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中圖分類號:F407文獻標識碼: A
1概述
在機電安裝電氣工程中,我們經常會碰到計算一臺設備的運行功率,并選擇合適的輸電線路、開關等電氣設備為之供電。一般的,在知道用電設備功率之后,設備所需電流可以依據經驗估算,如:運行線電壓為380V時,負載電流就近似為設備功率的2倍,然后通過電纜載流量表、開關設備參數表就可以選擇合適的電纜、開關等設備的型號,但是對于電纜載流量表中的這些參數是如何得來的,適用于何種環境等等都容易被工程技術人員所忽略,工程如果要做精做細,這些都是不得不考慮的問題。
本文結合相關熱力學、電磁學等學科的基本知識,通過對銅芯電力電纜正常載荷下載流量的分析計算,了解影響銅芯電纜載流量的因素,從而掌握如何可以有效的防止電纜過載荷運行,了解在緊急狀態下如何做出應急處理等問題。
2熱量分析及公式推導[1]
電纜載流量的大小與電纜的發熱與散熱能力有關,一般而言,電纜發熱主要有內阻損耗及太陽輻射產生,電纜熱量的耗散則通過對流、輻射、導熱三種形式進行。
電纜的溫度由最初溫度上升,經過一段時間后達到穩定溫度。電纜的升溫過程,可用熱量平衡方程式來描述。在電纜升溫過程中,產生的熱量記為QR,此熱量一部分用于本身溫度升高所需的熱量QC,一部分散失到周圍介質中,記為對流散熱量Q1與輻射散熱量QF。記導熱散熱量為QD,QD發生于導體內部的熱傳導,用于判斷導體本身的熱量分部,本文中視電纜為一圓柱形整體,故對于QD不加以考慮,則可以得出電纜的熱量平衡方程為QR+QT=QC+Q1+QF,其中QT為導體吸收太陽輻射的熱量,QT=1000* AT(吸收率)*D(直徑),通過觀察熱量平衡方程,可以發現,通過降低電纜吸收太陽輻射的熱量,可以有效提高電纜運行的可靠性,故在工程中,橋架輻射帶蓋板的作用之一就是避免陽光輻射,橋架上的孔洞也起到散熱作用。
根據施工現場實際情況,電纜的熱平衡方程可近似為
QR≈QC+Q1+QF。 (式1)
由式1可知電纜散熱量為溫度的函數,電纜經過一段較長時間(約為3-4個熱時間常數)的升溫過程,則進入穩定狀態,記穩定溫升為ζ=ζt-ζo,可推導出溫升與通過電纜的電流、電阻、散熱面積與散熱系數有關,
ζ=I²R/aF,(式2)
式2中,I―流過導體的電流,A;
R―導體的電阻,Ω;
a―導體的總散熱系數,W/(m²?℃);
F―導體的散熱面積,。
由式2可推導出流過電纜的電流I==(忽略日照QT) (式3)
得出式3之后就可以對電纜載流量進行實際運算。
3實例分析計算
某銅芯電力電纜YJV-3*185+2*95長度為100m,敷設于橋架內,電纜正常運行溫度為θW=70℃[4],周圍空氣溫度為θO=25℃,計算校正系數為0.6,彎曲半徑為r = 1020 mm,功率因素 Cos = 0.70,相位為三相。該電纜的對流散熱面積為F=πD≈0.0482037/m。
計算該電纜交流電阻R。溫度20℃時的銅的電阻率為ρ20= 0.01751 Ω?mm2/m,銅的電阻溫度系數為λ=0.0039℃-1。當溫度為70℃時,100m該型號電纜的直流電阻為:
Rdc=100*ρ20[1+λ(θW-20)]/S≈0.01111(Ω)
計算肌膚效應系數Kf≈1.05[2][3],則每米長導體交流電阻為:
R=1.05*0.01111*10-2=0.116655* 10-3(Ω/m)
對流散熱系數a1=1.5*(θW-θO)0.35=5.685[W/(?℃)]
(1)對流散熱量Q1= a1*(θW-θO)*F=5.685*(70-25)*0.0482037≈12.33(W/m)
(2)取該電纜熱輻射系數ε=0.90,則輻射散熱量為:
(3)導體的載流量為:
Io=≈481A(忽略QT)
校正后載流量=樣本載流量x校正系數x樣本溫度/環境溫度
I=481*0.6*30/25=346.32A
校正后載流量/1.1 > 自動開關整定電流
346.32A/1.1=314.84A>300A
按穿管校正,校正系數為0.8,此時校正后載流量為384.8A。
計算出電纜的載流量之后還需進行線路壓降及靈敏度復核,一般而言,當非長距離電纜滿足載流量要求時,線路壓降及靈敏度均能滿足。如上題,
(1)按線路壓降選擇時,截面 S = 50 平方時,就可以滿足
計算電壓降 U% = 3.586 %
U%= (0.3509*0.70+0.0790*1)*260.47*100*1.732/380*10
(2)按靈敏度選擇時,截面 S = 185 平方滿足
線路允許長度 L = 220V/(線路相保阻抗*1.3*自動開關整定電流*瞬動倍數 > 100.0m
251.7m = 220V/(0.4566*1.3*300A*10) > 100.0m
注:此計算未考慮上級系統,實際電纜長度可能會更短,因此需考慮電纜規格上升一檔。
表1電纜載流量查詢表
4結語
導體載流量的計算大致方式如上,經對比可以看出,計算出的電纜的載流量比電纜載流量表中對應規格的數值要小,這也正是設計時會往上相應調整兩個規格的原因之一,以免發生最不利情況。由設備的運行功率、額定電流、瞬時電流等因素來選擇一條合適的供電載體,遠沒有上述計算的那么簡單,至少還需要考慮載流導體短路等情況,本文未予以計算。在施工過程中,要注意電纜的敷設方式、環境溫度的影響、避免陽光直射、橋架內敷設密度,以免影響電纜的校正載流量,為應急情況下的設備擴展做好準備。
參考文獻
[1]《發電廠電氣部分》中國電力出版社 第三版
[2]《管形母線集膚效應系數的分析計算》中國電力1998年第31卷第9期
一、前言
交聯聚乙烯電纜因絕緣性能好,載流量大,結構簡單,附件安裝方便等優點,廣泛用于城市電網。上世紀90年代以來,漳州地區開始大量采用8.7/10kV或8.7/15kV交聯電力電纜,逐步取代沿用已久的油浸紙絕緣電纜及城市架空線路。過去幾年,由于電纜施工隊伍管理混亂、電纜施工質量較差,造成交聯聚乙烯電纜故障數量逐年上升,嚴重影響了電網的安全運行。針對這一現象,我局自2003年起,通過加強電纜施工隊伍的管理和施工人員的上崗培訓,提高了施工人員的技術水平,很大程度上抑制了10kV交聯聚乙烯電纜由于施工質量原因導致電纜故障的發生。下面,筆者根據多年的實踐經驗,總結10kV交聯電纜的電纜敷設、電纜頭制作、安裝等方面的施工工藝要點,以資交流。
二、10kV交聯電纜敷設的要點
電纜敷設工藝的好壞直接關系到電纜線路的運行質量,電纜在敷設時應做好以下工作:
1、電纜盤就位:把電纜運到現場,用吊車把電纜吊放到預先選定的位置。
2、檢查電纜數量及外觀:開工前,先檢查所有電纜的型號規格、數量是否正確,電纜外觀有無缺陷。
3、敷設前試驗: 用兆歐表測量內護套絕緣電阻和主絕緣的絕緣電阻,應合格。
4、敷設器具準備: 沿線電纜通道擺放滑輪、輸送機、喇叭口,穿牽引繩等。
5、輸送機準備:
①按要求進行輸送機布置,并進行空載試運轉合格。
②總配電箱側應按電氣安全規程要求,加裝漏電保護器,確保敷設人員安全。
③電源回路要設置總停止按鈕,每臺單機也應隨機配置控制裝置,防止個別輸送機在運行過程中發生故障,造成電纜損壞。
④輸送機在現場布置后,應先通電進行和多機的連通運行,停、送、倒是否一致。
⑤輸送機在使用前應作一次電氣和機械檢查,電機絕緣、傳動系統、控制系統應具正常。
⑥輸送機使用過程中,應注意防水、防潮工作。
6、電纜敷設出盤
①第一臺輸送機應距電纜盤15―30米為宜(人工盤出) 。
②機器與電纜盤之間每隔數米(間隔距離依電纜不觸地面為止)設置直滑輪與環形滑輪,使電纜能平行進入輸送機。
③輸送機啟動時,電纜盤應有人工協助轉動,使電纜松弛,防止受強制力損壞,如下圖:
④施工人員應根據電纜直徑調整輸送機上下兩端的滾筒高度,使電纜能從履帶中部穿過,同時將上滾筒拿下,將履帶張開,把電纜放在輸送機履帶中間,然后將上滾筒插入堅固,使其比電纜高20毫米為宜。
⑤電纜放入后,把輸送機履帶夾緊電纜輸送,夾緊力可要據實際情況自行調整,施工人員可以目測履帶和電纜之間不相對滑動為宜。
7、電纜直埋段敷設時的布置
①電纜在直線段敷設時,各臺輸送機的布置間隔距離應在30-50米為宜。
②當采用輔助絞磨輔助牽引時,輸送機布置間距可增大。
③各輸送機之間應設置直線滑輪,每只間距為3-5米(依電纜不接觸地面為宜)
如圖:
8、電纜轉彎段敷設
①電纜轉彎時,輸送機應布置在電纜轉彎的直線段,離轉彎2米處放置。
②轉彎應放置轉角滑輪。
如下圖:
9、電纜上坡、下井(坡)段敷設
①電纜遇上下坡時,輸送機應放置距離上下坡直線段各2米處
②中間段應分別設置環形滑輪和直線滑輪,并加以固定,防止滑輪走動。
如下圖:
10、電纜穿排管時的敷設
①電纜穿排管時,輸送機設置在排管兩端的工井處,兩臺輸送機距離不宜超過50米,當輸送距離超過50m時采用絞磨機輔助牽引。
②電纜穿排管前,應事先清理管道內的雜物,并在排管的兩端出口端加裝喇叭口,涂滑石粉,以減少摩擦。
③ 在排管兩端的出口端2米處,放置直線滑輪,并調整好滑輪與排管內徑的高度,使電纜能處于懸空狀態進入。
如下圖:
對于交聯電纜的敷設應盡量沿電纜支架、溝道、管槽敷設,電纜數量較集中的地區應用電纜隧道或電纜井,電纜在牽引過程中,應有防止積水,防止電纜泡在水中的措施。同時,在敷設過程中,應嚴格按規定使用滑車、防捻器等,減少側壓力和牽引力,防止損壞電纜,確保敷設質量。
