装置设计论文范文

今天小编为大家推荐《装置设计论文范文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！摘要：本文提供一种用于电力应急管理的报警装置，包括电力柜和活塞机构，所述电力柜顶部固定连接有报警箱，所述报警箱顶部的一侧安装有报警器，所述报警器的外侧安装有第一压片开关;所述活塞机构包括管筒、活塞片、管盖和活塞杆。

第一篇：装置设计论文范文

电子装置的可靠性设计

摘要：论述了如何正确选择电子元器件和正确使用电子元器件对电子装量可靠性的影响，同时也论述了正确布线提高系统可靠性问题及电子装置箱体设计应考虑的问题。

关键词：电子元器件　电子装置　可靠性设计

中国分类号：TP302.7　文献标识码：A

1　电子元器件的正确选择

(1)对电子元器件的选择的原则之一，电子元器件的技术性能、质量、使用条件等在满足产品要求情况下;要优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高的标准元器件，应最大限度的压缩元器件的品种、规格，生产厂。

(2)对电子元器件的选择的原则之二，根据电子元器件质量等级与质量系数选用，国军标GJB/Z299B《电子设备可靠性预计手册》列出了各类电子元器件。根据不同级别的标准和质量认证所对应的可靠性质量等级及质量系数，质量系数越大表示器件的失效率越高，可靠性水平越低。美国的各类电子元器件的质量等级和质量系数可以查阅美国军用手册MIL-HDBK-217F《电子设备可靠性预计》。

(3)对电子元器件的选择的原则之三，采用元器件计数法预计装置的平均故障间隔时间，通过对使用不同质量等级的元器件的装置的MTBF进行比较，分析对可靠性影响的大小，最后，正确选择电子元器件。

2　元器件的正确使用

(1)简化设计。

①多个通道共用一个电路或器件。

②在逻辑电路的设计中，简化设计的重点应该放在减少逻辑器件的数目，其次是减少门电路或输入端的数目。

③多采用标准化、系列化的元器件，少采用特殊的或未经定型元器件。

④能用软件完成的功能，不要用硬件实现。

⑤能用数字电路实现的功能，不要用模拟电路完成。

⑥在保证实现规定功能指标的前提下，多采用集成电路，少采用分立器件，多采用较大规模的集成电路，少采用较小规模的集成电路。提高集成度可以减少元器件之间的连线、接点以及封装的数目，而这些连接点的可靠性常常是造成电路失效的主要原因。

(2)低功耗设计。可以从两方面着手，一尽量采用低功耗器件，如在满足工作速度的情况下，尽量采用CMOS电路。而不用TTL电路：二在完成规定功能的前提下，尽量简化逻辑电路，并更多的让软件来完成硬件的功能，以减少整机硬件的数量。

(3)保护电路设计。在电路设计中，根据具体情况设计必要的保护电路。如在电路的信号输入端设计静电保护电路，在电源输入端设计浪涌干扰抑制电路，在高频高速电路中加入噪声抑制或吸收网络。具体保护电路的形式根据具体情况考虑。

(4)电路的重点设计。常常有这样的情况，某个元器件的参数退化严重，但对电路性能的影响甚微;而另一个元器件稍有变化，就对电路性能产生显著影响。这是因为一个元器件对于电路可靠性的影响不仅取决于该元器件自身的质量，而且取决于该元器件在电路中关键作用。因此，在电路设计中应对电路性能影响显著的关键元器件或子电路。进行重点设计。

(5)基于元器件的稳定参数和典型特性进行设计。对于那些由于工艺离散性以及随时间、温度和其它环境应力而变化的不太稳定的性能参数，设计时应给予更为宽容的限制。对于那些不确定的无法控制的性能参数，设计时不宜采纳，有典型应用电路时，应尽可能使用。

(6)块设计。在系统分割时，应注意电路功能和结构的均衡性，这样对提高装置可靠性有利。这主要体现在两个方面：一是每块电路的功能应相对完整，尽量减少各个电路之间的联接，以削弱互连对电路可靠性的影响;二是各个电路所含元器件的数量不要过于集中带来的不可靠因素，同时也方便了装配工艺设计。

