发布时间：2023-07-17 16:29:53
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的电气设计论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：分支电缆、结构、性能、设计要求、规范
一、分支电缆的结构与性能
1、产生与技术标准分支电缆是在普通塑力缆基础上发展而来。由于现代文明的发展，都市的高层建筑越来越普及，在高层建筑配电系统电气设计中，供电可*性、工程经济性和施工便利性越来越重要，采用普通电力电缆供电，三者的矛盾总难完全统一，只能根据不同工程而有所侧重。按传统方法，在楼层配电设计中，通常采用的办法有三种：
（1）放射式，由地下配电间分别对各个楼层引电缆直接供电，却需要大量的电缆、桥架和较大的电缆井，造价高，经济性最差。
（2）链接法，由配电间引出电缆至底层配电箱，再由底层逐层向上链接供电，此法经济性最佳，但由于层数越多，安全系数越低（安全系数是逐级相乘）。
（3）分区树干式，把一座高层建筑划分成n个单元区，每个单元采用电缆接从配电室供电，然后再分配至单元区内各个楼层。经济性都比较好，经常被采用。
（4）干线电缆分支法，从配电室引出一根（或数根）主干电缆，每个楼层在干线电缆上供头分支，此法经济性最好，但施工却是最麻烦的，更麻烦的是在主电缆上做楼层分支头时，受电缆的结构和现场施工条件以及人员素质的影响，接头质量参差不齐，但这种方法却促使人们想到把接头与电缆一同制造，由此诞生了新一代的建筑配电电缆——分支电缆。
分支电缆是把经过专门工艺处理的单芯电力电缆作为建筑主干电缆，根据各具体建筑的结构特点和尺寸量体裁衣，预先把分支接头与分支线、主干电缆一同设计制造。是把上面第（4）种方法中现场施工和管理的工作由专业制造厂完成，而且工艺一致性也带来了质量一致。
分支电缆较早出现于英国和日本，在技术标准方面，1980年，日本电线工业协会颁布了第一部行业性标准JCS376（1980），随着技术的发展与进步，在1992年对该标准进行了修订，放宽了对产品结构材料方面的要求，提高了成品技术指标，目前，国内正规的分支电缆生产厂的产品标准主要是以该标准为基础。
2、结构分支电缆在结构上，分为单芯型和多芯绞合型两种，每根单芯分支电缆又可分为三部分：
（1）主干电缆；（2）支线电缆；（3）分支连接体。
目前，因单芯型分支电缆结构简单，便于生产和施工，已获得大量应用。按照日本标准的规定，多芯型分支电缆实质上是多个单芯电缆的绞合体，而不是传统概念多芯电缆的结构，多芯型分支电缆的每项导体外面都有单独的绝缘和护套，每根线芯有独立的分支连接体。多芯型分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能，国内只有为数极少的大型综合性电缆厂才具备生产能力，目前也已在推广应用中。
3、性能分支电缆是一种新型的电力配送电缆，其关键性能有两项：首先，一根具备良好品质的分支电缆，必须是性能优良的电力电缆，对于国内产品，其导体性能、绝缘性能、材料的机械物理性能均应符合GB12706-91标准——电缆的性能是分支电缆产品的基础指标。
第二，分支连接体的性能至关重要，这是分支电缆的关键性能。分支连接体把干线电缆与支线电缆的导体连为一体，并作绝缘防潮处理。从外观上看，无法知道内部接头质量，有两项重要的试验能够检测接头性能，即机械拉力试验和电热循环试验。对机械拉力试验而言，分支连接体（含干线与支线导体）的拉断力应保持在连接前的80%以上，对电热循环试验而言，在125次一定时间间隔的额定载荷与空载循环后，分支连接体的温度不得大于电缆表面温度的8℃。决定分支连接体的机械与电气性能的关键在于分支连接体的材料和工艺。对广大用户而言，应充分关心分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺工装。
我们讲，分支电缆更适合于现代建筑的配电系统，为什么？要分析这个问题，我们必须首先弄清楚相关电气设计规范中对配电线路的要求。
二、相关规范对建筑电气系统中配电线路的设计要求
1、建筑电气相关的设计规范目前与建筑电气低压配电系统设计有关的规范主要有：
（1）GB50052-1995供配电系统设计规范
（2）GB50054-1995低压配电设计规范
（3）JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
（4）GBJ16-87建筑设计防火规范（1997年版本）
（5）GB50045-1995高层民用建筑设计防火规范其中：《供配电系统设计规范》和《低压配电设计规范》是两项基础规范，主要内容参照采用了IEC标准。民用建筑电气设计规范》中供电系统和低压配电部分与其规定基本一致，但由于这是一个建筑行业的专业标准，建筑相关的部分规定更具体，如供电系统的负荷简等级，除规定分级原则外，更规定了各类具体建筑名称的负荷级别。
由于上述规范在颁布实施时，分支电缆产品在国内还没有应用先例，因此在规范中并未提及分支电缆，但在众多条款中体现了设计指导方向，总的说来，有三种观点：
1、关于配电级数——越少越好；
2、关于配电方式，从高到低依次为放射式>树干式>分区树干式>链接式；
3、关于安装敷设方式，应与环境、建筑特征、机电应力等多种因素相适应。
