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關鍵詞：直流系統接地；危害；監測原理；處理方法
中圖分類號：TM473文獻標識碼： A
引言：直流電源因其供電可靠和穩定性，常作為電力系統重要電氣設備的控制回路、信號回路以及繼電繼電保護安自裝置的工作電源。而在實際運行過程中，由于直流系統應用廣泛，供電負荷復雜分，并在長期運行過程中受物理環境以及電氣環境影響較大，在電纜絕緣損壞、受潮、機械應力、金屬生銹以及人為因素等一系列因素作用下，容易發生直流系統接地故障。
直流接地故障一般按危害性質可分為單點接地、多點接地、環路接地和絕緣降低等類型，其中以多點接地危害最大。正極單點接地可能會由于回路缺陷和電器元件質量問題導致開關跳閘、繼電保護自動裝置誤出口等后果，負極單點接地則有可能導致繼電保護自動裝置以及信號回路拒動。一般而言，僅單點接地不會對二次回路造成重大影響，而發生兩點及兩點以上接地故障時，則極可能造成繼電繼電保護、自動裝置的誤動作或拒動作。因而要求電力系統運行維護人員高度重視直流系統接地故障，故障發生后應立即組織排查處理。
然而由于直流供電網絡復雜，聯接設備供電要求較高，客觀上增加了直查找接地點的難度。接地故障類型和形式也由于設備工作環境差異較大，無法形成指導性的處理方法，大多數情況僅能憑借工作經驗進行。下面就糯扎渡水水電廠9號發電機組直流電源系統發生的一起典型因雙電源回路串接引發的接地故障作簡要分析，其較獨特的故障現象希望對查找類似直流接地故障點帶來幫助。
1.監測原理
糯扎渡水電廠機組直流系統采用蓄電池浮充電雙母線供電方式以增強供電可靠性和穩定性，采用美國艾默生電氣公司SZD038H/220V系列直流電源系統。其中絕緣在線監測裝置JYM用于在線監測直流母線對地絕緣狀況和各分支供電負荷回路接地電阻和電容，構成直流供電系統的故障檢測部分，其構成原理如下圖所示。
JYM絕緣檢測裝置工作原理
從JYM絕緣監測原理構成可看出，該檢測裝置可同時實現兩部分功能，即常規檢測和支路巡檢。常規檢測通過實時監測正、負母線對地電壓，進而測算母線對地電阻，在發生接地故障時可靠發出告警信號。同時，接地故障發生后啟動低頻注入信號，由電子開關S1將低頻交流電源分別注入正、負母線。通過支路互感器采集電流信號，從而進入計算環節測算支路接地阻抗，再分離電阻電容信號以得到真實接地電阻大小，從而準確識別接地之路。為了增加檢測精度排除系統分布電容干擾，JYM絕緣監測裝置在系統無故障時可以準確識別各支路分布電容大小，通過計算投入相應補償電容，從而校正測算信號，以提高檢測精度。
JYM絕緣監測裝置絕緣監測告警模式亦有兩種：一為壓差超限模式，一小時檢測一次雙端平衡、不平衡接地狀況；二為阻值超限告警模式，通過計算母線、分支路接地電阻再與設定告警定值比較，實時監測系統單端正、負極接地以及雙端平衡、不平衡接地狀況。糯扎渡水電廠直流系統采用常規檢測與支路巡檢相結合的絕緣監測模式，并設定為電阻超限告警模式。
2.故障現象
2012年12月04日16:08分，糯扎渡水電廠監控系統報9號機組直流電源母線1絕緣異常。現場測量直流母線1正極對地電壓約+42V，負極對地電壓-181V，即可判定信號準確，可能為正極有過渡性電阻接地現象，直流系統確存在絕緣異常，須立即排查。
同時維護人員還仔細核查了直流母線1各負荷支路絕緣數據，發現其中變壓器保護C屏有異常情況，絕緣數據不合格。同時，運行維護人員無意中發現雙電源供電系統之直流母線2絕緣數據亦有異常，其正極對地電壓也為+42V上下，負極對地電壓同樣是-181V，測量數據與直流母線1完全一致，但支路絕緣電阻數據卻均無異常，同時絕緣監測裝置也沒有告警信號。
3.故障分析查找
通過現場測量和分析，憑經驗上初步判斷可能出現雙電源環路供電，且現象表明直流母線2絕緣監測裝置可能有異常，因而導致無法輸出告警信號。為了驗證直流母線2絕緣監測裝置是否故障，現場就此進行了瞬時接地故障試驗，卻發現絕緣監測裝置能可靠發出告警信號，監視測量電阻與試驗接地電阻相一致，從而可以斷定絕緣監測裝置無異常。
經過討論分析后，現場決定仍以直流電源母線1絕緣異常支路為突破點，以查找故障原因。本著“由外而內”以及先排除易發故障部位回路的原則，逐步縮小排查范圍。現場維護人員在解開變壓器保護C屏外部開入回路后發現直流電源母線1絕緣數據恢復正常，正、負極母線電壓也恢復正常，告警信號消失，同時直流電源母線2正、負極母線電壓也恢復正常，因此判定故障點在變壓器保護C屏外部開入回路。
隨后現場在變壓器現地端子箱檢查發現有兩電源公共端連接片有破損互相搭接現象。后經核實兩電源分別為變壓器保護C屏以及主變冷卻器控制開入回路（為+24V直流公共端），而此控制開入回路電源為直流電源母線2。隨后現場拆除了該短接片，并通過短接試驗加以驗證，現象與之前故障現象完全一致。因而斷定兩母線絕緣異常由此處連接片串搭造成，如下圖簡要示意所示。
故障簡要示意圖
綜上不難看出，正是由于兩段直流供電母線出現電源串接導致，雙端母線電壓均出現異常。而其中兩段直流電源并非直接串接，直流電源母線2經過一套DC220V/24V電源模塊，再以低電壓+24V搭接直流母線1 電源的+110V端子上，從而出現跨級的串接故障，從而形成了類似環路供電故障的現象。
4.總結
從相關資料以及糯扎渡投產以來幾次直流系統接地故障的排查經歷來看，查找接地故障點的方法主要有以下三種。
4.1檢測裝置應用
借助直流系統自帶絕緣監測裝置以及萬用表等輔助工具，判定接地點位置。現階段直流系統一般采用支路巡檢手段，通過平衡電橋法、低頻電源注入法、變頻探測法、載波相位法、霍爾電橋法等監測原理測算出支路對地絕緣電阻，從而分辨接地故障支路。
在線監測裝置可以實現無間斷實時監測，隨時就系統異常發出告警信號，并將檢測數據（包含絕緣狀況、母線電壓以及支路名稱）直觀顯示給現場運行維護人員。但是由于直流系統供電網絡復雜繁多的特點，導致自動檢測僅能將故障位置鎖定在支路編號上。同時直流系統運行方式改變較大，各支路回路參數，如分布電容和負荷阻抗等變化較大，導致具體接地點無法定位。
4.2拉回路法
故障位置一經切除，直流母線正、負母線電壓即可恢復平衡。因此現場工作過程中也通常會采取瞬時拉負荷的方法查找接地故障支路，以縮小排查范圍。然而直流供電系統所供負荷中，二次回路構造越來越復雜，涉及回路和元器件錯綜交織，查找范圍內還可能存在部分回路難以斷電檢查等難點，涉及面廣故障查找耗時較長，且伴隨著排查過程各類風險，難以有效掌控。
4.3便攜式接地探測儀器
便攜式接地探測儀器原理上和注入式檢測裝置相同，通過外加注入式電源，無需拉開回路電源，通過便攜式采集互感器采集回路參數并通過計算分辨接地位置。缺點是因其構造簡單，檢測精度不高，容易受到系統回路分布電容干擾，因此誤報率也較高。