(7)冗余设计和降额设计。冗余设计也称余度设计，是在系统或设备中的关键电路部位，设计一种以上的功能通道，当一个功能通道发生故障时，可用另一个通道代替，从而可使局部故障不影响整个装置的正常工作。对采用那种冗余方式(主动冗余，备用冗余，功能冗余)也要考虑。

(8)常用集成电路的应用设计规则。在电路设计时，除了以上所述的通用设计原则之外，还要根据所用器件的具体情况，采用不同的设计规则。下面给出用几种常用集成电路进行电路设计时应该遵循的一些规则。

TIL电路应用设计规则：

①电源，稳定性应保持在±5%之内;纹波系数应小于5%：电源初级应有射频旁路。

②去耦，每使用8块TTL电路就应当用一个0.01-0.1uF的射频电容器对电源电压进行去耦。去耦电容的位置应尽可能地靠近集成电路，二者之间的距离应在15cm之内。每块印制电路板也应用一只容量更大些的低电感电容器对电源进行去耦。

③输入信号。输入信号的脉冲宽度应长于传播延迟时间，以免出现反射噪声。

④要求逻辑“0”输出的器件，其不使用的输入端应将其接地或与同一门电路的在用输端相连。

⑤要求逻辑“1”输出的器件，其不使用的输入端应连接到一个大于2.7V的电压上。为不增加传输延迟时间和噪声敏感度，所接电压不要超过该电路的电压最大额定值5.5V。

⑥不使用的器件，其所有的输入端都应按照使功耗最低的方法连接。

⑦在使用低功耗肖特基TTL电路时，应保证其输入端不出现负电压，以免电流流入输入箝位二极管。

⑧时钟脉冲的上升时间和下降时间应尽可能的短，以便提高电路的抗干扰能力。

⑨通常时钟脉冲处于高态时，触发器的数据不应改变。

⑩扩展器应尽可能地靠近被扩展的门，扩展器的节点上不能有容性负载。

(11)在长信号线的接收端应接一个500-1k的上拉电阻，以便增加噪声容限和缩短上升时间。

(12)集电极开路器件的输出负载应连接到小于等于最大额定值的电压上，所有其它器件的输出负载应连接到VCC上。

(13)长信号线应该由专门为其设计的电路驱动，如线驱动器、缓冲器等。

(14)从线驱动器到接收电路的信号回路线应是连续的，应采用特性阻抗约为100的同轴线或双扭线。

(15)某些TTL电路具有集电极开路输出端，允许将几个电路的开集电极输出端连接在一起，以实现“线与”功能。但应在该输出端加一个上拉电阻，以便提供足够的驱动信号和提高抗干扰能力，上拉电阻的阻值应根据该电路的出力来确定。

CMOS电路应用设计规则：

①电源，稳定性应保持在5%之内：纹波系数应小于5%;电源初级应有射频旁路。

②如果CMOS电路自身和其输入信号源使用不同的电源，则开机时应首先接通CMOS电源，然后接通信号源，关机时应该首先关闭信号源，然后关闭CMOS电源。

③输入信号，输入信号电压的幅度应限制在CMOS电路电源电压范围之内，以免引发闩锁;多余的输入端在任何情况下都不得悬空，应适当的连接到CMOS电路的电压正端或负端上。