（一）、关于配电级数：对配电级数而言，GB50052-95第3.07条规定：供电系统应简单可*，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级，JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中8.14条规定：“自变压器一次侧至用设备之间的低压配电级数不宜超过三级，但对非重要负荷供电时，可超过三级。”上述规范体现了一个要领，那就是配电级数越少越好，越少可*性越高，技术越先进。
（二）、关于配电方式，GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05条中提出：“在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，但无特殊要求时，宜采用树干式配电”，“当用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电”，“当部分用电设备离供电点较远，而彼此相距很近、容量很少的用电设备，可采用链式配电，但每一回路环链设备不超过5台，其总容量不宜超过10kW”：“在高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电，但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电”。
（三）、JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中对配电方式有更为详细的规定，如：“8.2.15居住小区的高层建筑，宜采用放射式配电”“8.2.2.4除多层民用住宅外的其他民用建筑，对于较大的集中负荷或较重要的负荷应从配电室以放射式配电；对于向多层配电间或配电箱配电，宜采用树干式和分区树干式的方式”“由层间配电间或层配电箱至各分配电箱的配电，宜采用放射式与树干式结合的方式”，“8.2.3.2对于容量较大的集中负荷或重要负荷，宜从配电室以放射式配电对各层配电间的配电宜采用下列方式之一：
（1）工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或首层至顶层垂直干线的方式。
（2）工作电源和多用电源都采用由首层到顶层垂直干线方式。
（3）工作电源采用分区树干式，多用电源取自应急照明等电源干线。
上述规定，是限于制定规范时，分支电缆尚未在国内推广应用，供电线路主要依赖普通电力电缆和母线。笔者认为，在应用分支电缆配电后，上述规定应该可以简化。放射式高于树干式，又高于链接式的观点。
（四）、关于电缆和母线安装敷设方式。
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都规定“封闭母线宜用于干燥和无腐蚀性的屋内场所。”
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5规定“竖井垂直布线时应考虑下列因素：……。垂直干线与分支线的连接方法。”
GB50054-94中5.7.3竖井内垂直布线采用大容量单芯电缆大容量线线作干线时，应满足下列条件：
1、载流量要留有一定的裕度；2、安装及维修方便和经济。
GBJ16-87《建筑设计防火规范》中10.1.4规定：“消防用电设备的配电线路应穿管保护。当暗敷时应敷时应敷设在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于3cm，明敷时必须穿金属管，并采取防火措施。采用绝缘和护套为非延续燃性材料的电缆时，可不采取穿金属管保护，但应敷设在电缆井沟内。
GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》中对消防电源及其配电，9.1.4条也规定了相同内容。
上述规范说明：电缆配电比母线具有更好的环境适应性，安装敷设更便利。
在熟悉电气规范的相关规定后，让我们来分析分支电缆配电方法与规范的符合性与技术先进性．
三、分支电缆配电的技术先进性
1、分支电缆的配电方式分支电缆配电系统一般如图所示，在一个n层的大楼中，垂直竖井干线和各楼层供电由一根整预制的分支电缆完成，PG是总配电柜，PX是楼层配电箱，ZJX是转接箱，当PG与ZJX之间距离不远时，（满足载流量与起动运行压降要求）一般不予选用，这样可减少一个连接点，节约投资。
2、分支电缆配电的技术先进性从上述配电系统的分析中，可以知道分支电缆可以使楼层配电简化成二级配电，每个楼层都可以达到最简单的二级配电，符合规范中配电级数越少越好的原则，这是先进性之一。
分支电缆配电系统的实质是一种放射式配电系统，适用于各种重要场合甚至是特别重要场合的配电，这是先进性之二。
分支电缆是一种经过预制的电力电缆，其外形和结构特征仍然具备电缆特性，而且接头经过密封绝缘处理，在出厂时经受过水中耐压和绝缘电阻试验，因此对环境要求低，能适用于潮湿、盐雾酸碱等环境，而母线在规范中明确不能应用于这些环境，比母线适用范围广。而且，其安装方式简便，施工工期短，工费低，符合规范中设计应注重经济性的观点，这是其技术先进性之三。
四、分支电缆配电设计的注意点
关键词：CompactPCI热插拔总线