三、電纜頭制作要點
我們知道,要提高電纜的運行可靠性,不僅要敷設好電纜,而且要有較高的電纜頭制作質量。為此必須把好電纜頭制作質量關,其中基本途徑如下:
1、做好電纜處理
無論是安裝熱縮型附件還是安裝冷縮型附件,這一步都是必不可少的。兩者除了在剝切尺寸方面有差別以及制作中間頭時有一定區別外,其他地方都大同小異。應注意以下細節:
①對電纜處理前,應確認電纜是否存在進水或受潮等影響安裝質量的問題,如電纜進水,必須采取相應措施處理,切不可冒然安裝。
② 剝切電纜時,應先了解清楚電纜結構(可從電纜的斷面看出,如下圖),以免傷及電纜主體絕緣或其他結構層。
③中低壓電纜外半導電有可剝離型和不可剝離型兩類,應區別對待。對可剝離型在環切半導電口時,用刀不可太重,不能傷及主絕緣,拉斷時不應使半導電口處應保留的部分翹起,宜適當對坡口作倒角處理。對不可剝離型,在刨刮時不應在半導電斷口留有凹坑或臺階等過渡不平滑現象。
④內、外接地線應分開,尤其在中間接頭處應加以包扎,以防在該處發生內、外接地線發生短路。
⑤電纜主絕緣表面應打磨干凈,尤其是不能有沿電纜軸向分布等影響界面特性的缺陷,如劃切過深的刀痕。
2、熱縮接頭施工工藝要點
(l)關鍵在于密封。熱縮接頭的密封性能的好壞直接影響接頭的質量。為把好密封關,應嚴格做好以下幾點:
①加熱的火候要適當。掌握噴燈的火候,防止過熱或欠火。熱縮時應保持火炬朝著向前移動的方向,以預熱管材,趕走管內的氣體。并且應不停地移動火炬,避免燒焦管材。火炬沿電纜方向移動以前,必須保證管子在周圍方向已充分均勻地收縮。
②管子的兩端應重復加熱。管子整體熱縮完畢后,管子的兩端最后應重復加熱,以保證其內部的粘合劑或熱熔膠充分地熱熔密封。
③接頭各密封部位,如經移動,應再次加熱,防止開膠。
④熱縮好壞的判斷。管子熱縮以后,表面應光滑、無皺紋、無氣泡,并能清晰地看到其內部結構的輪廓。管子兩端的粘合劑或熱熔膠充分地熱熔以后,應略有外溢現象。
(2)消除尖端棱角(可消除尖端放電)。電纜線芯壓接前后,應充分地打磨和沖洗,以消除棱角和尖端。
(3)應力處理。屏蔽層的切斷處,是應力比較集中的地方,這些地方電場比較強,也是電場畸變的地方。因此,對接頭在兩側電纜內屏蔽切斷處和外屏蔽切斷處,終端頭在外屏蔽切斷處,均要求包纏應力疏解膠,在切斷處千萬注意一定要用應力疏解膠填滿纏緊不留空隙,這一措施可改善電場分布,消除應力集中的問題。
(4)清潔。做接頭前,要做好施工場地的清潔工作以防風砂、灰塵等侵入接頭,影響施工質量。施工中所使用的工具應擦洗干凈,包纏絕緣帶時,操作人員的手應再次清潔。
另外,當用面巾紙蘸著酒精清洗對接頭或終端頭絕緣表面時,其方向一定要從壓接管向外屏蔽切斷處進行,千萬不能用接觸過半導電層的餐紙去清洗絕緣表面。
(5)盡量縮短接頭的制作時間。為盡量縮短接頭的制作時間,準備工作要充分,接頭的制作要求連續進行,不得間斷,要一氣呵成。
3、冷縮型附件安裝工藝要點
因冷縮型附件就是利用應力錐結構來解決電纜外半導電口電場畸變問題的,所以如何控制尺寸保證應力錐適當地與電纜外半導電搭接,使應力錐起到它應有的作用,便成了安裝中關鍵的一步。為此,冷縮型附件在工藝尺寸方面比熱縮型要精準很多,也要嚴格很多。安裝時應注意做好以下幾點:
(1)對關鍵尺寸一定要進行復核(如外半導電層的尺寸、絕緣層的尺寸),以確保準確無誤。
(2) 做定位標記時一定要細心,看準尺寸,并標注清晰。在做定位標記時有兩處
細節應注意,一是要從半導電口最高點往下做標記;二是做完標記后再復一次尺寸,
并測量一下搭接的半導電長度以協助判斷標記是否做準確了。中間頭做定位標記時,
還必須注意先準確量取連接管處的絕緣端面間的尺寸,務必核對該尺寸長度在工藝
要求的數值范圍之內,再定出中心點。在收縮完主體后,再核算尺寸,以判定主體
中心是否與連接管兩絕緣端面中心重合。
(3)抽出襯條。襯條是冷縮附件中的一大亮點,掌握好抽出襯條的方法是很有必要的。
①盡量使附件主體與電纜主體之間的間隙均勻,同心度能較好保證襯條順利抽出。
②襯條如果抽出時很費力,應停止下來先分析原因,必要時可以將附件主體做適當的轉動。一味強拽將可能使襯條斷裂或將所繞包的半導電帶帶出,以及損傷主絕緣表面等等。
③對于三芯電纜終端來說,在安裝冷縮三指手套時,應注意將電纜三相盡量調直、分開適當距離,再慢慢將指套套入,套到位后,應先抽掉大端口處的襯管條,再逐一抽掉各分支指套處襯管條。
④在收縮分支手套與冷縮管時,應注意檢查電纜銅屏蔽是否存在松散或翹起的現象。
⑤冷縮附件主體收縮到位后,應注意其收縮的情況,如果抽出襯條后,附件主體在
電纜上可以很隨意地拖動,則應從以下幾方面來分析:主體材料是否存在殘變過大
的可能;所安裝的附件主體規格(孔位)是否與安裝的電纜相匹配,即存在過盈量
不足問題;所安裝的附件主體是否超過廠家規定的有效期。總之,遇上這種情形,
所安裝的附件中極可能存在質量隱患,必須采取妥善措施處理。
四、電纜頭的安裝要點
1、在環網柜或分支箱內電纜頭安裝時,應避免由于線芯扭曲,使應力終端部分變形(如接口沒有充分接觸),如為了搭接需要需扭曲電纜線芯時,應盡量在靠三叉口部位且應考慮半徑彎曲要求。
2、在環網柜和分接箱制作電纜頭時,應首先量好尺寸,防止線芯過長或偏短,使連接羅栓受力過大,導致設備損壞或變形。
3、應正確接好零序互感器的接地線。如下圖:
①在安裝時要特別注意電纜終端盒須與支架絕緣,同時電纜終端盒的接地線也需穿過零序電流互感器。
②必須確保從零序電流互感器到電源側的電纜頭部外包金屬層不直接接地。
結束語
隨著城市電力電纜網絡的日益推廣,提高電纜施工質量是一項重要的工作。我們在實踐施工中認識到,施工人員應具有電力電纜施工基本知識、經過嚴格培訓且按照工藝要求精心實施是保證施工質量的關鍵。
近年來,漳州局通過加強對施工隊伍的管理,加強員工的培訓力度,把握好各個施工要點,嚴格控制施工質量,因電纜施工質量引起的故障已明顯減少,收到了良好的效果。
參考文獻:
中圖分類號:TM743 文獻標識碼:A 文章編號1672-3791(2014)01(a)-0055-01
傳統的變電修試培訓主要以教學視頻為主,學員通過觀看高壓電氣試驗教學視頻獲取變電修試過程中需掌握的基本知識。但教學視頻的講解過程為事先編排好的一段演示流程,往往根據一定的側重點進行設計,因此很難完整的展示出電氣設備試驗過程中包括試驗接線方式在內的所有細節。
該系統的產生使學員可以從三維空間的角度觀看設備試驗流程,可以自由的觀看試驗接線中的所有細節部分,大大提高了培訓效果。
1 系統的設計思路、原則、原理、方案及關鍵技術等
本系統以單個設備的完整試驗流程為獨立的培訓環節分階段進行設計,每個培訓環節作為系統的一個演示模塊,如變壓器試驗演示模塊等,每個演示模塊均自成體系,具備一套完整的變電修試教學內容,如電流互感器絕緣電阻測量試驗、局部放電試驗和交流耐壓試驗流程組成一個獨立的演示模塊和培訓環節,所有設備的試驗流程均以劇本的形式進行演示,嚴格遵守相應的標準規范。
各演示模塊均以變電修試仿真演示系統為媒介進行播放,保證了系統良好的可擴展性,設備的新試驗可以方便的加入到已有演示模塊當中,更新后的信息可被仿真演示系統自動識別并更新,新型設備試驗流程也可以設計成新的演示模塊,并導入到仿真演示系統中進行瀏覽。
基于準軍事化的變電修試仿真演示系統提供實時三維設備試驗場景,用戶可以隨時進入到試驗場地中,以第一人稱視角觀察試驗的過程,瀏覽各個細節。
1.1 功能介紹
本系統首先開發出一套三維演示平臺,即變電修試仿真演示系統,為各設備試驗演示模塊提供媒介。三維演示平臺實現了變電修試過程的實時三維演示,并提供了漫游功能,學員可以在試驗場地三維空間中漫游。
1.2 技術特點
(1)本系統針對變電修試的教學培訓特點,專門設計了一套變電修試仿真演示系統,該系統可以通過實時三維的形式演示變電修試過程。
(2)本系統維護簡單,可擴展性強,所有的培訓內容都可以單獨設計,減小了系統開發的難度,所有的教學演示環節設計完成后,本系統可以將其有機整合。
1.3 系統結構和框架
1.4 測試方法和要求
(1)變壓器試驗。
將變壓器試驗演示模塊導入到變電修試仿真演示系統中,觀看變壓器試驗流程,試驗內容應包括:測量繞組連同套管的直流電阻試驗;絕緣電阻測量試驗;測量繞組連同套管的介質損耗角試驗;測量繞組連同套管的直流泄漏電流試驗;變壓器繞組連同套管的交流耐壓試驗等5個試驗。試驗中安全措施應做好,接線應正確,試驗儀器操作應規范,同時實現現場漫游功能。
(2)真空斷路器試驗。
將真空斷路器試驗演示模塊導入到變電修試仿真演示系統中,觀看真空斷路器試驗流程,試驗內容應包括:絕緣電阻測量試驗;導電回路電阻測量試驗;分合閘動作時間與速度測量試驗;分合閘動作電壓測量試驗;交流耐壓試驗等5個試驗。試驗中安全措施應做好,接線應正確,試驗儀器操作應規范,同時實現現場漫游功能。
(3)電流互感器試驗。
將電流互感器試驗演示模塊導入到變電修試仿真演示系統中,觀看電流互感器試驗流程,試驗內容應包括:絕緣電阻測量試驗;局部放電試驗;交流耐壓試驗等3個試驗。試驗中安全措施應做好,接線應正確,試驗儀器操作應規范,同時實現現場漫游功能。
(4)氧化鋅避雷器試驗。
將氧化鋅避雷器試驗演示模塊導入到變電修試仿真演示系統中,觀看氧化鋅避雷器試驗流程,試驗內容應包括:絕緣電阻測量試驗;泄漏電流測量等2個試驗。試驗中安全措施應做好,接線應正確,試驗儀器操作應規范,同時實現現場漫游功能。