5.結語
直流系統接地故障可能因各種條件而十分復雜，要想迅速準確排查和消除接地故障點需要工作人員不斷的進行實踐和總結以掌握相應的方法和技能。從糯扎渡水電廠此次直流接地故障的查找過程上看，有必要注意以下問題。
5.1絕緣監測設備因其原理缺陷和現場復雜條件，并不能完全可信，必須輔以人工手段加以驗證。
5.2跨電壓等級的電源串接，具有獨特的故障現象，造成直流絕緣檢測裝置不能正確識別。
5.3現場應做好設備維護管理，定期清查絕緣狀況不佳支路并積極處理，從根本上保證直流系統安全穩定運行。
參考文獻：
關鍵詞：包裝藝術；電視；節目制作
電視作為重要的信息傳播途徑在人們的日常生活中有著舉足輕重的作用，隨著人們物質生活水平的提高，逐漸加大的精神文化需求，電視節目也逐漸豐富多彩，各個欄目、頻道間的競爭也日趨激烈。電視節目普遍追求搞得收視率以防止淹沒在各檔節目的之中，而電視節目的包裝能夠讓節目的內容更加引人入勝，對節目的宣傳幫助節目有更多的觀眾期待，同時電視節目包裝藝術也能夠幫助電視節目在形式上有所創新，使電視節目擺脫俗套的形式。
一、包裝藝術在電視節目中的概述
現階段的電視節目已經逐漸形成了電視節目與電視包裝一體的新形式，經過包裝的電視節目更加符合人們的審美需求與接受傾向。在國外的發達國家的電視節目的包裝藝術已經達到了比較高的藝術水準，也擁有較高的收視，這與其高投入的藝術包裝是分不開的。我國的電視節目也逐漸加大了對于包裝的投入。電視節目包裝的核心是對于欄目進行包裝，將節目的形式創新，樹立品牌效應，美化節目內容。舉例來說像中國好聲音相比于其他的選秀類節目之所以擁有更高的收視率和更好的觀眾口碑，這與其對于形式的創新是離不開的，中國好聲音的導師、轉椅等新加入的元素都在不同程度上增加了節目的可看度，使其創造了一種新的選修模式，其高收視、好口碑自然成為了必然。
二、電視節目包裝藝術原則
電視節目包裝在不同時代也體現出不同的特點，但是本質上沒有大的差別，當代的電視節目的包裝理念遵循統一的原則即規范性、簡潔性、獨特性三大原則。第一，規范性原則。電視包裝如果不規范就會失去包裝原有的意義，對于節目整體的包裝，如對于節目包裝的標志、色彩、音樂等等都構成該電視節目區別于其他節目的地方，通過這些元素的規范統一，使得觀眾能夠更好的識別該檔電視節目，統一規范的包裝風格貫穿電視節目的整體更容易獲得觀眾的認可與肯定。第二，獨特性原則。電視欄目包裝的中心是使節目具有獨特性，展現節目的獨特性，獨特性讓電視欄目的區分度增加，對于包裝的獨特性是電視節目的殺手锏。第三，簡潔性原則。簡潔是電視節目包裝需要遵循的重要原則，簡潔性能夠幫助電視節目避免繁瑣。通過簡潔化了的電視節目包裝，可以使電視節目更加的深入人心，使人更容易記住電視節目內容。經過研究表明，越簡潔有力的內容更容易讓觀眾記住，由于電視節目時間的限制，大部分觀眾的耐性與思考性不高，因此，電視節目的簡潔性非常重要。
三、包裝藝術在電視節目中的包裝應用
（一）觀眾需求的調查與滿足
電視節目的包裝不可避免的必須要考慮電視節目的商業特性與藝術特性，同時還有吸引觀眾的特點。做好電視節目中的包裝首先應該研究觀眾的心理需求，對于觀眾的收視行為給予一定的調查研究，只有深入的研究觀眾的收視行為,才能夠更好的把握受眾心理。電視欄目具有一定的品牌效應，如何將電視節目品牌價值最終發揮出來，必須依靠觀眾買賬,因此電視節目包裝策略必須建立在嚴格的市場細分策略基礎上,還需要對觀眾朋友的收視動機通過一定的調查有深入的了解,把握觀眾的收視習慣，才能更好地預測觀眾的收視行為。在我國經濟發展的態勢下，人們日益增長的物質文化需求都促使人們的消費觀發生巨大的變化,觀眾朋友已經不能滿足于普通的包裝。電視節目的包裝越來越多的需要展現新穎的形式，高尚的品味，積極向上的追求。
（二）電視節目的主題與內容風格的明確
電視節目的主題風格，文化內涵的確定需要做好前期的工作，尤其是前期的文案工作以及整體的規劃。前期的策劃及文案工作對于電視節目包裝來說是一個關鍵的環節。要做好一個電視欄目的包裝工作，必須對該節目的主題、風格和文化內涵有深入的了解。這樣在藝術處理的過程中,才能把內容展示清楚,不顧此失彼。此外,要提出一個統一的、整體的策劃方案,這是形成獨特鮮明的電視節目包裝風格的先決條件。這需要制作人員具有把握全局的觀念,深刻理解節目的包裝定位。
（三）多個環節統籌兼顧，團體合作制作精品
高水平的電視節目的包裝對于制作人員也提出了比較高的要求，不僅要求工作人員充分利用現有設備，還需要適時引入新的設備，又如中國好聲音，由于其節目宗旨對于好聲音的追求，因此好聲音舞臺上的聲音設備，伴奏人員都是一般的音樂節目無法相比的高質量水平，其現場對于聲音的高質量追求對于工作人員的要求非常的高，但是正是由于高品質的追求，團體的合作才制作的出中國好聲音的大品牌和高收視。目前電視節目的包裝已經從單純的制作行為,發展為具有策劃、創意、設計制作等多個環節的復合創作行為。因此,做好一個電視節目的包裝,工作人員之間的配合與溝通非常重要,只有依靠團體的力量,才能制作出精品。編導要在前期拍攝中,與攝像好好溝通,爭取拿到想要的好的拍攝素材,再根據主題需要大膽地提出包裝設想。電視節目的包裝要做好,要求制作人員需要有較高的計算機操作水平及對各種軟件的運用能力。這些能力的培養離不開高素質的技術人才的加入與長時間的不斷積累和學習。
（四）電視節目的包裝更應該結合節目內容
對于電視節目的包裝應該內外結合，二者互為表里。從更深入的一個角度來看,電視節目包裝包括內在化包裝和外在化包裝。越來越多的成功案例向我們顯示寓包裝于節目中,才能使節目的內容、結構高度統一,使節目的統一性比較高，形成節目內容與節目外在相得益彰的良好效果。同時只有高質量的節目內容,才能起到樹立節目品牌形象的功能,“皮之不存,毛將焉附”,沒有內容的電視節目無論外表如何華麗都是沒有辦法獲得觀眾眼球的。電視節目的內在化包裝才是決定電視品牌營銷力的根本原因。
四、結語
本文主要從電視節目的制作的應用角度上探討了包裝藝術的廣泛應用，并淺要的論述了包裝藝術的重要性與遵循的原則以及簡單的應用方法。
參考文獻：
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關鍵詞：諧波干擾、諧波危害、電能質量質治理、節電
中圖分類號：TU74文獻標識碼： A
要對電能質量進行治理，首先要確定電能質量包括哪些因素？各個影響因素是怎么產生的？有什么危害？
1、電力諧波的來源
1.1、輸配電系統方面
因為變壓器里面的鐵心具有磁飽和性,而且變壓器的鐵心飽和后是非線性的,由于工作在磁通密度高的環境,更易產生諧波,所以產生的諧波危害頻率很大。
1.2、多種電器設備的裝置方面