④当CMOS电路由TTL电路驱动时，应该在CMOS电

路的输入端与VCC之间连一个上拉电阻。

⑤在非稳态和单稳态多谐振荡器等应用中，允许CMOS电路有一定的输入电流(通过保护二极管)，但应在其输入加接一只串联电阻，将输入电流限制在微安级的水平上。

⑥输出信号和输出电压幅度应限制在CMOS电路电源电压范围之内，以免引发闩锁。

⑦长信号线应该由专门为其设计的电路驱动，如线驱动器、缓冲器等。

⑧应避免在CMOS电流的输出端接大于500pF的电容负载。

⑨CMOS电路的扇出应根据其输出容性负载量来确定。

⑩并联应用，除三态输出门外，有源上拉门不得并联连接。只有一种情况例外，即并联门的所有输入端均并联在一起，而且这些门电路封装在同一外壳内。

3　可靠性预计

为了验证可靠性设计的效果，根据系统可靠性的要求，电路设计完成后，可对关键电路的失效率进行预计，预计所依据的模型和方法见国军标GJB299《电子设备可靠性预计手册》。

4　正确布线

4，1正确布线之一电磁兼容性设计

(1)采用正确的布线之策略。具体做法是印制板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连。为了抑制印制板导线之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线，尽可能拉开线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线，可以有效地抑制串扰。

(2)选择合理的导线宽度。印制导线的电感量与其长度成正比，与其宽度成反比，因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流，印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路，印制导线宽度在1.5mm左右时，即可完全满足要求：对于集成电路，印制导线宽度可在0.2-1.0mm之间选择。

(3)为了抑制高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射，在印制电路板布线时，还应注意以下几点：

①尽量减少印制导线的不连续性，禁止环状走线等。

②时钟信号引线最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路相靠近，不要在长距离内与信号线并行。

⑧总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。对于那些离开印制电路板的引线，驱动器应紧挨着连接器。

④数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。最好是紧挨着最不重要的地址引线放置地回路，因为后者常载有高频电流。

⑤在印制板布置高速、中速和低速逻辑电路时，应注意器件排列方式。

(4)抑制反射干扰

为了抑制出现在印制线条终端的反射干扰，除了特殊需要之外，应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路。必要时可加终端匹配，即在传输线的末端对地和电源端各加接一个相同阻值的匹配电阻。

4，2正确布线之二去耦电容配置

(1)电源输入端跨接一个10-100uF的电解电容器，如果印制电路板的位置允许，采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。

(2)为每个集成电路芯片配置一个0.01uF的陶瓷电容器。如遇到印制电路板空间小而装不下时，可每4-10个芯片配置一个1-10uF钽电解电容器，这种器件的高频阻抗特别小，在500kHz-20MHz范围内阻抗小于1，而且漏电流很小。

(3)对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件，应在芯片的电源线和地线间直接接入去耦电容。

(4)去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电容不能带引线。

4，3正确布线之三接地设计

(1)正确选择单点接地与多点接地。在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1-10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。

(2)将数字电路与模拟电路分开。电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。

(3)尽量加粗接地线。若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗，应能通过三倍于印制电路板的允许电流。

(4)将接地线构成闭环路。印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。

4，4正确布线之四热设计

(1)对于采用自由对流空气冷却方式的设备，最好是将集成电路按纵长方式排列，对于采用强制空气冷却的设备，则应按横长方式配置。

(2)同一块印制板上的元器件应尽可能按其发热量大小及耐热程度分区排列，发热量小或耐热性差的元器件放在冷却气流的最上游，发热量大或耐热性好的元器件放在冷却气流的最下游。

(3)在水平方向上，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，以便缩短传热途径;在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印制板上方布置，以便减少这些器件工作时对其它元器件温度的影响。

(4)温度敏感器件最好安置在温度最低的区域，千万不要将它放在发热元器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局。

5　机体的设计

(1)对于用于电磁屏蔽的机箱材料的电导率、磁通率越高，屏蔽效果越好。

(2)材料的选用还受到强度、重量、散热性、工艺性等因素的制约。当屏蔽效果不太好时，可考虑对其进行表面处理。在屏蔽机体设计时，应使机体有足够的厚度以增大磁路横切面积，增加屏蔽效果;同时在垂直于磁通方向不能开口，以免增大磁阻。