(5)電力電纜試驗。
將電力電纜試驗演示模塊導入到變電修試仿真演示系統中,觀看電力電纜試驗流程,試驗內容應包括:絕緣電阻測量試驗;交流耐壓試驗等2個試驗。試驗中安全措施應做好,接線應正確,試驗儀器操作應規范,同時實現現場漫游功能。
2 該系統的開發的意義和推廣應用前景
基于準軍事化的變電修試模擬仿真培訓系統開辟了高壓電氣試驗教學的新模式,它可以為高壓電氣試驗人員帶來全新的學習體驗。由于其具有很強的可控性,因此,用戶完全可以控制整個演示系統的開發過程,最終完成的仿真演示系統的演示效果也將完全符合用戶的實際需求。仿真演示系統打破了傳統視頻教學模式的局限性,對高壓電氣試驗乃至變電檢修全新教學培訓模式的探索具有極其深遠的意義。培訓系統以分離模式開發設計,其中變電修試仿真演示軟件可以應用到日常變電檢修工作的各個環節當中,所制作出的仿真教學演示模塊可以無縫的嵌入到系統當中,從而實現本系統的應用推廣。
一、 問題的提出
(一)課程設置對學生專業學習形式十分重要
在高職高專的教育中,課程不僅僅是文體課程,更是體驗課程。課程不再單純是知識的載體,同時也是任課教師和學生共同探求新知識、培養新技能的過程。課程還是教材、教師、學生、環境四個因素的組合體,任課教師與學生都是課程資源的開發者,共創共生,形成“學習的共同體”。教學實踐表明,高職高專院校的學生的知識背景和課程設置的是否合理,對學生專業學習有重要的影響。學生的知識背景決定了學習不能急于求成,而要由淺入深,課程設置門數不易太多。據統計,入校時學生的數學、物理和化學基礎嚴重缺乏,高中的數學成績差,對物理學是的電學、磁學一知半解,對化學中的有機化學內容一無所知,此類學生占到入校生的四成左右,這些現實的問題,為課程設置提出了新的要求。應依據學生的知識背景,合理設置課程,避免學生課業負擔過重。
(二)電線電纜制造技術專業課程設置的不足
以往的電線電纜制造技術專業課程設置中,考慮到專業屬于制造技術大類,課程設置中機械類、電類知識所占比例較大,如開設了工程制圖、機械設計、電子技術、電磁場等課程,線纜專業課程僅設置了電纜材料、電纜工藝及電纜設備等。作為線纜專業的高職高專教育,學校要培養的是獲得線纜專業基礎理論知識和較強的實用操作技能,面向線纜生產及管理崗位,具有較強實踐能力、動手能力和職業能力的線纜人才。很顯然,單純的電纜專業課程知識無法滿足學生今后發展的需要。
(三)課程設置的門數和內容是關鍵
作為工科院校,學生在校期間要完成理論學習、技能實習及畢業設計。在課程設置上,機械理論及電類知識的教學內容可作適當的處理,在線纜專業課程中可考慮電線電纜的獨特性,將電纜工藝課程進行拆分,增加教學內容。在技能實習安排中,增加授課教學過程中的見習學時,做好理論教學與實際應用的結合。
在課程門數的確定中需考慮以下問題:一是學生在校學習三年,既要完成全部課程的學習,又要完成課程設計和畢業設計,學習任務量很重,在有限的時間內,對全部的內容進行合理的配置,每學期課程不易過多;二是考慮學生的基礎,從對電線電纜一無所知,到成為掌握線纜理論,精通設計方法的專業型人才,實習環節不可缺少,在課程門數設置中要安排好理論與實習的關系,實習期不少于四周,見習期不少于二周;三是課程設計和畢業設計的安排。把設計全部安排到實踐環節,培養學生運用專業知識,提高設計的能力。
在合理確定課程內容又涉及到:一要充分考慮學生本身的基礎,從工科的基本知識開始,循序漸進,注意課程之間的銜接,注重專業課程與基礎課程的教學安排。二要從學生的就業及發展角度考慮,課程內容可含蓋企業管理和技能應用,提高學生的自身綜合素質,滿足高技能人才的要求。
二、 應把握好的幾個問題
(一)科學界定專業內涵
課程是學校教育中為所有學生提供人類知識和經驗的總和,是一個完整的、多維的課程概念,專業內涵決定了課程的內容。課程內容主要包括課程目標、課程結構、課程教學、課程實施、課程評價、課程管理等。課程的內容決定著學校培養目標,沒有培養目標的課程就是無方向、無靈魂的課程。確定課程的內容時,一是要著眼于學生的發展。課程的設置要有利于培養學生的學習能力、思考能力、分析能力、創新能力以及發展能力;二是注重開發學生潛能。培養學生特長,使每位學生都具備一技之長,成為高技能型人才;三是關注學生全面、和諧的發展。學生是一個完整的人,不僅把學生僅僅看成是知識容器。高職高專教育不是學生某一方面的發展,而是全面、和諧的發展。
在課程設置時,學生要掌握數學、機械及電學知識,具有較強的數學分析能力、機械識圖能力及電學基礎理論,為線纜專業學習奠定必要基礎;要掌握電線電纜的基本理論和基本操作技能,接受電線電纜制造工作崗位的基礎技能訓練,具有較強的線纜設備操作以及分析、解決實際問題能力;要熟悉電線電纜生產工藝及制造加工過程,能獨立編制工藝規程,具備工藝規程的組織實施能力;要掌握電線電纜產品研發、制造、檢測、使用和維護的基本技能,能適應線纜企業的生產或管理崗位工作需求;要掌握企業管理知識、計算機應用知識及線纜英語基本知識,能適應企業組織管理工作,及時查閱文獻資料,了解專業發展前沿,獲取新知識。
(二)合理確定課程門數
課程門數的確定涵蓋了電線電纜制造技術專業的“面”,是學校教學管理的橫向。從高職高專教育的學生背景和線纜專業獨特性兩方面考慮,合理確定課程門數。由于學生基礎知識的薄弱,開設過多過深的課程,學生難以接受,每學期開設六至七門課程,以基礎課程、專業基礎課程及專業課程順序為主。在課程設置中,保持先期的工程制圖、機械設計、電子技術、電磁場等基礎課程。鑒于電線電纜制造技術專業的獨特性,我國的電線電纜產品按用途分成五大類,裸電線、繞組線、電力電纜、通信電纜和通信光纜和電氣裝備用電線電纜,將原有電纜工藝課程拆分為裸電線制造、橡皮電纜制造、塑料電纜制造三門課程,增加線纜專業的覆蓋面,拓展線纜專業深度。實踐表明,線纜行業的發展離不開社會進步,伴隨著科學技術的發展,新技術、新材料、新工藝及管理理念在企業中廣泛應用,可增設企業管理及線纜英語二門課程。同時,增加課程實踐環節,此環節是一個重要的教學環節,它是培養學生理論聯系實際的設計思想,訓練綜合運用理論知識,結合生產實際,全面考慮制造工藝、技術性能等要求完成的機械設計及電纜結構設計。在課程設置中,公共課程三至四門,學科基礎課程四至六門,專業課程九門,選修課程五門,實踐環節課程及畢業設計三門。
(三)優化課程學時
課程學時的設置涵蓋了專業的“線”,是學校教學管理的縱向。課程學時安排時要考慮以下三個方面:一是課程在本專業學習中所處地位。公共課、學科基礎課程、選修課及專業課程,不同類型課程的學時有所差異;二是課程與線纜專業聯系的緊密性、應用拓展性。如電工學課程的知識點,與線纜專業聯系性較強,在線纜專業中應用較廣,授課學時將比工程制圖課程略多些;三是課程的教學重點。高職高專教育實行理論教學與技能訓練相結合的一體化教學模式,學習基本課程的同時,學生操作技能的訓練需要大量的時間,在學科基礎課程和專業課程上學時安排要有所傾斜。
(四)關注課程內容的交叉
線纜專業的高職高專學生在三年內要完成理論學習、崗位實習及畢業設計,因此在有效的時間內,合理的設置課程及學時,成為課程安排的關鍵。在課程教學計劃安排時要著重把握以下問題:一是選擇合理的課程開設次序。公共課程使用統編教材和其他相關院校統編教材,按照教學大綱要求進行教學,公共課與選修課程可交叉設置,部分學科基礎課可首先開設,專業課程與選修課也可交叉開設;二是考慮到電線電纜崗位實習時的特殊性,學生直接進入企業頂崗實習,實習時間整體安排,不得與理論授課相交叉;三是注意學習過程的循序漸進。進入學校學習前,很多學生對機械類、電類以及電線電纜知識一無所知,不了解線纜專業的特點、應用及就業,對操作技能沒有感性認識。總的來講,學校培養目標是學生畢業后可面向基層及生產崗位,成為操作型專門應用人才,因此在課程學時安排時,要分配四至六次的見習,使學生親自動手,感受操作,培養學生的動手能力。
三、課程設置及結論
電線電纜制造技術專業課程匯總表包括課程名稱、學時及按學期安排。見習學時計入總學時,由任課教師自定,通常不列入匯總表。經過幾年的探索,在教學中不斷的改進和完善,結合線纜專業的發展進程,我們在教學中確定了課程匯總表
自課程設置安排并且實施以來,已培養近千名畢業生,在教學中取得了一些經驗。從學生學習信息反饋中,課程教學內容覆蓋知識面廣,在學習過程中,學生主動性、積極性和興趣點提高了,拓展了學生的電纜制造技術專業理論知識與應用技能。從教師教學信息反饋中,教師根據自身知識水平,選擇不同的課程,合理安排授課與見習學時,教學的目的性更強了。從畢業生就業單位信息反饋中可以看到,學生進入企業后,能在短時間內適應線纜生產者或管理者崗位的需要,在實際工作中,能自如的運用線纜理論知識,解決問題,很快成為企業生產及管理崗位的骨干力量。
參考文獻:
[1]關文信.新課程理念與課堂教學行動策略叢書[M].北京:首都師范大學出版社.2003
1.雷電的基本知識
1.1雷電的形成
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象。雷電一般產生于對流發展旺盛的積雨云(雷云)中,因此常伴有強烈的陣風和暴雨,有時還伴有冰雹和龍卷。積雨云頂部一般較高,可達20公里,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空氣對流等過程,使云中產生電荷。云中電荷的分布較復雜,但總體而言,云的上部以正電荷為主,下部以負電荷為主。因此,云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后,就會產生放電,這就是我們常見的閃電現象。