在電子整流的設備中,電子整流設備,諧波晶閘管整流裝置采用的是移相控制,它從電網吸收缺角的正弦波,留給電網的也是缺角的正弦波,顯然留下的這部分缺角正弦波中含有大量的諧波。
2、電力諧波的危害性
2.1、電力諧波對輸電線路的影響
供配電系統中的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應式繼電器或晶體管繼電器予以檢測保護,使得在故障情況下保證線路與設備的安全。但由于電磁式繼電器與感應式繼電器對10% 以下含量高達40% 時又導致繼電保護誤動作,因而在諧波影響下不能全面有效地起到保護作用。晶體管繼電器雖然具有許多優點,但由于采用了整流取樣電路,容易受諧波影響,產生誤動或拒動。這樣,諧波將嚴重威脅供配電系統。
2.2、電力諧波對變壓器的影響。
諧波電壓的存在增加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場強度, 諧波電流的存在增加了銅損。對帶有非對稱性負荷的變壓器而言, 會大大增加勵磁電流的諧波分量。
2.3、電力諧波對電力電容器的影響。
當電網存在諧波,含有電力諧波的電壓加在電容器兩端時,由于電容器對電力諧波阻抗很小,諧波電流疊加在電容器的基波上,不僅使電容器運行電壓的有效值增大,而且可能使峰值電壓增大很多,使電容器在運行中發生局部放電時電弧不能熄滅,對絕緣介質更能起到加速老化的作用,從而縮短電容器的使用壽命,在諧波嚴重的情況下,還會引起電容器過負荷擊穿甚至爆炸。
2.4、對通訊系統工作產生干擾
電力線路上流過的幅值較大的奇次低頻諧波電流通過磁場耦合時, 在鄰近電力線的通信線路中產生干擾電壓, 干擾通信系統的工作, 影通信線路通話的清晰度, 甚至在極端的情況下, 還會威脅通信設備人員的安全。
2.5、對公用電網的危害
2.5.1、波電流使輸電線路、發電機、電動機、變壓器產生附加損耗、溫度升高, 導致網損增大, 并使發電機、電動機、變壓器振動和噪聲增加。
2.5.2、使異步電動機的轉矩曲線發生嚴重畸變, 不能達到額定轉速運行,導致用戶的異步電動機大批損壞。
2.5.3、這些諧波中的較低次諧波諧振會使換向不穩。
2.5.4、若電網諧波較大, 會延遲或阻礙消弧線圈的滅弧作用, 導致單相重合閘失敗, 或不能采用較短的自動重合閘時間。
2.5.5諧波電流會對通信、繼電保護裝置、自動控制裝置產生干擾, 引起繼電保護裝置的誤動等。
2.5.6、造成電容器的損壞。電力系統中的諧波對并聯補償電容器有較大影響:增加介質損耗, 使電容器溫度升高, 導致電容器熱擊穿;引起或加劇介質內部的局部放電, 促使電容器損壞。據統計因諧波而損壞的電器設備中, 電容器占40%。
3、下面以某個定力用戶的具體應用案例進行剖析
某公司供配電系統共2只變壓器，總容量為 4000KVA。用電設備為直流電機驅動，變頻器大量運用，用電過程中產生了大量的諧波，同時電流嚴重滯后于電壓，功率因數極低，對系統造成了不良后果，主要是：1．系統存在較嚴重的諧波電流、電壓，注入公共連接點后，污染了公用電網。同時給企業自身造成變壓器溫升過高，附加損耗增加、線損增加，影響公司內部辦公系統計算機運行不正常，造成電能資源浪費等問題，給企業帶來了一定的經濟損失； 2．無功沖擊較為嚴重，已造成35 KV母線電壓波動、壓降較大； 3．大量的諧波和無功沖擊給供用電系統帶來了安全隱患。
電能質量分析儀可自動分析并提取來自電能質量的穩態測量數據和暫態測量數據（如諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡度、暫時過電壓和瞬態過電壓等指標）、瞬時波形和RMS變化情況及持續時間、峰值大小等相關信息，以及來自其它自動化系統與該事件相關的數據，形成關于電能質量事件的完整斷面，供電能質量分析計算、模型和參數校核等應用功能使用。對畸變的電壓和波形進行分類、識別電能質量的事件、對引起電能質量問題的各種干擾進行分類、在模糊約束下建立評價電能質量的各項指標。通過電能質量分類，正確認識電能質量現象時域、頻域及瞬態、暫態、穩態等方面的特性，并有針對性地提出治理方案。具體功能包括：
分析評估諧波源對各級系統的影響和濾波補償等裝置對系統穩定性的影響，為優化供配電系統的運行提供指導；
分析系統中的諧波和負序潮流、阻抗分布、系統狀態，評估診斷系統中的干擾源和系統安全隱患；
分析異常事件發生時的整個供配電系統的電能質量指標狀況，查找故障源和事故原因；
實現諧波、負序傳遞計算和短路容量計算，可根據系統容量的變化對電能質量各限值進行調整，然后在諧波電流、諧波電壓、不對稱性、頻率和波動性等五個方面對監測點進行全面評估。
根據該公司的顯示需求采用了我公司的電能質量分析儀對用電質量進行監測、治理，為了讓用戶能夠直觀的看到應用的效果和作用，在應用前對對35KVM400V整流變進行現場諧波測量，測量結果如下：
3.1、35KV整流變400V進線處諧波數據：
H5H7H11H13THD備注
諧波電壓（%）4.30.41.40.24.8%
諧波電流（A）4.143.240.963.2428.4%
3.2、35KV整流變低壓測量數據：
H5H7H11H13THD
Y繞組諧波電壓（%）4.12.34.61.78.7%
諧波電流（A）40747831635.5%
D繞組諧波電壓（%）4.71.751.69.6%
諧波電流（A）33317832033.3%
3.3、功率和功率因數：
有功功率無功功率視在功率功率因數
1608 KW3190 KVAr3573 KVA0.45 PF
4、項目效果
針對測量數據我公司為客戶量身定做了電能質量監測、治理解決方案，在項目實施完成投入運行后，經測量得到的記過如下：
4.1、注入公共連接點的諧波電壓、諧波電流已達到了GB/T 14549-93標準要求。
電壓總諧波畸變率分別為3.6%和2.5%，已在國標范圍內，各次電壓諧波均在國標限值范圍內。
約值S=1.732×U0×I0－1.732×U1×I1=804KVA
視在功率節省率：=24.5%
4.2、變壓器損耗節省值
4000KVA變壓器的短路有功損耗查數據手冊取Pk=50KVA
短路無功損耗取Qk=Uk*Se
取無功經濟當量λ=0.1，則節省的有功損耗為
PB=（S1/Se）2×（Pk+λQk）（S2/ Se）2×（Pk+λQk）
其中S1為補償前視在功率，S2為補償后視在功率
計算得PB=24KW
4.3、線路損耗
有功功率為P，平均功率因數為cosφ1=0.50,平均線損率為r
則在裝置投入前線損為
Ps1=Pr
投入后，功率因數提高到cosφ2 = 0.90，線損下降到Ps2，有功損耗下降值為
Ps=Ps1-Ps2
Ps=Prcosφ1/cosφ2
設λ1=tgφ1，λ2=tgφ2