(3)机体要良好接地。机体接地有二个重要作用：一是接地能使屏蔽具有较好效果，二是消除静电影响。

6　环境条件强制

在使用环境复杂情况下，可以考虑强制冷却，加温，恒温，防振等。

7　结束语

可靠性设计是技术进步的必然趋势，应该及早推广这一方法，以取得更好的经济与社会效益。

作者：于涌源 刘端增

第二篇：电力应急管理报警装置设计

摘要：本文提供一种用于电力应急管理的报警装置，包括电力柜和活塞机构，所述电力柜顶部固定连接有报警箱，所述报警箱顶部的一侧安装有报警器，所述报警器的外侧安装有第一压片开关;所述活塞机构包括管筒、活塞片、管盖和活塞杆。本文通过设置报警箱，可以在报警箱内布局电器元件，用来触动报警系统，通过设置管筒、活塞片、活塞杆和加热板，使活塞杆在水蒸气的作用下触动第一压片开关，间接的触动报警器，通过设置柜门，方便工作人员后期对电力柜内部的电气设备进行维护和检修，解决了常见的电力设备大都没有高温报警装置，往往需要人工每天按时进行排查，费时费力，排查效率低，不利于人们使用的问题。

1 引言

电力设备主要包括以发电设备和供电设备两大类，发电设备主要是电站锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、发电机、变压器等等，供电设备主要是各种电压等级的输电线路、互感器、接触器等等，电力系统中的电力设备很多，根据他们在运行中所起的作用不同，通常将他们分为电气一次设备和电气二次设备，工农业生产中的许多电力设备。

电力设备经过长时间使用，设备局部会出现过热引起的停电检修时有发生，目前常见的电力设备大都没有高温报警装置，往往需要人工每天按时进行排查，费时费力，排查效率低，不利于人们的使用。

为此，我们提供一种用于电力应急管理的报警装置。

2 背景现状

电力安全事故应急处置涉及政府、电力监管机构、电力企业、电力用户等多个方面，涵盖电力发输供用各个环节，专业技术难度大，协调联动要求高，国家专门制定了行政法规对应急处置中各方的权利和义务予以规范。

工控安全事件是指由于人为、软硬件缺陷或故障、自然灾害等原因，对工控系统、工控系统数据造成或者可能造成严重危害，影响正常工业生产的事件。近年来，工控安全事件频发，网络安全事件是网络安全风险的最终结果体现。在新的网络安全管理工作格局下，网络安全事件应急工作的重要性日益凸显，覆盖面日趋广泛，业务流的成熟度和复杂度日益提高，对信息化手段的依赖程度也将进一步增强。但是目前制约应急处置工作实现全面上水平、行业领先的最突出问题就是信息化水平低。

电厂由于其系统环境的严苛性，在部分事件中要保证生产的顺利进行，无法外接设备达到处置的目的，传统的应急手段存在一定的限制。另外，网络攻击方法日益新颖，攻击手段复杂，技术人员在操作的过程中，也会面临“数据采集困难”、“大量数据分析困难”、“分析准确度偏低”等一系列问题。

在长期工作中，由于设备基础变化、温湿度变化、严重超负荷运行、触点氧化等原因造成的电力设备压接不紧，触头接触部分发生改变。终导致接触电阻增大，造成巨大的风险隐患。

在电网进行供电时，主要由电力一次设备完成对各个电压等级的负荷进行电力输送，电力设备连接部位，由于气候冷热变化、设备基础变化、加工工艺、设备受到环境污染，严重超负荷运行、触点氧化等原因造成压接不紧、压力不够、触头接触部分发生变化、最终导致接触电阻增大，由于电力运行中，运行状况相当复杂，在一定时候，当一次设备发生故障时，电气参数不能如实反映设备运行时的故障状况和故障点，在电流通过时，温度升高，从而引起设备老化，绝缘下降。严重的还能触发电弧短路，烧坏设备，扩大设备损坏范围，降低设备使用寿命。在这种情况下，随着时间的推移，故障状况不能得到处理，故障情况将会越来越严重。甚至容易引起一次设备起火爆炸，最终可能造成重大电力事故。尤其是活动刀闸的动、静触头部分更加严重，故障率高，这些都时时刻刻威胁电力设备的安全运行。