雷云的產生必須具有以下三個基本條件:
a.空氣中應有足夠的水蒸氣。
b.有使潮濕的空氣能夠開始上升并開始凝結為水珠的氣象條件或地形條件。
c.使氣流能強烈持續上升的物理條件。
雷云是在某些適當氣象和地理條件下,由強大的潮熱氣流不斷上升進入稀薄大氣冷凝的結果。
大多數雷電發電發生在云間或云內,只有小部分是對地發生的。在對地的雷電放電中,雷電的極性是指雷云下行到地的電荷的極性。根據放電電荷量進行的多次統計,90%左右的雷是負極性的。
1.2雷電的參數
1.2.1雷電流幅值的積累概率
雷電流幅值與雷云中電荷多少有關,也與主放電形成過程有關,是一個隨機變量,他與雷電活動的頻繁程度相關。
1.2.2雷電通道的波阻抗Z
對雷電的研究,特別是雷電防護的研究,主要關心的是主放電通道的波阻抗。在主放電時,雷電通道每米的電容和電感取C=14.2PF/m,L=1.84uH/m,算出雷電通道波阻抗Z=■=359(歐姆)。波速v=1/■=0.65C(C為光速)
注:C、L的估算值是以圓柱長導體為模型。
2.鐵路通信機房及通信基站防雷設計
隨著鐵路建設的快速發展,鐵路客運專線運營里程不斷增加,目前我國投入運營的高速鐵路已達到7055公里,我國高速鐵路運營里程居世界第一位,正在建設之中的高速鐵路有1萬多公里。而CTCS-2及CTCS-3的運用,全線通信基站及通信機房不斷增加。僅以滬杭客運專線為例,滬杭高鐵由上海虹橋至杭州東站(杭州東站目前在建所以臨時引入杭州站)全長153.5公里,正線2條,全程高架無隧道。沿線設7個車站、3個線路所、3個中繼站和45個基站。如此高密度的機房和基站對其防雷提出了新的要求。
2.1通信基站的綜合防雷設計
2.1.1基站簡介
目前鐵路沿線使用的基站分為兩種類型,塔下基站和桿塔基站,而鐵路基站一般都建于郊外等空曠地區,地處雷暴強度較強、雷暴日較多,遭遇雷擊事故概率較大。而且基站內高集成高精密度設備對雷電的敏感度較強。雷擊事故成上升趨勢,據不完全統計,近年來遭遇雷擊的基站占到了總基站數的10%。影響了鐵路通信及運輸安全。
2.1.2基站防雷措施存在的問題
通過對通信基站的防雷設施檢測.根據調查及用現實情況,經過多方面的調研。基站防雷措施通常存在以下問題。
(1)基站鐵塔上的避雷針與通信天線的垂直、水平距離太近,沒有按照滾球法計算,接閃過程中,天饋線的電磁感應電壓過高,損壞通信設備,鐵塔頂端至底端的過渡電阻I>0.03 歐姆,避雷針的接地電阻過大,不利于雷電流的泄流。
(2)基站天線鐵塔地網和機房地網沒有形成聯合接地。獨立鐵塔旁的機房或鐵塔下面的機房通信設備接地不規范,通信設備接地線從塔腳引入,沒有從地網處引入,存在地電位反擊。
(3)基站供電線路一般是采用架空引入,電力電纜金屬護套或鋼管兩端沒有就近可靠接地。配電屏中性線進站后重復接地,室內接地排與室外接地排沒有分開設計,沒有安裝適合的電涌保護器SPD,防止雷電波侵入。
(4)基站鐵塔高度≥60m.天饋線中間和進入機房前都沒有接地。饋線與通信機端口未設置饋線SPD。光纖架空敷設,光纖內加強芯、光端機及通信設備未作接地處理,使光端機和設備損壞。
2.2通信機房防雷設計
通信機房的防雷主要通過屋頂避雷網、避雷帶和引下線、接地系統和機房屏蔽四塊來實現。
2.2.1作用
導流、屏蔽。
2.2.2材料
采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼或不小于Φ8mm熱鍍鋅圓鋼,引下線與分線盤(柜)之間的距離不小于5m。引下線下端采用?準50mm的絕緣管將引下線套起,防止雷擊時,造成人員接觸電擊事故。絕緣管下端距地面距離30~50mm,絕緣管高度大于1.8m。
2.2.3設置
沿通信樓屋頂四周均勻設置4根以上,上端與避雷帶焊接連通,中間用膨脹螺栓固定在墻面上,引下線與墻面距離15mm。下端與地網焊接。引下線下端采用?準50mm的絕緣管將引下線套起,防止雷擊時,造成人員接觸電擊事故。絕緣管下端距地面距離30~50mm,絕緣管高度大于1.8m。
2.2.4工藝要求
所有扁鋼搭接處三面焊接,焊接長度必須大于寬邊的2倍。焊點平滑無毛刺,并做防腐處理,防腐層應在焊點四周延伸20-25mm,焊接處不得出現急彎(彎角不小于R90°),引下線與分線盤(柜)之間的距離不小于5m。與其它電氣線路距離大于1m。引下線的固定卡釘布置應均勻牢固,間距宜小于2m。
2.3接地系統
2.3.1接地系統
通信設備應設安全地線、屏蔽地線和防雷地線。通信設備的機架(柜)、控制臺、箱盒、梯子等應設安全地線,交流電力牽引區段的電纜金屬護套應設屏蔽地線,防雷保安器應設防雷地線,安裝防靜電地板的機房應設防靜電地線,微電子設備需要時可設置邏輯地線。上述地線均由共用接地系統的地網引出。
2.3.2地網
由各接地體、建筑物四周的環形接地裝置、基礎鋼筋構成的接地體相互連接構成。
【參考文獻】
作者簡介:唐波(1978-),男,湖北安陸人,三峽大學電氣與新能源學院,副教授;孟遂民(1957-),男,河南漯河人,三峽大學電氣與新能源學院,教授。(湖北 宜昌 443002)
基金項目:本文系湖北省高等學校省級教學研究項目(項目編號:2012238)、三峽大學教學研究項目(項目編號:J2012009)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)05-0047-03
為滿足不斷增長的國民經濟和社會民生用電需求,國家電網公司根據我國國情,制定了“十一五”和“十二五”期間電力建設的戰略目標,即建設以特高壓電網為核心的堅強電網。[1-2]在此背景下,我國輸電線路工程建設越來越多,對輸電線路設計、施工和運行維護的要求也越來越高,國家需要大量的具有輸電線路設計、施工、運行維護知識和研究能力的高級專業技術人才。
輸電線路工程專業即是根據上述國家電力建設用人需求而創辦的新興專業,目前全國只有五所本科院校及各省電力公司下屬的專科學校開設了該專業(方向)。[3]由于輸電線路工程本科開辦歷史不長,又是一個多學科交叉的專業,創辦初期全國沒有可用于其高等工程教育的專業教材。為此,三峽大學作為全國最早開辦輸電線路工程專業的高校,由國家級教學團隊成員,針對輸電線路工程行業需求,踐行三峽大學特色專業、拔尖創新人才培育試驗計劃和卓越工程師教育培養計劃等專業建設實踐,承擔系列省級、校級教學研究項目,歷經二十余年的教學研究和科學研究凝練成輸電線路工程專業系列教材,為全國輸配電行業培養了大量的高級工程技術人才,并服務于全國多個輸配電行業單位的職工培訓。
一、輸電線路工程專業的發展概況
早期,為適應國家經濟發展的需求,我國電力行業的發展一直集中在電源建設,電網建設則相對落后。隨著廠網分開和國家電網公司、南方電網公司的成立,國家加大了對輸電網和配電網的建設,對電網的輸電質量提出了更高的要求。作為整個電網中完全暴露于自然界、承受自然環境最為復雜惡劣、運行維護最為困難的輸電線路,其成為保證電網堅強的決定性影響因素。2008年的低溫冰害天氣對電力系統乃至我國國民經濟造成的影響就是典型代表。因此,全國電力建設對輸電行業的技術人才需求量不斷加大,而且培養質量要求也在逐年提高。
輸電線路工程專業伴隨著我國電網建設的發展而發展。1990年以前,在中專、技校中多以“輸配電”的名義培養輸電線路技能人才。1991年以后到1996年,當時的電力部根據電力企業的需求,在當時的葛洲壩水電工程學院(現三峽大學)和東北電力學院(現東北電力大學)設置了輸電線路工程全日制專科,同時在多所職工大學設置輸電線路專業進行在職培訓。1997年,三峽大學率先設置了輸電線路工程本科專業,隨后東北電力大學、南京工程學院、東南大學成賢學院、華北電力大學(2011年開始招生)等高校也相繼開展了該專業的本科教育。目前,全國僅華北電力大學、東北電力大學和三峽大學開展了輸電專業方向的碩士研究生教育。[3]
由于輸電線路本科開辦歷史不長,關于輸電線路工程高等教育研究,各高校目前多集中在個別課程的教學模式分析,[4-8]而對輸電線路工程專業的整個高等教育體系思考較少,缺乏系統性的輸電本科專業應具備的知識體系和相應的教材建設研究。
二、輸電線路工程專業的知識與課程
1.輸電線路工程的知識領域
輸電線路工程專業直接面向電力行業,其建設目的就是為了輸送電能和實現電力系統聯網。作為自然界中人工建設形成的構筑物,輸電線路的建設經歷著設計、施工和運行維護三個工作階段,而這三個既相互獨立又相互促進的工作分別由電力行業中的電力設計院、電力建設公司和電網公司承擔。根據各用人單位的專業需求,文獻[9]研究提出輸電線路工程是一個跨學科的專業,輸電線路的設計、施工、運行維護及管理等涉及工程測量、氣象、水文與地質、土木、電氣、機械等學科的知識,因此從事輸電線路工程專業的技術人才應是復合型的。
2.輸電線路工程專業的基礎理論及課程
顯然,輸電線路工程專業的知識結構涉及多個一級學科,結合行業需求和大學本科人才培養定位,要實現所有知識、能力和素質的一體化是非常困難的,因此學校在教學過程中必須對以上學科內容有所取舍。
