟，如檢驗未通過則考慮檢查標準放電波形發生器是否存在故障或不準確。

（3）將外置傳感器緊密貼于盆式絕緣子與空氣接觸的外表面，觀察后臺軟件顯示的波形：

① 存在放電信號或較大干擾時，在該絕緣子上變換測量位置3-5次，并將干擾傳感器置于測量位置附近。

② 若干擾無法消除，考慮加入1100-1500kMHz帶通濾波器，并重新執行步驟（2）。

③ 發現放電信號中具有顆粒放電特征時，應選中“accumulated”選項觀察累計電荷的放電相位。

④ 發現波形具有放電特征時，點擊軟件右上方的“trig”進行生成報告的操作。

⑤ 診斷專家庫給出的結論是一個重要的參考。

故障方向的基本判斷

使用超聲波和特高頻兩種方法進行測試，特高頻法抗干擾性能強，對電信號靈敏，但實現設備缺陷的精確定位比較困難。而超聲波法則可實現設備缺陷的精確定位。通過兩種方法所得波形的對比，綜合分析放電的特點。

（1）在GIS盆式絕緣子處放置特高頻傳感器，進行電磁波信號的測量，判斷是否存在電磁信號。

（2）使用超聲波傳感器逐點進行聲信號檢測，判斷是否存在聲信號。之后根據出現的幾種具體情況進行進一步的分析判斷：

A、如果電信號和聲信號都存在，則使用特高頻法根據盆子的位置進行粗略定位，同時使用超聲波法進行精確定位，如果兩者都定位到同一個GIS盆子且表征一致，則判斷該盆子內部存在放電故障，具有絕緣缺陷，判斷放電的種類。

B、如果只測量到了特高頻電磁波信號而沒有超聲波信號，則應改變傳感器的位置擺放和屏蔽源擺放位置判斷是否周圍設備發生局部放電或者是存在另外的干擾源。并對GIS設備進行重點跟蹤觀察。

C、如果超聲波測量到聲信號而特高頻法沒有測量到電磁波信號，則使用超聲波法在超聲波信號最大的部位進行精確定位。通過具置及設備結構進行分析，是否是設備本身的正常震動或者是設備的結構導致特高頻信號衰減很大，不能通過檢測位置測量到。并對設備進行重點跟蹤觀察。

D、如果特高頻和超聲波信號都沒有反應，則應判斷設備完好，沒有局部放電信號。

三、實際案例

深圳供電局220kV梧桐站110kV GIS梧鹽Ⅰ線15354刀閘局放測試

2009年4月14日，采用了 GIS超聲波局放測試儀對220kV梧桐站110kV側GIS進行了局放信號的檢測。首先采集現場背景信號，如圖4.1、4.2。

從圖中可以看出，信號有效值42 mV，周期峰值最大200 mV，反映信號頻率范圍的頻率成分1為1.5 mV、頻率2讀數為7.5 mV。

如果將以上在圖同情況下測出的周波圖和特征圖相比較，可以很清楚得看到在梧鹽I線線路側15354刀閘氣室里有較明顯的局放信號，而且從圖上也可以很清楚得看到：

（1）從波形上看，信號是呈周期性變化的；

（2）從信號數值的大小來看，并沒有特定點最大區域，傳導范圍較遠，絕緣子的衰減較小；

（3）從信號的頻率范圍來看，信號頻率主要集中在10kHZ-50kHZ。

深圳220kV梧桐站GIS驗證與分析

在測得上述局放信號之后，經過分析后，初步認為是由梧鹽I線線路側15354刀閘氣室內部中心部件振動（如均壓環或觸頭）和雜質共同造成的。不過考慮到超聲波法檢測局放的一些弊端，為了進一步確認梧桐站110kV GIS的局放信號，于是決定進一步采用特高頻檢測方法對梧桐站110kVGIS進行了復測，把兩種方法相結合，起到優勢互補、相輔相成的作用。

特高頻檢測方法（UHF）

梧桐站110kVGIS局放特高頻原理檢測過程

梧桐站的GIS并沒有安裝內置式的超高頻耦合器（傳感器）。因此測試時使用外置式超高頻耦合器進行測量，該耦合器被固定在GIS盆子的位置上。局放產生的超高頻信號可以通過絕緣盆子的窗口被檢測到。 將耦合器放置在GIS的測試點上，記錄檢測到的所有局部放電活動。將耦合器從一個測試點移動到另一個測量點，依此類推，直至檢測完所有的局部放電檢測點。耦合器在每個測試點保持幾分鐘，這樣在這段時間里GIS內部的局部放電活動便被捕捉到。