又Q=Ptgφ
所以Cb=Ps/Qc=2cos2φ1tgφ2r
其平均降損當量為
Cb=rcos2φ1（λ1+λ2）
r一般為2%，則
Ps/Qc = 0.02×0.5×0.5（1.732+0.4843）=1.11%
補償1920 KVAr，所以線損減少
1.11%×1920=21KW
4.4、諧波能量也源于基波，故濾除后也能節省可觀的能量，但難于精確計算。
4.5、有功總節約值：P=24+20=44KW
按每天24小時，每月30天，則日節電量：44*24=1056KWh
電費以1元計，則日節電費：1056KWh*1=1056元
可以看到通過該項目的質量，電路中各種營銷電能質量的因素得到了極大的改善，給各用電設備提供了更加潔凈的電力環境，保證精密設備安全工作，延長設備壽命，且具有良好的節電效果。本產品經實踐證明對電能質量監測、治理具有明顯的效果，通過諧波治理大大提高設備安全運行和降低企業的用電量,提高企業的核心競爭力。
5．結語
該設備的應用意義在于：1、對供電頻率偏差、供電電壓偏差、供電電壓波動和閃變、供電三相電壓允許不平衡度、電網諧波 應用小波變換測量分析非平穩時變信號的諧波。2、測量分析各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量的影響。負荷波動監視：定時記錄和存儲電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數的變化趨勢。3、電力設備調整及運行過程動態監視，幫助用戶解決電力設備調整及投運過程中出現的問題。測試分析電力系統中斷路器動作、變壓器過熱、電機燒毀、自動裝置誤動作等故障原因。4、測試分析電力系統中無功補償及濾波裝置動態參數并對其功能和技術指標作出定量評價。
參考文獻
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[2] 王勇,陳德賦,李國常.節能與環保,2010,3:32～35。
【關鍵詞】STM32 直接電導率 TOC
1 前言
當前制藥、半導體等行業生產中，對純水、去離子水中TOC（總有機碳）的含量要求越來越嚴格，需要實時對水中的TOC進行檢測，因此需要一款TOC分析儀能夠對生產用水進行在線檢測，本文主要介紹一款直接電導率法的TOC分析儀的設計，能夠滿足當前制藥、半導體等行業生產中對純水及去離子水中TOC的在線檢測。
2 系統原理
通過步進電機帶動蠕動泵的轉動，將測試樣品采集到系統管路中，通過三通接頭將進樣水溶液一分為二，一路通過一段延長水路直接流過一個電極傳感器進行測量，所得濃度值為IC（無機碳）的濃度；另外一路要經過氧化反應器的充分氧化，將水中所含的有機碳氧化成二氧化碳（作為一種導電離子存在），再流過另一個電極傳感器進行測量，所得濃度值為TC（總碳）的濃度，TC與IC的差值即為TOC的濃度： TOC = TC C IC
系統原理如圖1所示。
3 硬件設計
整個系統在硬件上分為：電源模塊、主控模塊、TOC檢測模塊、信號控制模塊、溫度采集模塊、顯示模塊、存儲模塊等幾個部分。
電源模塊為整個系統提供電源，采用開關電源和變壓器結合的供電方式，開關電源輸出的電源直接為紫外燈、報警信號及步進電機驅動器提供電源；變壓器輸出的電源主要為電路板提供電源，變壓器輸出電源經過AC-DC轉換成直流電源后，再經過線性穩壓源給對應元器件供電，電路板的數字電路與模擬電路分割開來，數字地與模擬地進行單點連接，減小數字電路對模擬電路的干擾。
主控模塊為整個硬件系統的控制處理模塊，MCU采用意法半導體的STM32系列單片機，此單片機為ARM Cortex-M3內核的32位單片機，運行速度快，外部資源豐富，功能強大，是當前電子行業中的主流芯片。
TOC檢測模塊為系統的核心模塊，由一片信號發生芯片產生頻率可變的正弦波激勵信號，作為電極傳感器的驅動信號，電極傳感器出來的信號經過濾波后，由有效值電路進行計算，轉換成對應的直流電壓，由ADC芯片轉換成數字信號交給MCU進行計算。電極的激勵信號采用頻率可變的正弦波信號，比矩形波信號受到電極傳感器容性部分的影響更小，波形不易發生形變，并且隨著電極傳感器中溶液導電率的增大，可以增大激勵信號的頻率，從而減輕電極傳感器的O化現象，可以增強測試的準確性，同時也可以延長電極傳感器的使用壽命。
信號控制模塊主要是控制紫外燈、報警信號及步進電機控制信號，三種信號均采用隔離電路進行控制。
溫度采集模塊，用于實時監測傳感器的溫度并根據溫度對信號值進行補償。溫度傳感器采用線性好、電阻值穩定的三線制PT100溫度傳感器，采用橋式電路進行溫度測量，能夠將PT100的線阻造成的誤差降到最低。
顯示模塊采用TFT彩色液晶屏進行顯示，采用MCU內部自帶的FSMC模塊與液晶屏進行并口操作，速度快，操作簡便，軟件上采用GUI模塊，便于顯示界面的設計。
存儲模塊包括參數存儲模塊及數據存儲模塊，參數存儲模塊用于保存儀器設置的參數信息，而數據存儲模塊用于保存儀器檢測的數據，數據格式經過特殊處理，只能導出不能導入，且不能進行修改，防止檢測數據被偽造。
4 軟件設計
本系統采用意法半導體官方提供的MCU固件函數庫V3.50，該函數庫是一個固件函數包，它由程序、數據結構和宏組成，包括了微控制器所有外設的性能特征。通過使用本固件函數庫，避免開發人員對每一個函數都要從底層寫起，大大減少了開發周期，并且增強開發人員編程的標準化，增強了程序的可讀性，有利于程序后期的維護。
顯示界面采用UCGUI方式來開發，UCGUI是一種嵌入式系統應用中的圖形支持系統。它設計用于為任何使用LCD圖形顯示的應用提供高效的獨立于處理器及LCD控制器的圖形用戶接口，它適用于單任務和多任務系統環境，并適用于任意LCD控制器和CPU下任何尺寸的顯示。它是模塊化的設計架構，由不同的模塊中的不同層組成，由一個LCD驅動層來包含所有對LCD的具體圖形操作。
在完成UCGUI在STM32芯片上的移植后，就是各驅動模塊設計，包括使用STM32的FSMC功能實現TFT屏顯示；使用AD芯片對電極傳感器和溫度傳感器電壓信號進行轉換及處理；使用GPIO口配合驅動電路控制紫外燈、報警信號輸出及步進電機驅動器信號。
5 結語
本文介紹的直接電導法TOC分析儀適用于檢測制藥工業中純化水、注射用水和去離子水中總有機碳的濃度，可以在線檢測制藥工業的治水系統、半導體工業的超純水制備系統和晶片工業過程、電廠去離子水制備過程等，也可用于半導體行業、電廠、科研單位、實驗室等超純水TOC的檢測。
參考文獻
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[3]邢文凱編著.一種克服分布電容的雙頻驅動電導率測量方法[J].儀器儀表用戶，2007（03）.