考慮到輸電線路的實質是可以輸送電能的人工建筑物,從工程安全的角度看面臨著兩個基本問題,一是線路能在復雜的自然環境中施工建設起來,并在長期的運行中不會出現倒塔或斷線等力學破壞事故;另一個是線路在輸電時,線路結構本身或對線路周邊障礙物不產生放電、閃絡等電學事故。因此,可以認為輸電線路學科的理論基礎就是力學和電學。
針對力學知識體系,教師首先要求學生掌握基礎力學的概念及基本知識,對應的知識課程為“理論力學”;在各種力的作用下,各種材料所體現的力學特性不同,如地線對應的鋼絞線、導線對應的鋼芯鋁絞線在相同的外界條件下弧垂明顯不同,對應的知識課程為“材料力學”;當材料體現為不同工程結構時,如鋼管桿和角鋼所形成的鐵塔,在外力作用下的強度、剛度和穩定性也不同,因此學生還要學習“結構力學”。另外,當考慮桿塔基礎時,需了解土體在外力、水流和溫度作用下的應力、變形和穩定性問題,則需學習“土力學”的基礎知識。
針對電學知識體系,教師首先要求學生掌握電學基本規律及電路的分析方法,對應的知識課程為“電路”;學生在掌握電學基本知識后,需了解面向工程的電磁場內容體系,掌握電場、磁場及能量之間的相互轉換關系,對應的知識課程為“工程電磁場”;在此基礎上,最終學習高電壓絕緣、放電理論和電力系統過電壓,以解決輸電線路相間絕緣、風偏閃絡、防雷接地等一系列高壓問題,即需學習“高電壓技術”課程。另外,為了完善電學基礎知識,學生應該了解“電子技術基礎”、“電力系統基礎”、“電力系統分析”等課程。
另外,根據輸電線路工作的知識體系,學生的專業基礎應該還包括工程測量、氣象、水文與地質、機械等學科知識,但相比于電氣和土木學科來說,這些學科應該處于從屬和輔助地位。
3.輸電線路工程的專業知識及課程
根據輸電行業的用人需求方向,即電力設計院、送變電公司和電建公司、電網公司,從而可提出輸電線路工程行業的專業核心課程體系應包括線路設計、施工和運行維護三大內容。
輸電線路工程設計是輸電工程建設的起始,其內容綜合電氣、土木、工程測量以及氣象等學科的相關知識。對于電學,學生在學習高電壓技術之后,才能理解如導線排列方式(決定桿塔的塔頭結構)、導線對地高度(決定桿塔的呼稱高度)、絕緣子串長度(影響線路對地高度、受力等)等知識的理論依據;學生在學習完力學知識之后,才能掌握架空線的線路力學理論,如架空線的各種應力、荷載、剛度計算等內容。同時,選擇輸電線路路徑時,線路所經地區的地物地貌情況,桿塔所在位的水文與地質情況以及施工和運行檢修測量等,都需要工程勘測、水文地質和工程測量等學科知識,這些內容學生可通過“工程測量”課程進行學習。
輸電線路施工主要內容為各種電壓等級下,架空輸電線路的基礎施工方法、桿塔組立方法、架線施工方法和相關的施工設計計算方法等內容。施工方法及大型牽張機械選擇的技術依據來源于線路設計中所涉及的應力弧垂曲線圖、安裝曲線圖、平斷面圖及其相關圖紙資料,而施工建設時的分析計算則主要依靠力學知識。
輸電線路運行維護包括架空輸電線路運行中的巡視內容及方法、常見故障及相應的預防措施、常規測試項目及測試方法、停電檢修方法及安全注意事項、帶電作業的原理及安全保障措施等內容。這些工作要求線路運維人員知識面較為廣泛,線路檢修和維護中涉及各類施工機械和工器具,涉及基本的機械工程領域知識;各類常規測試、防雷接地、停電檢修和帶電作業則涉及電學知識;而當今輸電線路的維修策略以可靠性為中心,這又涉及系統可靠性與設備的全壽命周期管理內容。
可以看出,電學和力學的基礎理論知識都能在線路設計中得到體現;同時,線路設計中的成果為后續線路施工和線路運行維護提供技術支持,因此,輸電線路設計在整個專業的知識體系中起著承上啟下的重要作用,也是整個專業知識體系的理論基礎。
以上三個專業核心內容涉及的知識面繁雜且專業化,顯然無法在一門課程內完成對該核心內容所有知識點的教學,因此需要一些輔助課程對專業核心知識進行彌補。如輸電線路工程專業的概述性內容,可引申為“輸電線路基礎”;又如線路設計中線路對周邊電磁環境的影響,線路施工中施工機械的選擇與設計,線路運行維護中的在線監測與故障診斷,再如輸電線路工程概預算、電力電纜線路、配電線路、輸電線路地理信息系統等內容,這些知識點都可以引申為單獨的課程。
三、輸電線路工程的專業課程體系
三峽大學已按學科大類設置有公共課平臺和一些素質類課程平臺,除這些教育課程外,本校將其余課程分為奠定本專業理論基礎的基礎課程和適應輸電行業需求的專業核心課程,以及用來補充和完善專業課程體系的專業完備課程,其具體結構框圖如圖1所示。
輸電線路工程的專業核心課程主要分為線路設計、線路施工和線路運行維護三大類,分別對應著輸電線路工程人才的就業方向。其中,線路設計不僅僅涉及線路工程設計的知識,同時還為輸電線路施工、運行維護等專業課程提供理論支撐,教學內容繁重而復雜,因此在課程體系中劃分為“架空輸電線路設計”(側重于架空線力學的研究與應用)和“輸電桿塔及基礎設計”(側重于結構力學和土力學的研究與應用)。
四、三峽大學的輸電線路工程專業教材建設
1.成立編委會,分階段地開展教材研究和編寫工作
輸電線路工程為自辦專業,且具有跨學科性質,在專業開辦初期沒有現成且合適的專業教材。為落實輸電線路工程專業人才培養目標,滿足專業教學的需要,在本專業開辦之前,三峽大學(原葛洲壩水電工程學院)就首先組織教材編寫隊伍,在1989年成立“葛洲壩水電工程學院輸電線路工程教育叢書編委會”。編委會將教材建設作為輸電工程高等教育的重要組成部分,以教材內容為載體,在長期的教學實踐中,對教學經驗進行凝練和總結,以葛洲壩工程學院自編教材的名義,編寫了該專業所有專業課程的教材,校內出版,滿足了本專業開辦以來的教學需求。
三峽大學在1996年正式公開出版《高壓架空輸電線路施工》,2000年正式出版《架空輸電線路設計》、《輸電桿塔設計》、《架空輸電線路運行與檢修》、《電力電纜》,涵蓋了輸電線路設計、施工和運行維護三大核心專業知識領域,同時前瞻性地撰寫了電力電纜的教材,形成了全國第一套“輸電線路工程教育叢書”。隨著國家教育的發展,在2005年和中國電力聯合會、中國電力出版社合作洽談輸電線路工程專業教材納入到普通高等教育“十一五”規劃教材,并在2007年開始出版了7本相關教材;同時根據后續發展,10本教材被列入了普通高等教育“十二五”規劃之中。
2.根據行業需求,不斷調整教學內容和編撰新的教材
隨著國家電網建設的飛速發展,近十年里,輸電線路行業無論是從歸屬單位、研究對象和工作要求都有了巨大的發展和變化。如隨著線路電壓等級的不斷升高,其架空線路設計和鐵塔結構設計都有一些新的變化,本校隨之對傳統的教材進行了改進,相對于2000年版的《架空輸電線路設計》教材,2007年版的該教材還及時吸納了新的線路設計規程,對相關設計系數進行了全面更新和引用,并增加了北京道亨等代表性線路設計軟件的介紹,而字數基本沒有變化;《輸電線路桿塔及基礎設計》除根據新的規程進行調整之外,還增加了各類基礎的設計思想和方法介紹,字數由33萬字增加到36.6萬字。又如,本校根據輸變電公司的工作特點和要求,除繼續完善《高壓架空輸電線路施工》教材之外,還新編寫了《輸電線路施工機械》、《送電線路工程概預算》等教材,以滿足施工現場人員對除技術外的工程管理、概預算和設備操作與維護方面的知識需求。再如,隨著電網運行維護對輸電線路運行維護的重視,在傳統的《架空輸電線路運行與檢修》基礎之上,專門針對傳統線路運行維護人員只需了解電氣知識的情況,以工科通用化的語言新編寫了《線路金具》教材。
諸如此類,根據輸電行業的需求,不斷地對已出版的教材進行改進,并及時根據行業發展,不斷地推出新的專業知識體系完備教材以供學生和工程技術人員選修,讓讀者精讀核心課程教材、泛讀完備課程教材,從而使之能全面且深入地掌握輸電線路工程的相關知識。
3.教材首先應用于本校課程教學,后在各類輸電行業培訓班應用
編寫的教材首先應用于本校輸電線路工程專業(方向)的本科、專科課程教學,并根據教學實踐中教師和學生的反饋改進教材,然后通過舉辦各類輸電行業培訓班進行全國推廣。
本校依托三峽大學成人教育學院(中國電力聯合會指定的全國唯一的“輸電線路工程”培訓項目的培訓單位),自2005年以來,共開辦多期“輸電線路工程”培訓班,培訓人員達千余人。其中在校內開設全國電力公司和各省市電力公司委托開辦的“輸電線路工程”培訓班10余期,培訓教師赴海南、廣西、廣東、貴州、安徽、山東、陜西、遼寧、江西、浙江、湖北等省份開設“輸電線路工程”培訓班10余期。
除此之外,學校還為國網技術學院、國網電力科學研究院等研究機構從事輸電線路工程專業的科研和教學人員進行培訓。在這些培訓活動中,本專業系列教材得到了廣泛地使用,并在這些教學實踐中得到了很好地推廣。
五、結語
三峽大學以培養適應輸電行業需求的高級技術人才為目的,建立了以輸電線路設計、施工和運行維護為專業核心知識,以其他專業知識為補充和完善專業課程體系。根據制定的課程體系,展示輸電線路工程未來的發展趨勢,重視我國輸電線路工程中新技術的應用和輸電線路人才的需求變化,注重培養學生自主學習能力和發展創新思維為編撰原則,已正式出版各種教材及電子課件16套,總字數達600余萬。
該專業系列教材的內容分工與銜接恰當,具有較高水平,填補了我國輸電線路本科專業課教材的空白,在國內絕大部分開辦輸電線路本科、專科專業的高校得到了應用;同時全國輸電線路職工培訓教育中也廣泛使用了編寫的系列教材,對全國輸電線路人才培養的指導和支撐作用明顯,取得了重大的人才培養效益。
參考文獻:
[1]劉振亞.特高壓電網[M].北京:中國經濟出版社,2005.