在斷路器1535GIS間隔做了一種稱為時間比較法的測試（TOF）。TOF 測試包含在“局部放電源”兩側放置兩只耦合器，測量“局部放電”信號到達的相對時間。

局放信號檢測與定位的經過

2009年4月17日第一次測試是在距GIS的1533斷路器最近端完成的。局放信號在便攜式耦合器放置到GIS盆式絕緣子上之前就明顯可見。由于信號很強，在便攜式儀器的輸入端加入了20dB的衰減器，以使信號降到可以進行幅度比較的較低值。信號幅度在包含1535斷路器的間隔中最大。我們把所看到的局放信號與存儲的特高頻典型特征圖庫相比較，很容易就能看出這是“部件松動”的局放圖。圖4.8是信號的單周期顯示，圖4.9是信號的峰值顯示。

由于信號在多個盆子式耦合器上清晰可見，于是2009年4月24日在這個間隔上做了“時間比較法（TOF）”測試。TOF測試以相同的方法在不同的測試點重復多次。測試發現局放源為于A、B之間，但測試是在1535間隔完成的。TOF的測試結果顯示“故障”是位于斷路器區域，但是考慮偏差范圍，“接地刀閘”區域也是故障可能位于的地方。

事后分析與決定

在測得上述局放信號之后，經過分析后認為在包含1535斷路器的間隔中的局放類型是“部件松動放電”。這種局部放電可能是由“部件松動”或“金屬部件斷裂”所引起的。鑒于特高頻法與超聲波法都在梧鹽I線線路側15354刀閘氣室附近測得較強的局放信號，并且通過事后的分析都認為是由“部件松動”造成的局放，所以經過與其他部門商討之后決定在2009年6月1日進行開蓋檢查。

2009年6月1日對梧鹽I線1535間隔線路側刀閘部位進行了開蓋檢查，在檢查中發現了15354刀閘B相傳動機構彈簧脫落于導電桿內，導電桿內粉塵較多，撥叉有輕微電弧燒傷痕跡，軸銷被電弧燒蝕較嚴重軸銷脫落于導電桿內，B相導電桿未正常分開。經進一步檢查，沒有發現其它異常。

缺陷原因分析

由于設備2006年10月投運，操作次數遠遠低于設計壽命，屬同批次另外兩相的定位銷完好，可排除疲勞斷裂、材質問題；從現場的定位銷有嚴重燒蝕痕跡看，該缺陷分析可能由于定位銷裝配不好（或尺寸不合或彈簧裝配不到位），導致定位銷與導體接觸不良，定位銷和導體形成電位差，造成長期放電，造成定位銷的強度降低，最后定位銷斷裂，動觸頭不能分開。

四、結 論

（1）UHF/Ultrasonic可有效檢測運行GIS設備的局放，彌補了GIS設備交接和預防性試驗的不足。因此，應加強對GIS局部放電帶電測試技術的推廣，積累數據經驗作為設備狀態檢修的參考的判據。在南方電網新修訂的《Q/CSG114002-2011 電力設備預防性試驗規程》中，已將該方法列入了預防性試驗項目，明確規定GIS局部放電的帶電檢測周期為投產后一年，運行中三年。

（2）GIS局放定位以UHF/Ultrasonic局放檢測法相結合為宜。其中，放電的初步定位采用UHF，準確定位采用Ultrasonic；而且應積極探索GIS設備狀態檢修方案、建立GIS設備狀態信息庫（包括歷史信息，停、帶電檢測數據）和診斷模式流程，力求設備缺陷診斷準確。

參考文獻

恒，嚴璋，談克雄.電氣設備狀態監測與故障診斷技術.北京：中國電力出版社，2009.

篇9

業界大佬們在峰會現場激烈討論。對于投資回報率的提升策略,嘉賓們見仁見智,各有狠招。

這個振奮人心的時刻,聚焦了全行業艷羨的眼光。輝煌屬于他們,中國廣告業的前途需要他們。

2009年12月4日,“2009中國廣告主峰會” 在北京伯豪瑞廷酒店隆重舉行,來自廣告主、媒體、廣告公司的200多位嘉賓出席了此次活動。

為總結企業事件營銷、公益推廣和逆勢攻守的戰略經驗,發掘深層次的營銷智慧和傳播規律,《廣告主》雜志特舉辦了“中國廣告主峰會暨第二屆中國廣告主金遠獎頒獎盛典”。

本次活動共分為兩個部分,在當日下午舉行的2009中國廣告主峰會上,各位嘉賓圍繞著如何提升廣告投資回報率、營銷下沉形勢下的品牌傳播策略和媒介創意和創意媒介等話題,進行了深入的溝通和交流。宛西制藥市場總監楊玉奇、清華同方計算機系統本部總經理趙剛、美蘭德媒體傳播策略咨詢有限公司總經理崔燕振都做了精彩的演講。