[4]劉波文編著.ARM Cortex-M3應用開發實例詳解[M].北京：電子工業出版社，2011（02）.
作者單位
關鍵詞 勵磁；故障；分析；措施
中圖分類號TM31 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）86-0123-02
發電機勵磁控制技術是電網穩定控制的重要手段之一。發電機勵磁電流的變化是影響電網電壓水平和并聯運行機組間無功功率分配的主要因素，良好的勵磁系統在保證電能質量、無功功率的合理分配及提高電力系統運行可靠性方面都起著十分重要的作用。另外為保證發電機組的安全穩定運行，勵磁系統還設有過勵限制、欠勵限制、空載過電壓和空載低頻保護等功能。在實際應用中，因設計、制造、現場環境影響以及安裝調試不當留下很多隱患，引發勵磁裝置工作異常甚至誤動作，造成機組異常減載等非降、非停等重大事故發生，保證勵磁裝置可靠工作是電廠電氣專業重要職責。
1 事件經過
2005年9月6日至20日多次出現無故持續減磁造成發電機進相現象，至低勵限制動作。9月14號17時因持續減磁，發生失磁保護動作使發電機解列一次。現象為：運行中，發電機無功突然降低，并變化為進相運行；運行人員一直升勵磁無效，當時勵磁裝置為B通道運行，C通道備用，此時運行將通道切為C通道運行，切至C通道運行約5秒后，失磁保護動作跳機。#1機自失磁保護動作跳機后，又連續發生2次降勵磁現象。
2 故障查找
2.1 檢查減磁信號來源
在此期間，機組出現10多次無功進相運行，廠家技術人員檢查勵磁調節裝置認為設備本身沒問題，減磁信號可能來自外部。停機后，針對減磁信號的幾個來源逐一檢查：1）就地盤減磁按鈕；2）AVC裝置；3）DCS中同期回路，控制臺上運行操作回路，以上檢查回路良好。為防范出現異常，熱控專業更換了DCS輸出增減磁命令的插件。他們還檢查調節器定值并對通道進行測試后認為：1）勵磁調差系數設置偏大，為-2.5，（建議為0）；2）調節環節放大倍數定值設置偏大，在輸出回路發現波形有振蕩現象，將其設低后，用示波器檢查輸出波形正常。
2.2 參考運行人員反映
1）機組出現10多次無功進相，勵磁系統出現長時間（幾分鐘到十幾分鐘）的發減磁命令現象，而裝置沒有判斷為故障，依然一直減磁下去，直到低勵限制動作。邏輯設計存在問題；
2）C通道為手動調節，應是獨立的控制回路。但C通道無低勵磁限制功能。以至把A或B通道切換為C通道時，仍然繼續減磁，直到失磁保護動作跳閘。認為C通道設計存在缺陷；
3）調節柜和功率柜多次發生通訊故障，有時發生在調節柜與集控室之間，有時在柜與柜之間。經現場更換通訊板和通訊線，這一處好了，另一處又不行，造成機組無法啟動。勵磁調節柜減勵磁信號長時間存在，使增勵磁操作無效。前幾次發電機進相后A、B通道有低勵限制動作，改為 C通道手動調節時，發生了失磁跳機情況；
4）另外懷疑與溫度有關。10日晚上連續發生四次降勵磁，用風扇給調節器柜降溫，設備穩定運行了多天。20日早又連續發生二次，再次用風扇降溫，到21日晚停機未再發生減勵磁現象。
2.3 再次排查缺陷
為最大程度排除隱患，發電機停機后進行了以下工作：1）在勵磁小室裝設空調；2）檢查二次回路：回路對地絕緣、信號回路之間絕緣、干擾信號排查、電纜屏蔽層接地。
針對減勵磁信號，制定出以下方案，確保查找時的設備安全：在勵磁調節柜減勵磁信號端子串一小開關。發生異常減磁至進相運行時可將此小開關斷開，用于判斷出減勵磁信號來源于勵磁調節裝置、或來自外部的輸入信號。要求：1）出現異常持續減磁信號時，立即檢查DCS減磁繼電器是否動作，動作指示燈是否亮；2）若動作燈亮，立即將勵磁小室左側端子排下方雙極小空開斷開；3）斷開后，調節柜運行通道減磁指示燈應不亮。此時用就地盤上的增、減按鈕調節；4）若減磁指示燈繼續亮，則表示減磁信號來自調節柜運行通道本身，應立即切換另一通道運行，用遠方調節（B通道），或用就地盤上增減按鈕調節（C通道）；5）若電子間減磁繼電器未動作，表示減磁信號不是來自DCS；6）若減磁信號來自DCS，斷開小空開后由檢修人員檢查所有可能發減磁信號的來源：DCS部分、AVC部分、同期部分、顯示屏上調節部分等；7）運行中勵磁通訊故障，或顯示錯誤，只要增減磁調節正常就可以繼續運行，由檢修人員檢查通訊回路；8）出現發電機進相情況，運行人員可以先操作增磁，若發電機無功功率無法調整，應到勵磁小間檢查勵磁調節器的增、減磁信號，查看運行通道的工控機I/O板指示燈，若燈亮可以將雙極空氣開關斷開，閉鎖外部信號對勵磁進行控制，在觀察到增減磁指示燈滅后，人工操作勵磁調節柜上的增磁或減磁按鈕；9）在勵磁通訊故障情況下，運行人員可以監視勵磁電流和發電機無功功率的變化，若基本穩定，可以人工操作增、減勵磁，觀察勵磁電流、無功的變化是否與操作情況一致，若一致可以判斷調節器AVR工作沒有異常，可以繼續運行，不進行調節器的通道切換；若增、減操作無效，處理方法同第8條。若集控室操作屏上顯示勵磁系統的信號異常，只要增減磁調節正常，可以繼續運行。
在運行人員的配合下，檢修人員進行了以下工作：1）功率柜原有控制電路板EXC900K經檢查存在無法通訊，顯示屏沒有顯示等問題；從2#機勵磁系統挪用的電路板的軟件程序和1#機不兼容，造成CAN通訊故障；更換勵磁系統的CAN通訊電纜接頭，更換了一塊新的電路板，保證設備通訊正常；2）現場檢查確認勵磁系統的起勵回路工作正常，不影響正常的開停機操作。由于勵磁系統采用模塊化設計的思路，各個器件間有一定的獨立性，在出現CAN通訊故障時，不會影響勵磁系統的操作及控制；3）在現場模擬通訊故障的時候，同時誤發同步故障信號，通過更新智能輸出定義EXC900I板芯片程序后得到解決，經過試驗驗證，信號輸出正確；4）勵磁裝置內部增減磁操作命令取消，完善勵磁系統AVR程序，防止增減磁接點粘連誤發命令，增減磁脈沖的有效時間為4秒，四秒之后的脈沖信號無效。保證不會出現由于勵磁系統內部原因持續減磁，或減磁接點粘連時無法進行增磁操作；5）統一程序使2#機勵磁器件和1#機器件軟件兼容；6）將C通道的增減磁控制命令和A、B通道獨立，增加限制勵磁電流功能，在并網情況下不低于低勵限制電流定值運行，完善C備用通道。增減磁回路增加一個雙極開關，開關斷開時閉鎖外部設備進行勵磁的增、減磁操作，在正常發電時要切換到C通道運行，可以斷開此開關，再切換到C通道運行，人工在勵磁調節屏進行增磁、減磁操作。
3 原因分析
1）從#2機挪用的信號板軟件不兼容、通訊插頭接觸不好，導致通訊異常；
2）發電機進相運行是勵磁調節柜持續接收到減磁命令引起的，減磁信號是勵磁調節器內部產生；