[2]劉振亞.智能電網技術[M].北京:中國電力出版社,2010.
[3]百度百科.輸電線路工程[EB/OL][2012-11-19].http:///view/3178.htm.
[4]黃宵寧.輸電線路虛擬仿真技術在應用型人才培養中的作用[J].中國電力教育,2008,(1):120-122.
[5]鄧潤葉,陳延楓,金青.“輸電線路測量一體化教學模式”的設計與實踐[J].中國校外教育,2011,(12):117-118.
[6]張琰.淺析35kV輸電線路設計計算的案例教學[J].中國電力教育,2011,(9):175-176.
(Xinyang Electric Power Supply Company,Electric Power of He'nan,Xinyang 464000,China)
摘要:近年來,電網由于繼電保護拒動、誤動引起的大面積停電事故時有發生,給國民經濟和人民生活帶來極大危害,對公司系統也造成了極大的震動,對此,提高繼電保護的運行技術,具有十分重要的意義。
Abstract: In recent years, because failure operation and maloperation of relay protection, the power cut accidents in large area have occurred sometimes, which caused enormous harm to the national economy and the lives of people, and also created the enormous vibration to the company system. So, it is very significant to enhance the movement technology of relay protection.
關鍵詞:繼電保護 技術
Key words: relay protaction;technique
中圖分類號:TM4 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)26-0044-01
1繼電保護技術的基本概念
繼電保護是指采用繼電保護技術或有各種繼電保護裝置單元組成的繼電系統,是一種能反映電力系統故障和不正常運行狀態,并及時作用于斷路器跳閘或發出信號的自動化設備。在現代電力系統中,繼電保護裝置是保證電力系統安全運行的重要工具。
2繼電保護裝置的基本任務與作用
2.1 繼電保護裝置的任務在供電系統運行正常時,安全地、完整地監視各種設備的運行狀況,為值班人員提供可靠的運行依據;供電系統發生故障時,自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分,保證非故障部分繼續運行。
2.2 繼電保護的作用
2.2.1 當電氣設備出現不正常運行狀態時或發生不太嚴重的故障(如中性點非直接接地電網中發生單相接地)時,保護裝置動作,發出警告信號,提示運行值班人員采取相應的措施以清除。
2.2.2 繼電保護在現代電氣系統中用于保護運行中的所有電氣設備,包括發電機、電動機、變壓器、電力線路、電力電纜、母線、斷路器、電抗器、電力電容器和其他各種電氣元器件。
2.2.3 繼電保護裝置應能快速切除故障,可以減輕短路電流對電氣設備所引起的傷害,故障切除時間等于保護動作時間與斷路器跳閘時間之和,為了快速切除故障,應采用與快速斷路器相配合的快速保護裝置,一般快速保護時間的動作時間為0.06-0.12s,最快的可達0.01-0.04s,一般斷路器的動作時間為0.06-0.15s,最快的可達0.02-0.06s。
3繼電保護裝置的類別
由于電力系統的電壓等級越來越高,電網和設備的容量越來越大,保護的原理也越來越先進,保護裝置也越來越復雜,所以使用的繼電保護裝置的種類也很多,按照被測的電氣量來劃分,常用的繼電保護有以下四類:①反映電流量數值變化的保護,包括各種正序和負序電流量的增大或縮小,如各種電氣設備上都裝設的過電流保護,是采用最多的保護。②反映電壓數量數值變化的保護,包括各種正序和負序電壓量的降低或升高,如欠電壓保護。③反映兩個或多個電氣量之間相位變化的保護,包括電流與電壓之間的相位變化,電流與電流之間相位變化,電壓與電壓之間的相位變化,如方向保護、同期檢測等。④反映系統阻抗變化的保護,根據電工原理可知,阻抗反映的是電流與電壓之間的關系,如距離保護。
4選擇繼電保護裝置時需要注意的問題
4.1 變電站所有保護裝置硬件必須標準化,且完全可以互換,保護裝置機結構開孔尺寸應當完全統一,以利于運行維護,減少備品備件。
4.2 選擇保護裝置時,應當考慮保護定值誤差、測量準確極等。并當充分利用微機保護裝置軟硬件資源,獲得附加功能,如諧波錄波、故障定位、測量等。
4.3 微機保護裝置具有完整型式試驗報考,因為主變壓器事故情況復雜,受各因素影響較多,且主變壓器價值昂貴,事故時損失太大。
4.4 配電系統由于運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響,電氣故障的發生是不能完全避免的。為了確保配電系統的正常運行,必須正確地設置繼電保護裝置。
5繼電保護日常處理方法
5.1 嚴格巡檢制度,確保繼電保護裝置及其二次回路的正確完好,保護屏指示燈正確,無異常,接線正常,無松脫、發熱現象及焦臭味不存在;熔斷器接觸良好;強化措施,完善制度,確保繼電保護運行操作的準確性。
5.2 運行人員熟悉現場二次回路端子、保護裝置的一般操作、常見信號的處理及投退壓板的正確性。
5.3 認真進行保護動作分析,加強防范,確保保護動作的可靠性。
5.4 凡屬不正確動作的保護裝置,及時組織現場檢查和分析處理,找出原因,提出防范措施,避免重復性事故的發生。
5.5 現場二次回路老化,應重新標示,做到美觀、準確、清楚。杜絕回路錯誤或寄生回路引起的保護誤動作。
5.6 加強技術改造工作,對保護進行重新選型、配置時,首先考慮的是滿足可靠性、選擇性、靈敏性及快速性,其次考慮運行維護、調試方便,且便于統一管理。
6如何提高繼電保護技術
6.1 掌握足夠必要的理論知識,作為一名繼電保護工作者,學好電子技術及微機保護知識是當務之急。
6.2 工作人員必須具備微機保護的基本知識,必須全面掌握和了解保護的基本原理和性能,熟記微機保護的邏輯框圖,熟悉電路原理和元件功能。
6.3 具備相關技術資料諸如檢修規程、裝置使用與技術說明書、調試大綱和調試記錄、定值通知單、整組調試記錄,二次回路接線圖等資料。
6.4 掌握微機保護事故處理技巧在微機保護的事故處理中,以往的經驗是非常寶貴的,它能幫助工作人員快速消除重復發生的故障,但技能更為重要。
7結語
繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化飛速發展,電力系統對微機保護的要求也在不斷提高,除了保護的基本功能外,還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間,快速的數據處理功能,強大的通信能力,與其他保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力,高級語言編程等,使微機保護裝置具備一臺PC的功能。繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展,這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。
中圖分類號:TU71文獻標識碼: A
一、概述
電氣工程(本文泛指工業與民用建筑中強電及弱電工程)是工程項目的重要組成部分,隨著建筑物的服務功能不斷增加和擴大,提高了建筑電氣化、自動化、智能化的標準,這就使得建筑電氣專業在建設工程中的復雜程度越來越大,對電氣系統的質量要求也越來越高。工程質量直接影響到建筑物整體設備的安全運行;安全直接影響到施工人員的安全和設備安全;進度直接決定著工程工期。
二、施工過程中的管理
以電氣調試整個過程為例說明整個施工過程中的緊密配合,合理安排,精密安排,相互協作的管理模式。
1電氣施工前期的準備
基本建設工程項目從立項、方案論證、可行性研究到初步設計,施工圖設計和施工,直到最后竣工驗收各項工作中都會含有電氣工程部分,如需建設單位參加研究的討論會,也應對電氣部分給以足夠的重視,以便提供必要的資料。
(1)做好電氣設計委托書。設計委托書應包括電氣要求篇章,如果設計委托書不能詳盡地有效地表達出建設單位對擬建工程的各項電氣使用的具體要求,設計單位完成的施工圖將是不完整的。
(2)把好審圖關。設計單位提交設計圖紙后,建設單位電氣部門主管人員應及時審核電氣設計指標、設備布置、強電和弱電電路布線等。第一階段的審圖應著眼于總體性、方案性等重大原則問題;第二階段的審圖即為技術交底和開工前的準備,設計單位向施工單位做一次較全面的圖紙說明。
(3)做好設備選型。一般情況下工藝設備由使用單位提供,保障系統由建設單位按圖紙要求定貨,嚴格控制質量,嚴格選擇供貨單位。