本次活動通過專家點評、同行交流等多種信息渠道,全面了解行業現狀,充分發掘優秀單位的競爭實力,樹立行業標桿,為實現廣告價值的最大化提供高水平的交流平臺和經驗總結。據《廣告主》雜志社主編劉再興介紹,作為一個長期運作的品牌,“中國廣告主金遠獎”評選將每年舉辦一次,以持續性的工作見證中國企業和中國傳媒行業的成長歷史進程。

清華同方計算機系統本部市場部總經理趙剛

北京聯合趨勢廣告公司總經理陳晟強

宛西制藥市場總監楊玉奇

引力媒體媒介研究策略中心總經理張召陽

美蘭德媒體傳播策略咨詢有限公司總經理崔燕振

高鐵傳媒廣告有限公司副總經理張帆

獎項名單 媒體類

金遠獎?年度最具營銷力衛視――――――――――――――貴州衛視

金遠獎?年度最具競爭力衛視――――――――――――――浙江衛視

金遠獎?年度最具責任感媒體――――――――――――――四川電視臺

金遠獎?年度最具競爭力區域媒體――――――――――――蘇州電視臺

金遠獎?年度最具影響力衛視――――――――――――――江蘇衛視

金遠獎?年度最具合作價值媒體―――――――――深圳廣播電影電視集團

金遠獎?年度最具成長力衛視――――――――――――――河北衛視

金遠獎?年度最具戰略創新媒體―――――――――――――廣西電視臺

金遠獎?年度最具整合創新媒體―――――――――――――齊魯電視臺

金遠獎?年度最具創新力衛視――――――――――――――湖南衛視

金遠獎?年度最具市場開拓力媒體―――――――――中國農業電影電視中心

金遠獎?年度最具區域整合創新媒體―――――――――――鄭州電視臺

金遠獎?年度最具區域投資價值媒體―――――――――――長春電視臺

金遠獎?年度最具專業營銷團隊―――――――――――――安徽衛視

金遠獎?年度最具管理創新團隊―――――――河南電視臺廣告經營管理中心

金遠獎?年度最具實力營銷團隊―――――――――――――沈陽電視臺

金遠獎?年度最具潛力媒體――――――――――――――寧夏廣播電視總臺

金遠獎?年度最具營銷創新媒體―――――――――――――天津電視臺

金遠獎?年度最具創新服務團隊――――――――――陜西電視臺廣告中心

金遠獎?年度最具區域營銷力媒體――――――――――安徽影視頻道

金遠獎?年度最具營銷價值區域媒體――――――――――南寧電視臺

金遠獎?年度最具整合服務媒體――――重慶廣播電視集團(總臺)廣播電視廣告經營中心

金遠獎?年度最具區域影響力媒體――――――大連天歌傳媒廣告分公司

獎項名單 網絡類

金遠獎?年度最具網絡影響力媒體――――――――――新浪

金遠獎? 年度最具影響力財經媒體――――――――――和訊網

獎項名單 新媒體類

金遠獎? 年度最具品牌影響力新媒體――――――――高鐵傳媒廣告有限公司

金遠獎? 年度最具投資價值新媒體―――――――――航美傳媒集團

金遠獎? 年度最具滲透力新媒體――――――――――大賀傳媒股份有限公司

金遠獎? 年度最具影響力視頻網站―――――――――酷6網

金遠獎? 年度最具潛力新媒體―――――――――――銀通傳媒

金遠獎? 年度最具三四級市場整合營銷平臺―――北京藍色海洋廣告有限公司

獎項名單 廣播類

金遠獎? 年度最具影響力廣播―――――――――――陜西人民廣播電臺

獎項名單 廣告智業公司類

金遠獎? 年度最具影響力廣告公司―――――廣而告之合眾國際廣告有限公司

金遠獎? 年度最具區域營銷力廣告公司―――――――引力傳播

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金遠獎? 年度最具創新整合營銷能力廣告公司――――昌榮傳播

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金遠獎? 年度最具潛力廣告公司――――― 北京瀚唐悅奕文化傳媒有限公司

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金遠獎? 年度最具成長力廣告公司―――――――――江蘇永達廣告有限公司

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金遠獎? 年度最具創新營銷廣告公司―――――――――圣松傳播