3）調節器錯誤地接收到了“減磁”命令，同時AVR程序本身防止增、減磁接點粘連的功能不完善。在排除減磁命令不是外部二次回路部分誤發的情況下，分析認為減磁命令是由內部單片機系統板（LOU板就地控制單元）誤發的。調節器還接收到了“零升”信號，同樣由LOU板誤發出。
故障都集中在LOU板上。通過查閱臺賬有設備損害記錄， 2005年7月24日22點，在整套啟動中進行短路試驗中曾發生調節柜內CT開路的情況，產生電弧火花，導致不少電路板損壞。當時電建調試人員發現明顯損壞并更換的有：智能I/O板、顯示屏接口板、開關量板（從#2機同型調節柜挪用），但LOU板未及時更換，LOU板的損壞導致“減磁”信號及“零升”信號都是從LOU板誤發。
4 解決措施
1）更換LOU板，并將內部增、減磁令的回路解除；2）完善AVR程序防止增、減磁接點粘連的功能（超過四秒之后的脈沖信號判無效）；3）增加C通道勵磁電流限制功能。經過電廠和廠家技術人員仔細的分析，反復排查，有效處理， 1#發電機勵磁系統投運初期出現的異常問題得到徹底解決，此后8年來裝置運行可靠、電廠一期工程的四臺機組同型勵磁系統穩定運行。
5 結論
本文通過分析一起自并勵勵磁系統故障，對自并勵勵磁系統故障發生的相關回路及勵磁調節器軟件設計不足方面提出建議，成功地實施了自并勵勵磁系統缺陷根除。針對勵磁系統技術指標及功能，指出了其不足的方面并加以改善，提高了發電機組勵磁系統操作靈活性，徹底解決了微機勵磁裝置誤發減磁命令及通訊故障等問題。
參考文獻
關鍵詞：UNS3020；轉子一點接地保護；DGT801；注入直流電壓；
1 引言
某電廠為新建350MW機組，發電機勵磁系統采用ABB公司生產的UNITROL6000自并勵靜止勵磁，自帶有UNS3020型轉子接地保裝置，發變組保護采用國電南自DGT801B系列裝置，帶有注入式轉子一點接地保護，設計機組運行時投入發變組保護裝置轉子一點接地保護。
在勵磁系統調試時，將UNS3020插件均拔下，將供轉子接地保護用轉子電壓正負極接線拆掉，但機組仍出現了發變組轉子一點接地保護動作情況，本文就相關檢查處理過程中發現的問題進行分析。
2 南自發變組保護DGT801B轉子一點接地保護原理分析
南自DGT801B轉子一點接地保護采用迭加電源切換采樣原理，注入電壓為直流50V，注入到轉子負極與大軸之間，并由一個電子開關切換 “開”、“閉”狀態，獲取轉子負極對大軸的兩個泄漏電流，實時計算出轉子接地電阻。轉子一點接地保護配置示意圖見圖1所示。
根據電路分析，在開關S開合的暫態，會因轉子對地電容Cg而存在漏電流測量的影響，但是采樣計算時只要躲開這個暫態過程，就可以認為轉子對地電容Cg有隔直作用而回路不通，假定接地點位置為K，本機組轉子一點接地保護等效電路回路見圖2所示。
當開關S閉合穩態時有
UD+αUfd=I1*（R1+Rg）
當開關S斷開穩態時有
UD+αUfd=I2*（R1+ R2+Rg）
方程聯立可解得：
其中，Rg為接地電阻值，I1為S閉合時測得的回路漏電流，I2為S斷開時測得的回路漏電流，從而可以確定接地電阻值以及接地判斷接地位置。
3 #3機并網時轉子一點接地保護動作檢查及處理
#3機組轉子一點接地保護動作跳機后，檢查動作報告記錄測得接地電阻Rg=0，測得漏電流120mA。
對此展開初步分析，在并網前測量轉子絕緣2.5兆歐，另外測量轉子交流阻抗正常，分析后認為二次回路出現問題的可能性要大于勵磁及轉子回路出現金屬性接地問題，決定先對二次回路進行檢查處理。
首先，檢查確認兩套發變組保護只有一套投入轉子一點接地保護。
其次， 對二次回路接線進行檢查。DGT801B所需發電機轉子電壓正極601，負極602二次接線設計在勵磁系統端子排EE X50 端子1和端子2，這兩個端子本接有勵磁系統自帶內部配線，調試時已將其在兩端拆除，而改為直接從直流母排引來轉子電壓正負極接線。大軸600二次接線設計為從汽機大軸接地碳刷引至勵磁系統端子排EE X40端子1后轉送至發變組保護柜。經仔細檢查發現X40端子排端子2上接有勵磁系統廠家配線，將其拆除。
最后，檢查發變組保護A柜轉子一點接地保護板件已燒損，由發變組保護廠家對A柜轉子一點接地板件進行更換處理之后投用，檢查此時測得轉子接地電阻Rg為120kΩ，根據該裝置轉子一點接地保護原理判斷此時裝置檢測轉子回路并無接地。
經過以上處理后重新進行#3機組并網，轉子一點接地保護正常。
4 UNS3020大軸接線對#3機轉子一點接地保護影響分析
由DGT801B轉子一點接地保護原理分析和處理過程判斷影響#3機保護動作因素應為UNS3020裝置大軸配線造成或保護裝置板件故障。
UNS3020裝置X1：1，X1：2上有兩根接線，一根為大軸接線，一根為轉子正負極雙端接線，由此前分析可知，連接轉子正負極接線已經拆除，而大軸接線則聯系到DGT801B轉子一點接地保護回路中。為進一步驗證該大軸接線回路影響，在#4機保留勵磁X40端子排端子2上勵磁廠家配線，并直接用萬用表測量大軸600對地電阻，電阻值飄動，但阻值級別為兆歐級別，而在#3機處理過程時也曾用萬用表對此種接線情況下大軸600對地電阻進行測量，電阻值最小值為300Ω。
UNS3020轉子接地保護大軸勵磁廠家所配接線經電容Cx后和電阻橋臂等回路有聯系，但理論上在正常情況下不應造成測其對地電阻出現最小300Ω情況，推測#3機UNS3020裝置內部可能出現問題。
在#4機整套啟動試驗時，保留勵磁廠家所配大軸接線情況下對#4機發變組保護裝置檢查，轉子一點接地保護測得漏電流為0.02mA且有波動，但接地電阻Rg穩定為120kΩ，可見在UNS3020裝置大軸線對地電阻為兆歐級別時并不造成轉子一點接地保護動作。通過觀察發現#4機發變組保護中定子3ω接地保護參數波動，且兩套保護存在相同情況，當將勵磁廠家配大軸接線拆除后，定子3ω接地保護測得參數穩定無波動，經查該保護與轉子一點接地保護存在于一個板件上，可見勵磁廠家配接大軸接線的確會對發變組保護裝置可能造成影響。
5 結語
轉子一點接地保護是發變組保護的重要組成部分，對保證轉子安全和機組正常運行有重要意義，在機組調試試驗過程中需對相關回路和功能進行仔細驗證并對影響因素進行綜合考慮分析，以杜絕隱患。在正常投產時進行相關工作也應充分考慮相關影響，同時應加強對保護參數的監視和記錄分析。
參考文獻
【1】DGT801系列數字式發電機變壓器組保護裝置技術說明書
【2】劉小波，劉萬斌等.轉子一點接地保護雙重化配置研究，電力自動化設備，2013，10：162-167.