在一般的应用电子系统中，若出现电路板硬件失效或软件故障，通常都是先关闭系统电源再检修或更换故障设备，这样往往需要较长的停机时间。在一些可靠性要求非常高的高可靠系统中，不允许停机检修和停机更换故障板或只允许很短的停机时间。例如在高可靠通讯、军事应用电子系统中，一旦出现单板故障，要求在整个系统不停机的情况下允许带电拔出故障板及插入备份板，这种系统通常叫做支持热插拔系统或高可靠系统。热插拔系统首先需要有一个支持热插拔的系统平台，还需要有支持热插拔的单板。热插拔系统都是采用无源背板总线平台，在众多的无源背板总线系统中，CompactPCI总线具有完整的支持热插拔的规范，CompactPCI总线热插拔系统应用最广泛。本文重点介绍CompactPCI热插拔单板的电气设计技术要点。
1热插拔技术概要
热插拔即允许带电拔插工作单板，其最基本的目的是要求带电拔插单板而不影响系统运行，以便维修故障板或重新配置系统；热插拔技术可以提供有计划地访问热插拔设备，允许在不停机或很少需要操作人员参与的情况下，实现故障恢复和系统重新配置；热插拔技术可以提供高可靠应用，当单板出现故障时，系统在不间断运行的情况下自动隔离故障板。热插拔系统的级别由低到高分为三种：基本热插拔系统，它具有基本热插拔要求的性能；完全热插拔系统，它可以对热插拔单板进行动态配置；高可靠系统，它利用高可靠平台实现对硬件的更高级别的控制。
插拔有三个过程：物理连接过程，包括热插入（在系统运行中插入单板）和热拔出（在系统运行中拔出单板）；硬件连接过程中，即系统在硬件层上的连接与断开；软件连接过程，即系统在软件层上的连接与断开。这些过程可以用一组状态进一步描述，这些状态虽属于系统的不同连接层但彼此关联，如图1所示。例如，当物理连接层不存在时，硬件连接层就不能产生电气连接；当单板从运行中的系统拔出时，软件连接和硬件连接自动断开。在图1中：
P0：单板未安装到系统，处于系统隔离状态。
P1/H0：单板已经插入槽位，所有的针都连接上，但没有上电，CompactPCI总线没有激活。在这一点，物理层处于P1状态，硬件层处于H0状态。
H1：单板上电初始化后连接到CompactPCI总线。
H1F：单板被命令上电、初始化，但是失败，或者单板检测到故障从CompactPCI总线断开。这块单板不适合插入从CompactPCI总线。
H2/S0：单板上电，但CompactPCI总线只能访问配置空间。此时，配置寄存器还没有配置好。在这一点，硬件层处于H2状态，软件层处于S0状态。
S1：系统已经配置好单板。
S2：必需的软件（驱动器，等）加载完成，单板可作系统和应用软件使用。但所有的操作都没有开始。
S2Q：此状态同S2，但不允许进行新的操作，单板处于静止状态。
S3：单板加入系统，已经正常工作。
S3Q：软件完成当前操作，但不允许启动新的操作，此时单板处于静止状态。
2CompactPCI热插拔单板的典型结构
CompactPCI单板必须包括一个CompactPCI总线接口器件，CompactPCI总线与PCI总线的接口逻辑和时序完全相。PCI总线接口器件常用的有AMCC公司的S5920、S5933，PLX公司的PCI9052等，或者使用FPGA内部的PCI逻辑核（core）。当然，也可以是接口器件和应用逻辑器件合二为一。CompactPCI热插拔单板的典型结构如图2所示。J1、J2是标准的2mmHM型接插件，这是CompactPCI热插拔规范规定的，CompactPCI单板就是通过这两个接插件连接到CompactPCI系统平台的。其中，连接CompactPCI总线的J1接插件的针是长短分级的（stagedpin），即分为长针、短针、中长针。长针是一些电源针，最短的针是BD_SEL#和IDSEL，其它总线信号是中长针，而J2都是中长针。
3CompactPCI热插拔单板的物理连接过程
CompactPCI热插拔单板的物理连接过程都是相同的，如图3所示。物理连接过程是从单板插入导轨开始，到最短的针BD_SEL#连接上为止；拔出过程则相反。
物理连接过程是一个机械连接过程。在机械连接的过程中，插入单板，首先进行静电放电，然后进行预充电，等预充电完成后总线信号针才能连接，最后是BD_SEL#连接上；拔出过程则相反。
静电放电条是为了保护热插拔单板在带电拔插过程中免遭静电损坏。预充电过程是为了减小热插拔单板在拔插单板过程中对总线信号的冲击（电容效应）。
4热插拔单板的电气设计技术要点
CompactPCI热插拔单板的电气设计必须满足热插拔规范《CompactPCIHostSwapSpecificaiton》的要求。要保证在拔插单板时，不能对CompactPCI总线产生较大的冲击，不能影响CompactPCI总线上数据传输的正确，必须从如下几方面进行考虑。
4.1静电放电
热插拔单板，在带电拔插过程中，为了保护单板免遭静电损坏，必须进行静电放电。因此必须在单板上设计放电条，在CompactPCI机箱的插槽上有放电导轨。这样，在插入前，先进行静电放电；在拔出前，也先进行静电放电。
在热插拔单板的PCB的最外层的下端设计三个放电条：strip1、strip2、strip3。例如，对于标准的CompactPCI后面板插件（高度233.5mm，长度80mm），应设计的三个放电条的长度分别为20mm、27.5mm、20mm，高度为1.5mm。其中，strip3与机壳直接相连，strip1与strip3之间跨接10MΩ电阻，strip2与数字地通过10MΩ电阻连接，如图4所示。插入时，Strip1首先与放电导轨接触，其次是strip2，最后是strip3；拔出时则相反。
4.2预充电