本文通过设置报警箱，可以在报警箱内布局电器元件，用来触动报警系统，通过设置管筒、活塞片、活塞杆和加热板，使活塞杆在水蒸气的作用下触动第一压片开关，间接的触动报警器，通过设置柜门，方便工作人员后期对电力柜内部的电气设备进行维护和检修，解决了常见的电力设备大都没有高温报警装置，往往需要人工每天按时进行排查，费时费力，排查效率低，不利于人们使用的问题。

3 设计

本论文的目的在于提供一种用于电力应急管理的报警装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本论文提供的一种用于电力应急管理的报警装置，包括电力柜和活塞机构，所述电力柜顶部固定连接有报警箱，所述报警箱顶部的一侧安装有报警器，所述报警器的外侧安装有第一压片开关;所述活塞机构包括管筒、活塞片、管盖和活塞杆，所述报警箱的一侧固定连接有加热板，所述加热板的顶部固定连接有管筒，所述管筒的内壁滑动连接有活塞片，所述活塞片的顶部固定连接有活塞杆，所述管筒的顶部固定连接有管蓋，所述活塞杆的外侧与管盖的内腔滑动连接，所述电力柜的前表面转动连接有柜门，所述电力柜的底部固定连接有底座。

优选的，所述报警箱内腔的底部连通有聚气罩，所述聚气罩的顶部连通有连接筒，所述连接筒的内腔滑动连接有滑杆，所述滑杆的一端固定连接有氢气球。

优选的，所述报警箱的内腔滑动连接有移动杆，所述移动杆的两端均固定连接有限位块。

优选的，所述移动杆的外侧套设有弹簧，所述弹簧的一端与报警箱的内壁焊接，所述弹簧的另一端与限位块的一侧焊接。

优选的，所述加热板底部的一侧安装有第二压片开关，所述滑杆远离连接筒的一侧固定连接有拨片。

优选的，所述报警箱的内壁固定连接有滑筒，所述滑筒的内壁与滑杆的外侧滑动连接。

优选的，所述报警箱内腔的底部设置有蓄电池，所述蓄电池的电性输出端分别与加热板和报警器的电性输入端电性连接。

与现有技术相比，本论文的有益效果是：

1.本论文通过设置报警箱，可以在报警箱内布局电器元件，用来触动报警系统，通过设置管筒、活塞片、活塞杆和加热板，使活塞杆在水蒸气的作用下触动第一压片开关，间接的触动报警器，通过设置柜门，方便工作人员后期对电力柜内部的电气设备进行维护和检修，解决了常见的电力设备大都没有高温报警装置，往往需要人工每天按时进行排查，费时费力，排查效率低，不利于人们使用的问题;

2.本论文通过设置聚气罩，使电力柜内的热气能够快速的传导进连接筒内，防止报警器不能及时触发，造成不必要的损失，通过设置移动杆，用来触动第二压片开关，使加热板工作，通过设置限位块，达到限制弹簧的作用，通过设置弹簧，使移动杆具有复位的作用，防止误触到开关，不会出现随意报警的现象;

3.本论文通过设置第二压片开关和拨片，通过氢气球间接的启动加热板运行，进而使活塞机构运行，进而触动报警器，通过设置滑筒，使滑杆在移动时不会晃动，移动的更加的稳定，通过设置蓄电池，为加热板和报警器提供电力来源，无需外接电源。

4 实现

图1为本论文所设计电力应急管理报警装置的结构示意图;图2为本论文所设计电力应急管理报警装置报警箱的结构剖视图;图中标号为：1、电力柜;2、报警箱;3、报警器;4、第一压片开关;5、活塞机构;51、管筒;52、活塞片;53、管盖;54、活塞杆;6、加热板;7、柜门;8、聚气罩;9、连接筒;10、滑杆;11、氢气球;12、移动杆;13、限位块;14、弹簧;15、第二压片开关;16、拨片;17、滑筒;18、蓄电池。