作者簡介：
孫啟建（1982-），男，大學本科，工程師，從事火力發電廠電氣專業調試工作。
關鍵詞 聚乙烯 磨損 假體失效
資料與方法
本組8例共8髖，男4例，女4 例，平均年齡65歲，平均體重70.5kg。平均隨訪時間為8 年。
所有患者在術前均經Harris髖關節評分，最近一次隨訪再次進行評分。放射學評價包括假體旁透亮線和局部骨溶解區的記錄、假體柄下沉、髖杯外展角和髖臼中心遷移等。如果髖臼中心在水平或垂直方向移位超過5cm，或者外展角改變大于5°，則被認為是髖臼松動的明確表現。假體柄下沉>1cm或全周放射學透亮帶則提示假體柄松動。局限性骨密度減低區若長度>7cm提示骨溶解。臨床確診為人工關節松動，均行翻修手術，取下人工關節的聚乙烯內襯。其中2例患者因全髖關節置換術后感染行全髖關節翻修手術。
將手術取下的人工關節行表面清理后，取下人工髖關節的聚乙烯內襯，在內襯內表面分別取5個大小約為1cm2的點，其中關節的負重面取3個點，非負重面取2個點，并用mark筆標記。將聚乙烯內襯碎掉后，對標記的5個點噴金，以掃描電鏡觀察樣品的表面形貌。
結 果
超高分子量聚乙烯主要的磨損機理包括以下幾種：①摩擦磨損指當兩個粗糙不平表面發生相對滑動時，即可在強度較弱一側發生劃痕、或切割、或在人工關節內，一個硬質材料的第三體顆粒陷入兩原始負荷之間，即可產生摩擦磨損，引起股骨頭金屬磨損顆粒的產生。②疲勞磨損主要取決于聚乙烯單體循環周期應力，因粘著力磨損或摩擦磨損而使材料表面產生纖絲，可最終因材料疲勞出現微量斷裂。疲勞磨損可作為獨立的磨損機制造成材料裂隙形成，或在材料內延伸。③粘著力磨損是指在微觀級，或在微觀狀態下進行材料的磨損觀察。當兩個相對負荷面的局部接觸時，如果兩材料間粘著力強度大于聚乙烯本身的結構強度，聚乙烯單體可以被拉成纖絲，纖絲最終可斷裂形成磨損顆粒。雖然磨損顆粒很小，可能只有幾微米或更小，肉眼觀察聚乙烯表面仍很光滑，但在電鏡下可觀察到聚乙烯材料表面粗糙纖絲形成。如果原始負荷表面間有第三體陷入，即可產生三體粘著力磨損。根據第三體硬度性能，負荷表面可以有一個面或同時兩個面出現摩擦-髖關節假體中，粘著力磨損顆粒常常被埋入材料強度較軟的一側聚乙烯內。股骨頭粘著力磨損，可直接產生金屬磨損顆粒，同時也使頭表面粗糙，增加對側聚乙烯帽磨損率。特別是鈦合金材料的股骨頭，由于存在嚴重的摩擦腐蝕磨損，可產生大量金屬磨損顆粒。
對關節負重面行掃描電鏡分析后發現，8髖的聚乙烯內襯均為疲勞磨損、摩擦磨損及粘著力磨損三種磨損機理的混合，其中粘著力磨損為主要磨損機理。結果見表1。
討 論
20世紀40年代，Charnely發明了全髖關節置換手術，每年約有50萬人成為此項技術的受益者。但全髖置換手術引起的骨質溶解與吸收，直至現在也沒有得到很好的解決。近來的研究資料明確指出：聚乙烯顆粒是骨質溶解的主要原因，且骨溶解的程度與磨損顆粒量明顯相關。
在研究關節假體材料磨損特性中，聚乙烯材料備受人們關注。研究體內不同磨損機理對整個磨損影響是十分重要的，必須改善材料性能以減少磨損影響。磨損是指當兩個相互作用面產生機械性損害，或材料表面的缺失，即出現磨損。傳統上認為存在兩種磨損，一種為疲勞磨損，另外一種為面際磨損。前者常在循環周期應力下，或者材料內部產生的壓力下發生；后者是當兩個負荷面直接接觸時，由摩擦或粘著力所引起。我們對假體觀測時發現這兩種基本的磨損在8髖聚乙烯假體中均存在，也就是說在這些假體中既有疲勞磨損又有面際磨損。
發現8 髖中有4髖假體存在明顯的微斷裂現象，分析其原因，疲勞磨損造成這種微斷裂的可能性極大。其中1髖假體肉眼可見在假體臼的負重區有直徑0.9cm的類圓形凹陷，底部較平，在其周邊可見有骨水泥集聚，可能是由于安裝假體時，較大的骨水泥塊進入假體關節間隙且與兩關節面反復摩擦形成嚴重的三體磨損所致，即Ⅲ型磨損方式。
通過肉眼及SEM分析我們發現取出的8例聚乙烯內襯中，雖嚴重程度不一，但均有表面氧化；除樣品6在表面沒有發現十分明顯的劃痕或切割外，其他幾個樣品均存在不同的此種痕跡；在樣品1、2、6、8中可見有明顯的微量斷裂存在，從形貌上分析，疲勞所致的可能性極大。
變壓器內部引線的連接非常多，其引線連接的工藝方法非常重要，如果連接不牢固，會引起電阻值增大，在運行過程中引起局部過熱。本文所描述的是引線采用氣焊進行磷銅焊接，引起繞組直流電阻值增大的事件，通過此事件分析焊接方法對引線連接的重要性。
2 事件描述
一臺500kV級換流變壓器低壓繞組上下出頭導線與銅板進行磷銅焊連接，焊接方式采用氣焊。焊后測量上下出頭銅板間的直流電阻值與設計值偏差為7.1%，不符合技術要求。
3 事件分析過程
產品導線使用組合換位導線（每顆組合換位導線包括兩顆普通換位導線），每小顆換位導線的漆包線數量為37根，即每組換位導線共含74根漆包線，每組換位線揻制上下出頭后，出頭導線與銅板焊接在一起。線圈進行恒壓干燥處理后，用直阻儀測量線圈的直流電阻，結果如表1所示。
為了核對上述數據，更換儀器測量，測量結果如表2所示，兩臺儀器測量偏差為0.2%，證明測量結果無誤。
測量儀表： BZC391A直阻測量儀
在該線圈中部，每顆換位導線內的漆包線均進行了焊接，因為焊接操作過程中繁瑣，且技術含量高，分析可能是線圈中漆包線的焊接有問題，因此在導線焊接的位置，將打板楔入線餅，邊測量電阻值邊晃動打板，發現測量結果基本無變化。因此決定打開該焊接處的導線絕緣，逐根目測檢查單顆漆包線焊接質量，未發現異常。