热插拔规范《CompactPCIHotSwapSpecification2.1》规定，热插拔单板在拔插单板过程中，为了减小对总线的冲击（电容效应），必须对单板的总线信号进行预充电，使CompactPCI接插件的插针点的预充电电压达到1.0V（±0.2V）。插入单板时，在CompactPCI总线信号线连接上之前，使单板上的CompactPCI总线信号预充电至1.0V左右，这样在总线信号线连接上的瞬间，冲击很小；拔出单板时，在CompactPCI总线信号线断开之前，使单板上的CompactPCI总线信号预充电至1.0V左右，这样，在总线信号线断开的瞬间，冲击很小。
单板上需要进行预充电的CompactPCI总线信号，即接插件J1、J2与CompactPCI接口器件连接的信号，包括：AD0～AD31、C/BE0#～C/BE3#、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#、RST#，AD32～AD63、C/BE4#～C/BE7#、REQ64E、ACK64K、PAR64，需要预充电至1.0V左右。
单板的预充电是从长针5V电源取电，再经过电压转换得到预充电电压Vps。
需要预充电的信号，经过较大的电阻Rp上拉至Vps预充电电压（见图5）。选择Rp阻值的原则是，Rp的最大值应该保证Vps在5ms内，使需要预充电的信号在接插件插件处达到理想充电电压1.0V的80%；Rp的最小值应该保证PCI设备的管脚在高低电平时的漏时流不致过大，上拉电阻Rp一般不能小于10kΩ。
INTA#、INTB#、INTC#、INTD#/REQ#/PCI_RST#等信号通过10kΩ电阻上拉至PCI接口设备的工作电源电压（5V或3.3V）。BD_SEL#经过10kΩ电阻下拉。
4.3串联匹配
为了减小单板上的CompactPCI总线的信号线分支（stub）对总线的影响，必须对总线信号进行串联电阻匹配。PCB的布线特征阻抗应设计为65Ω±10%，匹配电阻阻值为10Ω。需要加串联匹配电阻的信号包括：AD0～AD31、C/BE0#～C/BE3#、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#、RST#、AD32～AD63、C/DE4#～C/BE7#、REQ64#、ACK64#、PAR64以及INTA#、INTB#、INTC#、INTD#。
4.4信号线长度限定
根据CompactPCI规范的要求，单板的预充电、串联电阻的Stub的长度必须按图5所示进行限制（PCB的布线特征阻抗应设计为65Ω±10%）。Stub的长度越短，对CompactPCI总线的冲击越小。在单板上，对预充电的信号，从接插件J1或J2到CompactPCI接口器件管脚，总的信号线长度应小于38.1mm，其中，从接插件插针到串联电阻的PCB连线长度应小于15.2mm。
预充电电阻的Stub长度最好是零，最长不能超过2.5mm。
4.5滤波电容大小的确定
热插拔单板的预先电源（earlypower,不受控电源），在拔插单板时一直存在。在热插拔单板上，直接连接在电源管理的未充电电容，在单板插入过程中，会产生较在的浪涌电流，若电流过大，会导致接插件的烧损。为了滤波，通常在电源的接插件处都接有一滤波电容。因此，为了减少拔插过程的浪涌电流，必须限制滤波电容总量。根据热插拔规范的规定，对预先电源层电容总量的限制要求如下：
5V、3.3V、V（I/O）的电源层，电容总量不能超过8.8μF。
关键词：分支电缆、结构、性能、设计要求、规范
一、分支电缆的结构与性能
1、产生与技术标准分支电缆是在普通塑力缆基础上发展而来。由于现代文明的发展，都市的高层建筑越来越普及，在高层建筑配电系统电气设计中，供电可*性、工程经济性和施工便利性越来越重要，采用普通电力电缆供电，三者的矛盾总难完全统一，只能根据不同工程而有所侧重。按传统方法，在楼层配电设计中，通常采用的办法有三种：
（1）放射式，由地下配电间分别对各个楼层引电缆直接供电，却需要大量的电缆、桥架和较大的电缆井，造价高，经济性最差。
（2）链接法，由配电间引出电缆至底层配电箱，再由底层逐层向上链接供电，此法经济性最佳，但由于层数越多，安全系数越低（安全系数是逐级相乘）。
（3）分区树干式，把一座高层建筑划分成n个单元区，每个单元采用电缆接从配电室供电，然后再分配至单元区内各个楼层。经济性都比较好，经常被采用。
（4）干线电缆分支法，从配电室引出一根（或数根）主干电缆，每个楼层在干线电缆上供头分支，此法经济性最好，但施工却是最麻烦的，更麻烦的是在主电缆上做楼层分支头时，受电缆的结构和现场施工条件以及人员素质的影响，接头质量参差不齐，但这种方法却促使人们想到把接头与电缆一同制造，由此诞生了新一代的建筑配电电缆——分支电缆。
分支电缆是把经过专门工艺处理的单芯电力电缆作为建筑主干电缆，根据各具体建筑的结构特点和尺寸量体裁衣，预先把分支接头与分支线、主干电缆一同设计制造。是把上面第（4）种方法中现场施工和管理的工作由专业制造厂完成，而且工艺一致性也带来了质量一致。
分支电缆较早出现于英国和日本，在技术标准方面，1980年，日本电线工业协会颁布了第一部行业性标准JCS376（1980），随着技术的发展与进步，在1992年对该标准进行了修订，放宽了对产品结构材料方面的要求，提高了成品技术指标，目前，国内正规的分支电缆生产厂的产品标准主要是以该标准为基础。