2電氣調試階段
一個建設項目工程是由多個分部工程組成的,只有每個分項分部工程質量都達到合格(或優良),才能創造出合格(或優良)的項目工程。因此從工程開工建設起,電氣施工管理人員就要經常到施工現場檢查指導,尤其是未經驗收及簽認的隱蔽工程不得進行隱蔽或下道工序,切實把握關鍵部位、關鍵工序的質量關。電氣管理人員在日常檢查檢驗的關鍵部位有:結構施工中建筑電氣,主要是跟緊結構施工進度的預留、預埋作業,如:
(1)接地工程:基礎底板鋼筋的貫通,柱與底板主筋的焊接,防腐,做接地電阻阻值測試,是否符合圖紙設計及有關規范,必要時可增加人工接地極,以減小接地電阻值。
(2)防雷引下線:當采用立柱主筋做引下線時,必須將作為引下線的主筋自上而下都做標記;當采用專用引下線時,應注意上下貫通成一體,并做好焊接、防腐處理。
(3)配管與箱盒的預埋、預留、位置、標高須符合設計和規范要求,管線內外壁應按規定做除銹和防腐處理,剔除管口毛刺,入箱入盒時需加護口,彎曲半徑須符合規范要求;采用硬質、半硬質阻燃塑料管的預埋須根據埋入的墻體種類進行可靠的保護。
3進行設備調試、保證使用功能、能順利通過驗收
調試是對前述大量工作的一次檢查。電通燈亮是調試的第一項工作,配電箱柜要做好標簽明確控制對象;設備調試要按產品說明書和設計圖紙要求,對其性能指標逐項進行。
第二項工作是當電氣系統安裝完畢后,必須對整個系統進行調試,以確保其使用的安全性、穩定性,有關調試要求如下:
1)用500vmω表對盤柜的絕緣電阻和電機電阻進行測試,要求其絕緣電阻值≥0.5mω;
2)檢查電力電纜兩端的相位是否一致,并與電網相序相符,兩端用標牌作標記,要求絕緣電阻測試其值≥1mω;
3)控制電纜接線施工,其接線應正確,并使用校線器對其作一次校線,電纜芯線和所配導線的端部均應作相應回路編號;
4)設備運行前,檢查電機外殼接地是否良好,電機轉子的靈活性及旋轉方向是否正確,有無碰卡現象;電機應做單臺送電試驗,送電前應先調整好相應的過載電流,把設備脫開做空載試車,用鉗型電流表檢測空載電流,用點溫度計檢查電機外殼和軸承的溫度是否符合有關的要求;一般空載試運行時間為2h,并做好有關記錄;
5)聯鎖系統調試應與工藝機械各專業配合進行,以防止損壞設備和發生事故。
4 施工過程中的質量控制
4.1 準備階段的質量控制
電氣工程師不能只停留在按圖施工的水平,要全面熟悉設計圖紙,努力并善于發現圖紙中的不足,及時提出處理意見,對業主而言是維護其利益,對自己也是提高。好的工程質量是由高素質高水平的施工人員完成的,這就要求施工前要對施工隊伍及人員進行考核和評估。電氣工程師要根據工程的實際情況編制施工組織設計(施工技術方案)并嚴格審查,要求有完善的質量保證體系、保證工程質量的各項技術措施,而且應符合經會審的設計圖紙及國家現行的有關電氣工程的施工及驗收規范。
4.2施工階段的質量控制
施工中必須根據已會審后的電氣設計圖紙和有關技術文件,按照國家現行的電氣工程施工及驗收規范,地方有關工程建設的法規、文件,經審批的施工組織設計(施工技術方案)進行,并對施工班組及人員進行工程的總體技術交底。施工中若發現圖紙問題應及時提出并處理,不允許未經同意私自變更設計。要求嚴格堅持執行和落實“三檢”制,關鍵部位,實施旁站監理。嚴格推行規范化操作程序,編制符合規范、工藝標準、可操作的質量控制程序。平時注意及時收集和整理資料,特別是隱蔽工程的驗收資料及隱蔽簽證。未經有關人員在隱蔽驗收表上簽字,不得進行下道工序,防止監督流于形式。記錄好施工日志。
隱蔽工程重點注意以下幾個問題:嚴把電氣材料質量關,將不合格材料拒之于工程之外。每次進材料都應填報審表,經監理審查同意后方能用于工程。為不影響結構、保證保護層厚度,預埋電線管不能敷設在鋼筋的外側,管路在同一處交叉不能超過三條,線管不能并排綁扎在一起。強弱電的間距符合要求。要特別注意膠水的質量,最好選用與線管同一品牌的膠水,一般都能符合要求。澆注砼時,要求每臺輸送泵都有電工跟班,及時處理被壓壞的線管、線盒。均壓環、避雷帶、防雷引下線等對建筑的安全非常重要,是否漏焊,焊接長度及質量是否滿足規范及設計要求。每處都要仔細檢查,特別是結構轉換層,由于柱子主筋調整,防雷引下線容易錯焊、漏焊。
5 施工的安全控制
要堅持“安全第一、預防為主”的方針,對新進場員工要根據工程的特點進行崗前安全培訓。要編制針對本工程的安全技術措施及安全組織措施。并對施工人員進行安全技術交底。并應設專職持證上崗的安全員。
要求施工班組每天上班前要根據當天的工作安排進行安全交底。安全工具及設施要落實到位。電氣設備要符合有關臨時用電的管理規定。
臨時安全用電技術措施應包括下列內容:
1)臨時用電系統一般應采用TN-S供電系統。它是把工作零線N和專用保護線PE在總供電電源處嚴格分開的供電系統,也稱三相五線制。它的優點是正常情況下PE專用保護線上無電流,此線專門承接故障電流,確保其保護裝置動作。應該特別指出,PE線不許斷線。在距離較遠的供電干線末端應將PE線做重復接地。
2)設置漏電保護器,應堅持三級保護和“一機一閘、一漏一箱”的原則。漏電保護器的選擇應符合國標GB6829―86《漏電電流動作保護器(剩余電流動作保護器)》的要求。施工現場的總配電箱和分配電箱應至少設置兩級漏電保護器,而且兩級漏電保護器的額定漏電動作電流和額定漏電動作時間應合理配合,使之具有分級保護的功能。
3)特殊場所應根據有關要求使用相應安全電壓等級供電。安全電壓指不戴任何防護設備,接觸時對人體各部位不造成損害的電壓。我國國家標準GB3805--83《安全電壓》中規定,安全電壓值的等級有42、36、24、12、6V五種。同時還規定:當電氣設備采用了超過24V時,必須采取防直接接觸帶電體的保護措施。
4)電氣設備的制造、安裝及防護、安裝位置、配電分級、導線選擇及布線、接線等均要符合臨時用電規范要求。電氣設備應由專人操作及負責維護保養檢查。并留有記錄。
5)電氣設備的操作與維修人員必須由經過培訓后取得上崗證書的專業電工完成。各類用電人員均應掌握安全用電基本知識和所用設備的性能及操作規程。
6 工程進度控制
工程項目能否在預定的時間內交付使用,直接關系到項目經濟和社會效益的發揮。對于工程進度的影響因素,一般認為有人為因素、技術因素、材料和設備因素、機具因素、地基因素、資金因素、氣候因素、環境因素等等,但國內外的專家認為,人的因素是最主要的干擾因素。
我認為,要搞好項目的進度管理,需要重點解決以下問題:
1.建立項目管理的模式與組織構架。一個成功的項目,必然有一個成功的管理團隊,一套規范的工作模式、操作程序、業務制度,一流的管理目標和企業文化。
2.建立一個嚴密的合同網絡體系。一個較大的工程,是由很多的建設者參加的共同體,這就需要有一個嚴密的合同體系,調動大家的積極性,從而避免相互的拆臺、扯皮。
3.制定一個切實可行的三級工程計劃。這一計劃不僅要包含施工單位的工作,更重要的是要包含業主的工作、設計單位的工作、監理單位的工作,以及充分考慮與施工密切相關的政府部門的工作的影響。
4.設計單位的確定及設計合同的簽訂,以及設計質量、速度的檢查、評審。設計的工作質量決定了項目施工能否順利實施。
5.施工單位的招標、評標及施工合同的簽訂,包含總包、分包單位的選擇,材料、設備的供貨合同的簽訂。
作者簡介:余建華(1964-),男,湖南南縣人,武漢電力職業技術學院電力工程系系主任,副教授;向慧芳(1965-),女,湖南南縣人,武漢電力職業技術學院素質教育中心,高級講師,副教授。(湖北 武漢 430079)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)16-0020-02
為促進高等教育與社會發展的緊密結合,引導高校主動適應經濟結構的轉變和調整、優化資源配置和人才儲備,湖北省教育廳在全省普通高等院校實施了戰略性新興(支柱)產業人才培養計劃。武漢電力職業技術學院以發電廠及電力系統專業為試點,于2010年度深入開展了人才培養模式改革、創新和實踐。
隨著電力體制改革的深入開展以及智能電網、特高壓等高新技術的不斷涌現,安全性、規范性、時效性對員工的職業素養要求越來越高。對此,發電廠及電力系統專業教學團隊通過廣泛的市場調查,與省內十多個地市供電公司和發電廠的技術人員一起就該專業的人才培養目標、就業崗位、崗位規范、能力要求、人才培養方案等進行廣泛的研討和實踐探索,確立了“一主線、兩階段、三方向”的專業人才培養模式,取得了一定的成果。實踐證明,該模式具有良好的推廣價值。
一、人才培養模式改革背景與內涵
發電廠及電力系統專業是一個專業范圍非常寬泛的專業,涉及電能的生產、輸送、分配、消耗全過程,培養具有良好職業道德、熟練掌握專業技能和可持續發展的電力高技能人才對發電廠、電力系統的安全運行具有重要意義。
電力行業是湖北省戰略性支柱產業。幾年前,發電廠和電網企業實現了廠、網分開。近幾年,特高壓交直流輸電、智能電網、大容量高參數發電技術等高新技術不斷涌現,為了應對電力體制改革和新技術發展的挑戰,學院通過對發電廠及電力系統專業人才需求調研,結合專業崗位分析專家研討會的成果,最終確立了“一主線、兩階段、三方向”的人才培養模式。