下面结合图对本论文所设计电力应急管理报警装置作进一步说明。

本论文所设计电力应急管理报警装置，包括电力柜和活塞机构，所述电力柜顶部固定连接有报警箱，所述报警箱顶部的一侧安装有报警器，所述报警器的外侧安装有第一压片开关;所述活塞机构包括管筒、活塞片、管盖和活塞杆，所述报警箱的一侧固定连接有加热板，所述加热板的顶部固定连接有管筒，所述管筒的内壁滑动连接有活塞片，所述活塞片的顶部固定连接有活塞杆，所述管筒的顶部固定连接有管盖，所述活塞杆的外侧与管盖的内腔滑动连接，所述电力柜的前表面转动连接有柜门，所述电力柜的底部固定连接有底座。

本论文所设计电力应急管理报警装置报警箱內腔的底部连通有聚气罩，所述聚气罩的顶部连通有连接筒，所述连接筒的内腔滑动连接有滑杆，所述滑杆的一端固定连接有氢气球，通过设置聚气罩，使电力柜内的热气能够快速的传导进连接筒内，防止报警器不能及时触发，造成不必要的损失。

本论文所设计电力应急管理报警装置报警箱的内腔滑动连接有移动杆，所述移动杆的两端均固定连接有限位块，通过设置移动杆，用来触动第二压片开关，使加热板工作，通过设置限位块，达到限制弹簧的作用。

本论文所设计电力应急管理报警装置移动杆的外侧套设有弹簧，所述弹簧的一端与报警箱的内壁焊接，所述弹簧的另一端与限位块的一侧焊接，通过设置弹簧，使移动杆具有复位的作用，防止误触到开关，不会出现随意报警的现象。

本论文所设计电力应急管理报警装置加热板底部的一侧安装有第二压片开关，所述滑杆远离连接筒的一侧固定连接有拨片，通过设置第二压片开关和拨片，通过氢气球间接的启动加热板运行，进而使活塞机构运行，进而触动报警器。

本论文所设计电力应急管理报警装置报警箱的内壁固定连接有滑筒，所述滑筒的内壁与滑杆的外侧滑动连接，通过设置滑筒，使滑杆在移动时不会晃动，移动的更加的稳定。

本论文所设计电力应急管理报警装置报警箱内腔的底部设置有蓄电池，所述蓄电池的电性输出端分别与加热板和报警器的电性输入端电性连接，通过设置蓄电池，为加热板和报警器提供电力来源，无需外接电源。

本论文提供的一种用于电力应急管理的报警装置的工作原理如下：

电力柜在运行中，电力柜内温度会升高，热气会通过聚气罩进入到连接筒内，热气会带动氢气球移动，氢气球带动滑杆移动，滑杆带动拨片移动，拨片带动移动杆移动，移动杆会触动第二压片开关使加热板运行，加热板会对管筒内的水进行加热，管筒内产生蒸汽使活塞片移动，活塞片带动活塞杆移动，活塞杆会触动第一压片开关，第一压片开关启动报警器，使工作人员能够及时处理应急情况。

5 总结

本文所设计的电力应急管理报警装置，通过在其内部布局传感器等元器件，以触发报警系统。管桶、活塞片、活塞杆和加热板，在水蒸气的作用下共同联动触动第一压片开关，间接触动报警器。此外，本文所涉及的电力应急管理报警装置通过安装柜门方便后期对装置内部进行维护、检修，解决了常见电力设备排查费时费力、排查效率低、不利于人们使用的问题。

参考文献：

[1]张志泉， 杨学文， 佟志国，等. 一种用于电力应急管理的报警装置：.

[2]高健， 唐升. 基于物联网技术的应急管理指挥系统[J]. 通信技术， 2013(3)：3.

[3]翁坤. 一种电力应急管理平台：， CN109191084A[P]. 2019.