2、结构分支电缆在结构上，分为单芯型和多芯绞合型两种，每根单芯分支电缆又可分为三部分：
（1）主干电缆；（2）支线电缆；（3）分支连接体。
目前，因单芯型分支电缆结构简单，便于生产和施工，已获得大量应用。按照日本标准的规定，多芯型分支电缆实质上是多个单芯电缆的绞合体，而不是传统概念多芯电缆的结构，多芯型分支电缆的每项导体外面都有单独的绝缘和护套，每根线芯有独立的分支连接体。多芯型分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能，国内只有为数极少的大型综合性电缆厂才具备生产能力，目前也已在推广应用中。
3、性能分支电缆是一种新型的电力配送电缆，其关键性能有两项：首先，一根具备良好品质的分支电缆，必须是性能优良的电力电缆，对于国内产品，其导体性能、绝缘性能、材料的机械物理性能均应符合GB12706-91标准——电缆的性能是分支电缆产品的基础指标。
第二，分支连接体的性能至关重要，这是分支电缆的关键性能。分支连接体把干线电缆与支线电缆的导体连为一体，并作绝缘防潮处理。从外观上看，无法知道内部接头质量，有两项重要的试验能够检测接头性能，即机械拉力试验和电热循环试验。对机械拉力试验而言，分支连接体（含干线与支线导体）的拉断力应保持在连接前的80%以上，对电热循环试验而言，在125次一定时间间隔的额定载荷与空载循环后，分支连接体的温度不得大于电缆表面温度的8℃。决定分支连接体的机械与电气性能的关键在于分支连接体的材料和工艺。对广大用户而言，应充分关心分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺工装。
我们讲，分支电缆更适合于现代建筑的配电系统，为什么？要分析这个问题，我们必须首先弄清楚相关电气设计规范中对配电线路的要求。
二、相关规范对建筑电气系统中配电线路的设计要求
1、建筑电气相关的设计规范目前与建筑电气低压配电系统设计有关的规范主要有：
（1）GB50052-1995供配电系统设计规范
（2）GB50054-1995低压配电设计规范
（3）JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
（4）GBJ16-87建筑设计防火规范（1997年版本）
（5）GB50045-1995高层民用建筑设计防火规范其中：《供配电系统设计规范》和《低压配电设计规范》是两项基础规范，主要内容参照采用了IEC标准。民用建筑电气设计规范》中供电系统和低压配电部分与其规定基本一致，但由于这是一个建筑行业的专业标准，建筑相关的部分规定更具体，如供电系统的负荷简等级，除规定分级原则外，更规定了各类具体建筑名称的负荷级别。
由于上述规范在颁布实施时，分支电缆产品在国内还没有应用先例，因此在规范中并未提及分支电缆，但在众多条款中体现了设计指导方向，总的说来，有三种观点：
1、关于配电级数——越少越好；
2、关于配电方式，从高到低依次为放射式>树干式>分区树干式>链接式；
3、关于安装敷设方式，应与环境、建筑特征、机电应力等多种因素相适应。
（一）、关于配电级数：对配电级数而言，GB50052-95第3.07条规定：供电系统应简单可*，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级，JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中8.14条规定：“自变压器一次侧至用设备之间的低压配电级数不宜超过三级，但对非重要负荷供电时，可超过三级。”上述规范体现了一个要领，那就是配电级数越少越好，越少可*性越高，技术越先进。
（二）、关于配电方式，GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05条中提出：“在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，但无特殊要求时，宜采用树干式配电”，“当用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电”，“当部分用电设备离供电点较远，而彼此相距很近、容量很少的用电设备，可采用链式配电，但每一回路环链设备不超过5台，其总容量不宜超过10kW”：“在高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电，但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电”。
（三）、JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中对配电方式有更为详细的规定，如：“8.2.15居住小区的高层建筑，宜采用放射式配电”“8.2.2.4除多层民用住宅外的其他民用建筑，对于较大的集中负荷或较重要的负荷应从配电室以放射式配电；对于向多层配电间或配电箱配电，宜采用树干式和分区树干式的方式”“由层间配电间或层配电箱至各分配电箱的配电，宜采用放射式与树干式结合的方式”，“8.2.3.2对于容量较大的集中负荷或重要负荷，宜从配电室以放射式配电对各层配电间的配电宜采用下列方式之一：
（1）工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或首层至顶层垂直干线的方式。
（2）工作电源和多用电源都采用由首层到顶层垂直干线方式。