為了進一步查找問題，以確定是材質本身的問題還是導線焊接問題，將該線圈下部導線與引線銅板焊接打開，目測觀察焊接無異常。
將直阻儀一端接上部引線銅板，另一端逐一接在下端74根漆包線上，分別測量74顆漆包線的直流電阻，測量過程中不斷晃動上部焊頭，測量結果如表3所示。
分析如下：
所測74根漆包線的直流電阻最大與最小相差1.9%，判斷每顆換位導線的漆包線的焊接點未出現異常。
分析該測量結果，判斷中部換位導線焊接點沒有問題，導線材質沒有問題。因出頭導線與銅板的焊接處焊接方法是銅板與每組換位導線（即兩顆換位導線）同時焊接，焊接面積較大與短導線端面的焊點不容易焊透，焊接易存在薄弱點，因此分析問題可能出現在上部出頭處。
打開上部焊接出頭后，發現導線與銅板間未焊透，如圖1所示。
4 故障處理
確定為上部出頭焊接問題后，重新進行了上下出頭導線與銅板的焊接，因此導線與銅板尺寸均較大，為了防止出現未焊透情況，先將兩根單導線分組各自焊接牢固后，再一起焊接銅板，焊接后再次測量該線圈電阻值如表4所示。
上部出頭重新焊接后，線圈的電阻值與設計值只相差0.27%，滿足要求。
5 結束語
通過此次問題的出現與處理，得出以下啟示：
引線的焊接方法非常重要，如果焊接零部件尺寸較大，零部件內部溫度不易達到要求溫度，存在不易焊透等情況，則要進行分步焊接或采用其他焊接方式，以保證焊接質量。
【關鍵詞】風電機組；法蘭焊接；工藝改進
就目前而言，塔架制造在我國普遍實行的是首件認證制，也就是該企業先生產一件進行質量認證，合格以后再進行2-3套的制造，再次檢查合格以后才允許接下來的批量制造。但是大量的實踐表明，在塔架制造過程中很難避免法蘭焊接變形的情況發生，其中最容易出現的就是法蘭內翹、塔筒兩端法蘭不平行這兩大問題。值得注意的是，在本文中法蘭在到廠時已經完全加工好外圈30度的坡口（這也是屬于通常情況），下面將針對法蘭內翹、塔筒兩端不平行這兩大主要問題提出工藝改進方案。
一、法蘭內翹問題
對于法蘭內翹問題，可以根據實際情況按照以下兩種方式對工藝進行改進：
（1）鑒于法蘭已經加工好外圈的30度坡口，我們可以采取焊接的方式，具體操作為：首先在外圈焊一道，然后在內圈焊縫碳弧氣刨清根處理，這樣連續在內圈焊道位置焊兩道，最后在外圈焊道連續焊兩道就完畢了。其中第一道外圈工藝參數如下：電流為420A，電壓為28V，焊絲直徑3.2mm，焊接速度35-40m/s。第二道和第三道內圈工藝參數為：電流450-530A，電壓為30V，焊接速度35-40 m/s，焊絲直徑3-4mm。第四道和第五道外圈工藝參數為：電流為450-520A，電壓為30V，焊接速度36-40 m/s，焊絲直徑3.2-4mm；
（2）在法蘭采購過程中，一定要注意編制法蘭采購協議，要求將筒節與法蘭脖頸處對接的外坡口改為內坡口。
二、法蘭不平行問題
要想妥善法蘭不平行的問題，應當從以下幾個方面進行考慮：
（1）需要在單段塔筒的兩端筒節對接位置預留十到二十毫米的修正余量，具體來說就是利用EASY激光機對中儀尋找到塔筒的同軸度，然后用自制法蘭與平行面實現對接來切割修正余量，最后一步再用角磨機打磨切割坡口，讓筒節端口位置的平面度有效控制在2毫米范圍之內。值得注意的是，我們要通過螺桿調節平行度控制的法蘭卡具使兩端法蘭固定，這樣可以保證塔筒兩端法蘭所在的平面平行，然后調節滾焊臺車上的縱向螺桿使法蘭中心與塔筒中心線重合，通過這種方式保證兩端筒節與法蘭脖頸的環縫位置實現對接（間隙應小于一毫米，而且分布比較均勻）。除此之外，需要根據實際情況對塔筒兩個端口的內米字撐進行調整，保證法蘭脖頸與筒口的錯臺小于兩毫米，具體如下圖所示（圖1）；
（2）第一道埋弧自動焊接以后，在碳弧氣刨清根處理時的寬度需要控制在10-12毫米，而深度是一致的；第一道封底焊接采取對稱、等距離、斷續的方式使其受力均勻。等距離斷續定位固定、點焊完畢后，依然采取同樣的方法一直到底焊一圈完成為止；利用EASY激光器對中儀進行實時監控，如果一旦發現有變形現象要立即將焊接工序停止并且查找原因，然后根據具體情況采取針對性的措施解決以后再重新焊接；（3）焊接烘烤一定要嚴格按照規范執行，通常情況下焊層不能超過6層，并且每層的厚度需要控制在4-5毫米范圍內。其中第一道外圈工藝參數如下：電流為380A，電壓為29V，焊絲直徑3.2mm，焊接速度30-32m/s。第二道和第三道內圈工藝參數為：電流450-500A，電壓為28-32V，焊接速度33-40 m/s，焊絲直徑3-4mm。第四道和第五道外圈工藝參數為：電流為500-520A，電壓為30-32V，焊接速度35-40 m/s，焊絲直徑為4mm。
三、總結語
綜上所述，風電機組塔架組裝中法蘭焊接變形主要表現為法蘭內翹、塔筒兩端法蘭不平行這兩大問題，本文對如何對其進行工藝改進進行了詳細闡述。值得注意的是，我們塔筒生產時若同時遇到法蘭內翹和法蘭不平行這兩大問題時，應當采取綜合處理的辦法，也就是說在充分考慮到法蘭不平行的同時還要兼顧法蘭內翹的問題，通常情況下是先解決不平行問題，然后再解決法蘭內翹問題。
參考文獻：
[1]程孝福.大直徑平焊法蘭的焊接變形與控制[J].化工設備與管道.2010，（04）.