作者：王亚臣

第三篇：电梯的机械装置结构安全设计

【摘 要】电梯的使用范围在不断的延伸，随着高层建筑形式的多样化，电梯作为高层建设配套设施中不可替代的组成部分，世界各国都投入大量人力物力从安全、适用、经济、环保等等方面来提高电梯的性能，以确保能够满足各种类型建筑对电梯的要求。本文对电梯机械装置结构安全设计进行了分析。

【关键词】电梯;机械装置;安全设计

一、影响电梯的机械装置结构安全设计的因素

1、能够产生影响电梯的机械装置结构安全设计的因素很多，首先是设计者的因素。设计者设计产品的时候绝对不能纸上谈兵，要广泛听取各方面人士的意见，必要的时候让一些具有实践经验的人直接参与到产品的研发设计中。设计出来的产品除了能够满足电梯各个方面性能的要求外，还要确保产品能够通过国家颁布的检测标准，要根据不同的实际情况有与之相应的产品来满足使用的要求，这样才能使电梯更加安全的运行。

2、使用者也是影响电梯机械装置结构安全设计的因素之一。使用者对于电梯的各种要求是不一样的，有的使用者可能要求电梯具有较高的安全系统、有的使用者可能要求电梯具有较好的操作系统、有的使用者可能要求电梯具有较高的承载能力等等，使用者的各种要求就会直接性或者间接的影响到电梯的机械装置结构安全设计。设计者要发挥聪明才智来解决电梯的机械装置结构安全和使用者所提出的使用要求之间的问题。

3、我国的地域辽阔，地区和地区之间的环境有着很大的差别，因此地域环境也能是影响电梯机械装置结构安全设计的因素。有些地区所处地理位置可能含氧量较低，有些地区可能是地震带，还有些地区所处地理位置比较寒冷等等，这些特殊的环境因素直接要求电梯的机械装置结构安全设计满足特定的要求。

4、电梯的使用范围在不断的增加，例如一些特殊领域对电梯的使用也影响了电梯的机械装置结构安全设计。这些特殊领域如医院通往手术室电梯、商场电梯、大型体育馆电梯、剧院电梯、学校电梯等特殊领域的电梯，这些类型电梯的舒适程度、美观程度、运载数量、安全等级等方面的要求和普通的电梯就会有很大的差别。需要根据不同的要求来设计电梯的各个方面，这样就影响了电梯在机械装置结构安全设计方面的设计。

二、分析电梯的机械装置结构安全设计的措施

通过对电梯的安全设计来减少危险，以达到对电梯的安全性能要求，是一种重要的安全技术措施。即是在电梯的功能设计过程中将电梯的安全问题一并考虑进去，而且电梯的安全问题是电梯功能设计过程中必须优先考虑的问题。主要是通过进行适当合理的结构设计以达到避免或降低风险的目标，通过采用禁止对使用者进入危险区域的设计避免危险的发生。

1、按照电梯设计规范和电梯工程实践进行电梯零部件的设计，而且必须要考虑到所有的失效形式，使所设计的电梯零部件具有非常可靠的机械结构和电气结构，并且能够承受在预定使用条件下的各种干扰和应力而不会失效，选用材料时应当充分考虑到材料的性能和使用过程中的磨损、腐蚀、老化等情况。

2、对电梯的厅轿门、轿壁等所选用板材的机械强度、以及对钢丝绳的抗拉强度都有具体的要求。通过增加运动件之间的距离，准许维修保养人员可以安全地进入所需要到达的空间区域，或者通过减少运动件之间的距离，禁止维修保养人员不能进入到达危险的空间区域，从而避免维修保养人员被剪切和挤压，为了避免轿厢冲顶或蹲底时可能会造成在轿顶或在底坑的维修人员被剪切和挤压，必须对乘客电梯和载货电梯的井道空间和底坑空间的最小尺寸作出规定，并且根据国标《电梯制造与安装安全规范》中规定在电梯轿厢的顶部设置轿顶防护栏，在电梯井道的底部设置对重防护栏。