（3）工作电源采用分区树干式，多用电源取自应急照明等电源干线。
上述规定，是限于制定规范时，分支电缆尚未在国内推广应用，供电线路主要依赖普通电力电缆和母线。笔者认为，在应用分支电缆配电后，上述规定应该可以简化。放射式高于树干式，又高于链接式的观点。
（四）、关于电缆和母线安装敷设方式。
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都规定“封闭母线宜用于干燥和无腐蚀性的屋内场所。”
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5规定“竖井垂直布线时应考虑下列因素：……。垂直干线与分支线的连接方法。”
GB50054-94中5.7.3竖井内垂直布线采用大容量单芯电缆大容量线线作干线时，应满足下列条件：
1、载流量要留有一定的裕度；2、安装及维修方便和经济。
GBJ16-87《建筑设计防火规范》中10.1.4规定：“消防用电设备的配电线路应穿管保护。当暗敷时应敷时应敷设在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于3cm，明敷时必须穿金属管，并采取防火措施。采用绝缘和护套为非延续燃性材料的电缆时，可不采取穿金属管保护，但应敷设在电缆井沟内。
GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》中对消防电源及其配电，9.1.4条也规定了相同内容。
上述规范说明：电缆配电比母线具有更好的环境适应性，安装敷设更便利。
在熟悉电气规范的相关规定后，让我们来分析分支电缆配电方法与规范的符合性与技术先进性．
三、分支电缆配电的技术先进性
1、分支电缆的配电方式分支电缆配电系统一般如图所示，在一个n层的大楼中，垂直竖井干线和各楼层供电由一根整预制的分支电缆完成，PG是总配电柜，PX是楼层配电箱，ZJX是转接箱，当PG与ZJX之间距离不远时，（满足载流量与起动运行压降要求）一般不予选用，这样可减少一个连接点，节约投资。
2、分支电缆配电的技术先进性从上述配电系统的分析中，可以知道分支电缆可以使楼层配电简化成二级配电，每个楼层都可以达到最简单的二级配电，符合规范中配电级数越少越好的原则，这是先进性之一。
分支电缆配电系统的实质是一种放射式配电系统，适用于各种重要场合甚至是特别重要场合的配电，这是先进性之二。
分支电缆是一种经过预制的电力电缆，其外形和结构特征仍然具备电缆特性，而且接头经过密封绝缘处理，在出厂时经受过水中耐压和绝缘电阻试验，因此对环境要求低，能适用于潮湿、盐雾酸碱等环境，而母线在规范中明确不能应用于这些环境，比母线适用范围广。而且，其安装方式简便，施工工期短，工费低，符合规范中设计应注重经济性的观点，这是其技术先进性之三。
四、分支电缆配电设计的注意点
电气控制原理图的设计
说明：本文的控制系统采用FANUC-0i-mate-MD系统[1]，以一泵双阀在机床冷却和冲屑中的应用为例进行说明。首先，明确控制逻辑。那么针对一泵双阀的控制模式，可以进行如下逻辑控制：即，通过PLC的输入点控制PLC输出点，PLC输出点控制泵的继电器和阀的继电器，通过泵的继电器控制泵的启停，通过阀的继电器控制阀的通断，通过泵的启停与阀的通断配合，实现功能切换。
PLC的编制
由于为了降低成本，机床厂家选择的泵一般泵都不具有溢流功能，所以泵和电磁阀的配合显得尤为重要，否则可能造成电机的损毁。如何才能保证合适的时序配合？首先，电机运转的时候电磁阀必须有一个打开，由于电机功率或者流量的限制，而且冷却和冲屑不能同时打开，所以这就要求不管是使用冷却功能还是冲屑功能，在泵启动之前，电磁阀应该先打开，在泵关闭之前，电磁阀不能先关闭，以保证泵的安全，及泵出水口与阀之间管路不承受大的压力而且在使用一个功能前必须保证另一个功能是关闭的，并且为了避免操作上的混乱，各自的功能的通断只能通过各自的按键或者M代码控制，不做交叉控制处理。
而冷却和冲屑功能的控制方式与传统控制方式保持不变，即就冷却通断都通过面板一个冷却按键和M代码，冲屑通断通过面板一个冲屑按键（也可以通过M代码控制，本文不做讨论）。那么根据电气控制原理图和流程图可以编制PLC程序[2]（R1.0为M08冷却开信号，R1.1为M09冷却关信号，X8.4为急停信号，其它X/Y参照原理图）。从以上程序分析可以看出，在阀(Y2.0/Y2.1)开通之后有个延时（TMRB1），然后接通泵(Y2.2)，在泵关闭之后，有个延时（TMRB2），然后关闭泵，而且TMRB1和TMRB2是可以调节的。由于各个厂家泵的性能和阀的性能不同，泵出水的速度和阀开闭的速度不同，所以TMRB1和TMRB2是需要根据具体泵和阀的性能进行试验校准的，进而实现了柔性调节，保证运行顺畅即可。但需要注意由于时序控制的限制TMR1和TMRB2的设定必须满足TMRB1>TMRB2，否则可能出现功能无法关闭的现象。那么通过以上程序控制我们就实现了一泵双阀的控制及柔性调节。
1.在课程设置上引进具备丰富工程及管理经验的行业专家，成立课程改革开发与建设团队；2.通过对相关行业进行深度调研，提炼出该岗位群的职业能力要求及岗位职业标准。3.在构建建筑电气工程技术专业课程体系的基础上，重新设计与开发出具有鲜明专业特色、职业特色的专业核心课程。4.以建筑电气系统中弱电设备的安装与调试真实任务为载体，设置学习情境与任务，务求切合岗位工作实际。5.将针对课程“教学做”一体化教学实施过程中所暴露出的问题，及早总结，开发建设虚拟教学资源，建立网上教学资源库，开展与课程相配套的校本教材建设。