金遠獎? 年度最具互動營銷價值節目公司―――――――世熙傳媒

獎項名單 市場數據類

金遠獎? 年度電視營銷突出貢獻獎――北京美蘭德媒體傳播策略咨詢有限公司

獎項名單企業類

金遠獎?年度十大最具品牌成長力廣告主

云南白藥集團股份有限公司

昆明滇虹藥業有限公司

吉林萬通藥業集團

中國聯合網絡通信有限公司

株洲千金藥業股份有限公司

新希望乳業控股有限公司

福田汽車集團

上海金絲猴食品股份有限公司

養樂多(中國)投資有限公司

四川興事發集團

山西亞寶藥業集團股份有限公司

金遠獎?年度十大最具營銷突破力廣告主

康師傅控股有限公司

奇瑞汽車股份有限公司開瑞微車公司

山東魯花集團有限公司

同方股份有限公司計算機系統本部

紅星美凱龍

中歐奔馳

神威藥業股份有限公司

哈爾濱太子乳品工業有限公司

北京銀泰置業有限公司

北京怡蓮禮業科技發展有限公司

金遠獎?年度十大最具廣告創新力廣告主

泰康人壽保險股份有限公司

冰川礦泉水有限公司

波司登國際控股有限公司

葵花藥業集團

河南宛西制藥

潔力雅集團

奇正藏藥集團

河南斯美特食品有限公司

無錫瑞年實業有限公司

山東力諾瑞特新能源集團

金遠獎?年度最具社會影響力廣告主

修正藥業

寶潔(中國)

上海家化聯合股份有限公司

招商銀行

勁霸男裝股份有限公司

中國電信股份有限公司

深圳市三九藥業貿易有限公司

金遠獎?年度十大廣告領軍人物

鄭燕

郭振宇

王冠群

黃海南

趙樹清

云燕

查道存

孔炯

篇10

1高頻電刀灼傷的原因有

1.1極板移位或部分脫落，造成與病人的接觸面積減少，電阻增大，此時發生灼傷的可能性就加大。我院就曾發生過一起因電極板固定不牢發生移位引起患者灼傷事件。有資料表明，極板接觸皮膚面積在50cm2,極板溫度約為330C，當極板接觸皮膚面積下降到25cm2,極板溫度上升到360C，當極板接觸皮膚面積在13cm2,極板溫度可升至400C，極板溫度超過皮溫60C，可發生灼傷。

1.2安放電極板處病人毛發過多，導致極板與病人皮膚接觸不良。

1.3一次性電極板反復使用極板不清潔，多次使用后粘滿皮屑、毛發、油脂等造成導電不良。或極板質量差。

1.4電極板放置部位不妥當或不平整，如極板放于疤痕、骨性隆起、脂肪組織等部位。

1.5電極板被消毒液濺濕，如75%酒精。

1.6病人的肢體暴露在外或肢體固定不當導至肢體與手術床金屬或接地金屬接觸時可發生燒傷。

1.7術前準備不完善，手術病人身體攜帶金屬物如金銀首飾、手表、鑲金的假牙、金屬發夾等未取下，若輻射能量較大，接觸點較小時易發生灼傷。

1.8安全意識差，手術過程中，暫停使用電刀時，手術醫師隨意將電刀頭置于病人身上，器械護士未能及時收回妥善保管。由于電刀放置不妥，觸及控制開關后誤傷病人。

2防范措施

2.1盡量使用隨棄式導電粘膠極板。雖然金屬極板經久耐用、成本低，但缺點明顯：不能隨意置放任何需要位置，難以保證與患者接觸良好，手術中易移動、脫離患者或使接觸面積及緊密程度下降，且無法檢測其與患者接觸質量。手術過程中移動病人或病人燥動時應密切觀察極板有無移動，保證極板與病人的皮膚接觸面積在100cm2以上。

2.2必要時對極板粘貼處進行局部備皮，保證極板與病人皮膚接觸緊密。

2.3選擇質量好的極板，一次性電極板禁止反復使用。

2.4安全放置極板，盡可能接近手術部位，選擇型號合適的極板，粘貼時應避免重疊、纏繞，確保極板平整地粘附于病人肢體或肌肉豐滿處（無皮屑、無疤痕、無感染、無骨骼突出），如有弓起應重新粘貼平整。極板柄金屬應全部沒入極板夾內。軟極板不得受硬物局部擠壓如有凹凸不平或有局部破損現象不得使用。

2.5使用過程中極板及其周圍不得潮濕和積液。

2.6固定病人肢體時應用干布包裹避免與金屬床緣或接地金屬接觸。

2.7做好充分的術前準備，金銀首飾不得帶入手術室。對于體內有金屬植入物的患者，極板放置應使手術電流避開該植入物。

2.8加強防患意識，手術中使用絕緣電刀套，固定于器械臺上，每次暫停使用時，器械護士都應及時收回套入套內，絕對禁止將電刀頭隨意置于病人處，以防電刀頭突然啟動發生灼傷。

參考文獻