3、为了避免乘客的脚挤入自动扶梯和自动人行道的扶手带在转向端的入口最低点与地面之间，对扶手转向端的入口最低点与地面之间的最小距离作出了规定，为了避免乘客从轿厢地坎和井道壁之间的间隙挤入和坠落，对轿厢地坎和井道壁之间间隙的最大尺寸作出了规定。乘客电梯和载货电梯的手动紧急操作装置的操作力不应超过人的正常用力范围，否则乘客电梯和载货电梯就需要安装紧急电动操作装置。还应当留有足够的检修活动空间，并且所使用的检修工作区域应当有足够的照明。

4、电梯的安全设计要考虑到各种危险的情形并采取相应的措施，为了防止电梯意外启动，自动扶梯和自动人行道设置钥匙操作式、拆卸手柄式、护盖可锁式启动开关。通过曳引机的能力校核，正确配置电梯的各部件的质量和有关参数，防止出现曳引轮上曳引绳的失控滑移，设置速度反馈装置、强迫换速装置，防止电梯速度变化失控，对关键部件如乘客电梯和载货电梯的制动器制动元件、切断制动器电源的电路以及悬挂装置等采用冗余措施，即所有参与向制动轮或制动盘施加制动力的制动器的机械部件应分两组装设，如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行，切断制动器电流，至少应用两个独立的电气装置来实现。当电梯停止时，如果其中一个接触器主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行，悬挂钢丝绳至少有两根，并且每根钢丝绳都应有足够的安全系数，使得由失效风险带来的危险被大大降低，对乘客电梯和载货电梯的轿厢面积进行限制，以防止超载，采用足够强度和足够锁紧力的机械锁紧装置将厅门锁紧，防止出现电梯正常运行时门打开而导致危险，采用双稳态能防止误操作的检修运行装置，并且一经进入检修运行，即取消正常运行、紧急电动运行，只有再次操作检修开关，才能使电梯恢复正常运行，使调整、维修点位于危险区外，限制操作者面临危险，当乘客电梯和载货电梯的曳引轮和限速器装于井道内时，应保证能从机房和井道外进行检修工作，预防供电的危险，通过外壳防护，绝缘、接地接零保护，短路保护和过载保护等防止电击、短路和过载等危险的发生。

5、电梯设计应保证安装、检测和维修方便。电梯有很多操作是在机房内完成，机房空间应当满足维修、通风、湿度、照明等要求。机房内应易于检查轿厢是否在开锁区，用手动紧急操作装置驱动主机，应能用手动松闸松开制动器并需要保持松开状态，在顶层或较少人通过的层门旁设置主开关、电气控制柜以及上述操作装置，并且曳引机的手动松闸与限速器的低速人为动作与制动在这里完成，应明确显示轿厢是否在开锁区。更要注意限速器的低速人为动作与制动，应满足国标《电梯制造与安装安全规范》对于额定载荷限速器、安全钳等联动试验的要求。在轿厢提升时能自动复位，还应解决平衡载荷时以及轻载冲顶与重载底时停电状态下的救援问题。井道顶部与底坑的空间应满足国标《电梯制造与安装安全规范》中的要求，曳引机必须满足曳引条件的要求，以及曳引钢丝绳安全的要求，导轨及其附件必须满足强度要求。

结束语：

安全是电梯的生命线，保护乘客的安全必须遵守国标《电梯制造与安装安全规范》。首先明确设计方案，优先考虑乘客安全，方案设计时应充分考虑各种情况下的风险，进行技术安全评审，或专家安全评定，然后进行具体设计，在电梯安全设计时，必须既要精益求精又要慎之又慎。

参考文献：

[1]顾鑫，康红，张广健，等.电梯制造与安装安全规范[J].中国标准出版社，2003，11.

[2]夏国柱，郭力宜，刘安铭，等.电梯安全管理人员培训考核必读[J].机械工业出版社，2010，5.

作者：祝欣　仲维佳