二、课程改革的理念
1.依托最新教育教学思想，奠基终身的育人理念以学生为主体进行教学活动，将教师的讲为主导，改变为学生主动的学为主导。在实际教学中，关注学生的学习策略和自主性学习能力的培养，强调学生通过独立或合作完成工作任务锻炼技能，进而掌握理论知识及其应用实践的方法。2.以就业为导向建设课程随着经济社会的快速发展和就业形势的深刻变化，用人单位对从业人员的要求越来越高，他们要求高职毕业生不仅具有比较扎实的专业理论知识和很强的专业技能，同时还需要有相应的资格证书。因此，本课程教学改革要围绕市场需求，主动适应社会，适应地方经济发展对人才的需求，努力把学生培养成能适应相应岗位的应用型人才，提高就业竞争力。3.建立科学的过程考核和多元评价考核相结合的评价体系改革了传统的以终结性评价为主的模式，建立科学的过程考核相结合的多元评价考核与评价体系。每个任务成绩都是从知识、技能、工作报告、态度4方面考核，考核主要依据提交的成果、作业、平常表现及小组互评的结果进行，多元考核方式可采用笔试、答辩、实操和过程考核等多种方式综合完成。
三、课程内容开发
依据课程设计思路和课程改革理念，对课程内容进行整合和开发，本着理论与实践相结合的原则，把教学内容进行层次设计。第一层面：为建筑弱电课程基本知识，针对工具和设备，进行常识性概述。结合系统规模进行结构性分类，内容引入行业标准、设计规范、选型标准、系统搭建、安装施工、系统投运以及项目验收等内容。增加行业发展趋势介绍，以拓展学生视野。第二层面：根据概述部分，进行实践强化训练，以加深直观理解，引入线缆、接口标准、平面简图绘制，各类探测器、传感器、硬件设备、控制器、编码器、集成显示设备的安装和调试等。第三层面：工程项目案例教学。通过实际住宅小区、楼宇、校园等建筑弱电工程设备安装与调试任务进行实际工作操作，完成一系列工程的检查过程。
四、课程内容框架体系
本项目的主要任务是用EPROM2764(存储单元213,容量为8KB)设计定时控制电路。从存储器角度来看,A0A1……A12是地址码,D7D6……D0是数据,每输入一个地址码,输出端将输出一个数据;从控制过程角度看,A0A1……A12是控制过程对应的时间代码,D7D6……D0是控制电路的开关,每给出一个时间代码,输出将给出该时刻对应的各电路执行信号。基于此,用EPROM再配合时间脉冲发生器与二进制加法计数器,组合成任意的定时控制电路。
2实践活动
2.1电路原理分析
基于EPROM2764设计定时控制电路如图2所示。以半自动加工与装配工作为例,通常由几个工步组成,每个工步完成一定的动作,需要一定的时间,两个工步之间要有一个间歇时间(如刀架的退回,钻头的退出),各工步可以由不同的执行机构(比如电机拖动)完成,需要用多路定时控制电路来控制。(1)工作原理比如:加工一个零件需要三个工步一次完成,第一工步需要10s,间隔2s,第二工步需要4s,间隔4s,第三工步需要2s,间隔2s,然后停止。时间流程表如表1所示。如图2所示,使用EPROM芯片2764实现这一加工过程,此系统供电电压为±12.5V,使用L7805稳压芯片产生5V电压给存储芯片供电,用LED指示灯来指示加工动作(执行工步、间歇、停止),各工步操作时间的最大公约数为2s,以2s为步长设计,用555产生2s的时钟脉冲送入到计数器74HC161,输出的时间代码送入到EPROM地址输入端,输出D6控制第一工步用红灯LED1指示,D5控制第一工步间歇用黄灯LED2指示,D4控制第二工步用红灯LED3指示,D3控制第二工步间歇用黄灯LED4指示,D2控制第三工步用红灯LED5指示,D1控制第三工步间歇用黄灯LED6指示,D0为总控制使机器停止运作用绿灯LED7指示,将74HC161的CET端0,使74HC161的输出的数据保持不再进行计数操作。2764是8K*8字节的紫外线擦除、电可编程只读存储器,单一的+5V供电,工作电流为75mA,维持电流为35mA,读出时间最大为250ns,28脚双列直插式封装。各引脚的含义为:A0-A12为13根地址线,可寻址8K字节;D0-D7为数据输出线;-E为片选线;-G为数据输出选通线;PGM为编程脉冲输入端;Vpp是编程电源;Vcc是主电源。存储器2764的操作方式如下表2所示。(2)编程操作Vpp接+12.5V,-E接低电平,-G接高电平,输入一定频率的脉冲(如70Hz,不超过1KHz),该脉冲由uA741产生,D0-D7为数据输入。使用拨码开关对每个用到的地址进行编码。(3)读操作Vpp和接+5V,-E接低电平,-G接高电平,D0-D7为数据输出。(4)EPROM2764的输入输出真值表如表3所示。
2.2PCB设计
运用Protel99SE,绘制原理图,设计PCB。本控制电路的PCB设计如图3所示。维护成本等诸多优点。海上风电的兴起,使得部件吊装成本大幅度增加因此维护成本低廉的直驱式逐渐成为未来风力发电场使用的主力机型。目前大多数故障模拟实验台用来模拟双馈式风力发电机组,主要关注齿轮箱故障。但对于直驱式风力发电机组,其关注的重点部件如图1所示。由图1可见,除了主轴上的传动部件,基础塔架、叶片也是近年来出现较多故障的部件。而传统的双馈式风力发电机组故障模拟试验台,对于直驱式风力发电机组重点关注的低速主轴承,叶轮部位以及基础塔架等部位,相应的故障模拟较少。对于直驱式风力发电机组故障模拟试验台的研究,目前的文献较少。对于此类故障模拟平台,其未来发展方向是在模拟风力发电机组工况的情况下,对机组故障进行模块化模拟,综合考虑低速主轴承故障,发电机故障,叶片故障,变桨轴承,塔架基础故障等。
扩展漏极漂移区是由轻掺杂的N阱形成，可以承受高电压。在漂移区等压线上均匀分布着电场减缓结构，可以提高其耐压值。为了提高栅漏之间的耐压漂移区上的厚场氧将场板提高。但导电沟道在薄栅氧的下面且器件的跨导与导电沟道有关，所以电场减轻结构不会影响器件的跨导，衬底和N阱之间的雪崩击穿电压和电场减缓结构的效果决定扩展漏极晶体管的额定电压。对此类器件设计需考虑以下参数：浓度和长坂长度、漂移区结深、长度等，器件耐压会随着漂移区长度的增加而逐渐上升，直到达到一定的值。外延层浓度、漂移区浓度和漂移区结深三者共同决定此值。值越大，外延层浓度应在保证源漏不穿通情况下尽量低。
2基于IP核低功耗单电源电平转换器设计
目前已经提出的电平转换器共有两类，分别是单电源转换器和双电源电平转换器，后者需要输入信号的电压供电和输出信号的电压供电两种电源电压供电。在多电压技术中电平转换器主要是为了实现低电压信号转换高电压信号。关于不同结构的电平转换器近年来也有许多研究学者对其研究，有的是以提高速度，有的是降低功耗。大多数设计采用的双电源电压，本文主要是基于IP核作为设计的主要性能指标，从而提出一种具有低耗的单电源电压的电平转换器。
传统的电平转换器设计运用的是单向电平转换器电路，显然，相对双电源转换器，在布线资源上单电源电平转换器有明显的优势，例如在一个多电压SoC上，实现模块之间信号的传输需要大量的电平转换器，一旦模块之间的接口信号所使用的双电源电压的电平转换器，一些较为珍贵的布线资源便会被占用，导致布线资源短缺，如果采用单电源电压电平转换器可有效缓解上述问题。一般影响电平转换延时性能的主要因素有副端电路中各器件的寄生电阻、中间级电路电流等，在设计时如果要获得较好的低功耗性能，对精确计算各器件尺寸及电流，一定情况下还需充分考虑器件的耐压情况。
3结语
1高速握手
USB2.0设备连接到主机后，主机给设备供电并发送复位信号复位设备，之后设备进入全速模式工作，由图2所示在fullspeed状态检测到SE0(linestate[1:0]=00)持续2.5μs后,高速握手开始，设备控制器进入sendchirp状态，设备向主机发送一个持续时间大于1ms的K(linestate[1:0]=01)信号以检测主机是否支持高速模式。设备进入recvchirp状态并准备接收来自主机的JK序列。主机支持高速并检测到K之后，向设备发送JKJKJK序列以检测设备是否支持高速模式。设备控制器在recvchirp状态成功检测到3对JK序列后高速握手成功，进入到highspeed模式工作；否则，设备以全速模式工作。
2设备挂起
根据USB2.0协议，为了减小功耗，当总线3ms没有动作时，设备需进入挂起（suspend）状态，设备在挂起状态只能消耗小于500μA的电流，并且进入挂起后设备需要保留原来的状态。(1)全速模式挂起:检测到总线状态为SE0达到3ms，设备从fullspeed状态进入suspend状态。(2)高速模式挂起：设备工作在高速模式时，由于高速复位和高速挂起都是发送一个大于3ms的总线空闲信号，因此设备需要区分这两个事件。如图2，处于highspeed状态时，设备检测到总线空闲(SE0)3ms，进入hsrevert状态。之后检测总线状态不为SE0，此后设备挂起。假如在hsrevert状态后还检测到SE0持续100μs,则判断为高速复位，clrtimer2=1。设备状态转换到sendchirp状态，开始设备的高速握手。
3挂起恢复
设备处于挂起状态时，在它的上行口接收到任何非空闲信号时可以使设备恢复工作[5]。(1)全速挂起恢复：设备从挂起状态起检测到的不是持续的J，则恢复到fullspeed状态，以全速模式工作。(2)高速挂起恢复：挂起时保留着高速连接状态，highspeed=1且hssupport=1,挂起恢复需要判断是由总线动作引起还是系统复位引起。设备中测到总线状态为SE0，说明是由复位引起的挂起恢复，设备状态进入sus-preset，然后检测到SE0持续2.5μs后，进入高速握手过程sendchirp状态；反之，检测到挂起恢复信号K，则设备从挂起恢复到高速模式。
4复位检测
集线器通过在端口驱动一个SE0状态向所连接的USB设备发出复位信号。复位操作可以通过USB系统软件驱动集线器端口发出复位信号,也可以在设备端RE-SET信号置1，进行硬件复位。(1)设备是从挂起状态复位：在suspend状态检测到SE0时，设备跳转到suspreset状态，检测总线状态为超过2.5μs的SE0后设备启动高速握手检测，即进入sendchirp状态。(2)设备从非挂起的全速状态复位：设备在检测到2.5μs<T<3.0ms的SE0状态后启动高速握手检测。硬件纵横HardwareTechnique(3)设备从非挂起的高速状态复位：设备在high-speed状态检测到总线上持续时间3.0ms的SE0后，设备状态转换到hsrevert，以移除高速终端并重连D+的上拉电阻，此时为全速连接状态；之后设备需要在100μs<T<875μs的时间内采样总线状态,检测到SE0持续2.5μs后，进入sendchirp状态，开始高速握手过程。
5仿真及验证