一主線:以電力專業職業技能培養為主線。兩階段:前兩年按發電廠及電力系統專業大類培養學生專業基本能力和素質;后一年根據學生個人意愿及就業需要或企業訂單,按不同的職業方向培養,增強職業能力培養的針對性。三方向:設置了發電廠電氣運行、電網運行技術、電氣安裝與檢修三個職業方向。
發電廠及電力系統專業人才培養模式結構圖如圖1所示。
二、人才培養模式改革實踐
經過發電廠及電力系統專業教學團隊幾年的共同探索,最終對發電廠及電力系統專業人才培養方案進行了五個方面的改革。
1.加強人才培養的針對性
原有人才培養方案培養適應發電、輸電、供配電、用電各種崗位的人才需要,只能通過加大理論課的比重來實現,片面追求大而全會導致學生的技能提升根本無法實現,培養的學生與企業對專項人才的要求相距甚遠,畢業生需要經過一至兩年的現場學習才能適應工作;而新的人才培養模式中,在培養學生專業大類的基本知識、基本技能的基礎上,按專業方向培養,針對具體的職業崗位,引入電力職業規范與作業標準,培養學生的職業能力,且通過真實設備和仿真運行的操作以及企業頂崗實習使學生對將來所從事的職業及環境有更深刻的認識和了解,提高學生的職業素質,畢業生“上班就能上崗、上崗就能上手”,縮小了學校教育與職業崗位的距離,受到用人單位的高度贊揚。
2.體現人才培養的靈活性
一個專業多個方向提高了人才培養的靈活性。在新建立的人才培養模式下可以根據行業和社會對人才的需求及時調整專業方向的人數,提高就業率。專業方向的設立特別適合“訂單培養”模式的實施。本專業從第三年開始,根據企業崗位需要提前選聘學生,企業和學校根據崗位職業能力和素質的要求共同制訂培養方案,共同開發課程,共同進行實踐教學,實現真正意義上的“訂單培養”,培養質量和保障率明顯提高。三年來,我院先后為中鐵電氣化鐵路運營管理有限公司訂單培養“電氣試驗”崗位人員;為長圓電力股份有限公司、深圳市誠勤達電力建設工程有限公司訂單培養“電氣絕緣與電力電纜安裝”崗位人員;為湖北省電力公司培養邊遠山區“變電運行”人員;為中國廣東核電集團培養“電氣運行”人員,取得了良好的效果,受到企業和學生的充分肯定。
3.提高人才培養的有效性
為提高人才培養的有效性,本專業采取了一系列措施。一是積極開發工學結合的課程。三年來共開發10門工學結合課程,其中省級精品課程4門、院級精品課程3門。這些課程引進了特高壓、智能電網新技術,引入國家電網公司培訓規范,與實際生產結合更加緊密,并采用“教、學、做”一體化教學,教學效果有了很大的提升。二是努力建設與生產實際相吻合的生產性實訓基地。三年來,在湖北省電力公司的大力支持下,結合職工技能培訓建設實訓基地,共投入3000多萬元建設了十幾個職種的生產性實訓基地和仿真運行基地。其中,“繼電保護實訓基地”、“電網運行與調度實習基地”被評為國家電網公司高技能人才培訓基地,“變電運行實訓基地”、“繼電保護實訓基地”被評為湖北省教育廳職業教育實訓基地。實訓基地的建設較好地解決了本專業的崗位實訓難題,學生在真實設備、真實環境中進行實際操作大大提高了學生的技能水平和職業素養。
4.增強人才培養的激勵性
為提高學生學習知識和訓練技能的積極性,系部組織了各種促進學生學習和技能訓練的競賽活動,學院努力營造技能競賽氛圍,每年組織一次技能素質運動會,本專業還將湖北電力公司、長江電力等企業十個職工技能競賽的項目引入到學生競賽活動中。這些項目既有操作技能又有智力技能,在競賽活動的推動下,學生學習知識和技能的熱情不斷高漲,極大地提高了技能水平和職業素養,提高了知識應用能力,為學生的可持續發展打下了良好的基礎。
5.加強人才培養的管控性
為保證人才培養的質量,學院和系部高度重視人才培養質量,一是學院開發了教學質量管理體系,規范了教學與教學開發行為;二是嚴格職業資格證書的考試,建立了職業資格考試質量體系,并通過國家人社部的質量認證;三是主管單位湖北省電力公司參與教學質量的考核,共把人才質量關。對本專業畢業生進行調考,作為聘用依據,還將畢業生質量納入學院領導績效考核指標,管理水平提高了,畢業生質量也就提升了。
三、人才培養模式改革成效
經過多年的人才培養模式改革和專業建設,本專業形成了“雙融合,四促進”的特色。通過學院與企業在職前與職后的深度融合促進了畢業生就業競爭力的提升,促進了教學團隊建設,促進了校企合作的深度開展,促進了專業實訓基地的建設。
1.畢業生就業競爭力顯著提升
隨著人才培養模式的創新,畢業生就業率得到了進一步提高,2008屆92.39%,2009屆94.77%,2010屆97.69%;學生就業質量進一步提升,就業渠道進一步拓寬。服務電力、能源行業的能力顯著增強,對社會其他行業的服務范圍有更大拓展,大中型企業在校招聘本專業計劃逐年增加。電力類畢業生專場招聘會受到社會和媒體的廣泛關注,中央電視臺新聞頻道《共同關注》欄目以“高職高專畢業生受市場青睞”為題進行了報道;《國家電網報》在《特別關注》欄目以“用人單位為何青睞他們——武漢電力職業技術學院‘雙高’現象幕后的故事”為題對本專業畢業生的就業情況進行深入而細致的報道。
2.教學團隊建設實現了分層培養
人才培養模式的創新首先要求教師要與現場接軌,熟悉現場的規程、規范,掌握技能。專業教學團隊建設以“育名師、引專家、項目引領、分層培養”為理念,構建一支專兼結合的“雙師+培訓師”的教學團隊。對骨干教師通過職業教育教學理念的學習,參與發電廠、變電站仿真系統開發,參與科技項目研究和企業技術改造,參與湖北省電力公司實訓基地建設,參與職工技能比武項目設計和裁判工作,下現場鍛煉,迫使教師去研究現場的需求,培養教師的雙師素質,安排教師參與職工培訓,擔任企業內訓師,加強與企業的交流;對青年教師采取師帶徒和企業頂崗實踐的方式,培養教師的教學能力和實踐動手能力,聘請湖北省電力公司內訓師及訂單企業的專業技術人員擔任教師,建立了一支穩定的兼職教師隊伍。
3.校企合作深度開展
為充分發揮校企雙方的優勢,發揮職業技術教育為社會、行業、企業服務的功能,達到相互交流、相互支持、共享人才優勢、技術優勢、設備優勢的目的,學校通過組織教研室與地市供電公司“班組結對子”活動,實現了一個教研室聯系一個專業班組、一個專業教師與一個企業專家交朋友的校企互動新模式,制定了合作原則和合作內容,為校企合作的深度開展搭建平臺。通過校企合作,專業教師參加了大量的電力職工培訓、技能鑒定,年培訓10萬多人·天,年鑒定人次4000多人,組織湖北省電力公司職工技能大賽、長江電力職工技能大賽,與企業合作開發教材十多本,QC成果兩項;聘請企業專家擔任“楚天技能名師”,聘請湖北省電力公司內訓師及訂單企業的專業技術人員作為兼職教師,實現了校企雙贏的良好局面。
4.實訓基地實現了高職教育與職工培訓相融合
專業實訓基地是實現人才培養目標的保障,發電廠及電力系統專業實訓基地采用“校企共同籌劃、資金共同投入、設備自主研發、品牌共同打造、資源共同分享”的建設模式,形成了“校內與校外結合、仿真與真實結合”以及“高職教育與職工培訓相融合”的實訓基地建設特色。
校內實訓基地以真實電氣設備為主鍛煉學生的實踐動手能力。專業教師參與建設的國家電網公司高技能人才培養實訓基地,為提高學生的技能培訓提供了堅實的保障,也為專業的社會服務能力建設提供了堅實的保障。由于電力生產的特殊性,不能讓學生在運行設備上進行實訓操作,采用仿真系統能有效地解決這一難題。學院自主開發各種電壓等級變電運行仿真裝置及各種類型的電廠仿真裝置,其中具有國內首創1000kV特高壓變電仿真裝置、1000MW火電廠仿真裝置、水電廠仿真裝置、集控模式變電仿真裝置、仿真裝置的使用為提高學生的動手能力和反事故能力起到了非常重要的作用。
校外實訓基地由地市供電公司、發電廠及電力設備制造高新企業組成,并形成了“1+N”(“1”是指學院,“N”是指湖北省電力公司所屬的多家電力建設、電力供應企業)校企合作網絡,為本專業的認識實習和頂崗實習提供了堅實的保障。
5.專業品牌得以實現
作為湖北省戰略性新興(支柱)產業人才培養計劃項目,“發電廠及電力系統專業人才培養方案”經過幾年改革與實踐,該人才培養方案逐步成熟。《職業導向的發電廠及電力系統專業人才培養方案研究》獲中國電力企業聯合會電力職業技術教育教學成果二等獎,發電廠及電力系統專業被湖北省教育廳評為“湖北省高等職業教育重點專業”。
1.引言
電氣設備的維修就是根據電氣設備的運行狀態,進行分析和判斷,依據設備的狀態判斷是否存在潛在的危險。如果存在,還需要進一步的細化分析,準確地判斷出故障發生的原因,縮小故障發生的范圍,及時找到排除故障的方法,從而在第一時間對設備進行維修,避免故障的發生。狀態監測技術、狀態預測技術是電氣設備狀態維修技術的主要內容。
2.電力電氣設備操作與維修的要求
2.1對人員的要求
主要是:(1)施工現場內臨時用電的施工和維修必須由經過培訓后取得上崗證書的專業電工完成,電工的等級應同工程的難易程度和技術復雜性相適應,初級電工不允許進行中、高級電工的作業。(2)各類用電人員應做到:a.掌握安全用電基本知識和所用設備的性能;b.使用設備前必須按規定穿戴和配備好相應的勞動防護用品;并檢查電氣裝置和保護設施是否完好。嚴禁設備帶“病”運轉;c.停用的設備必須拉閘斷電,鎖好開關箱;d.負責保護所用設備的負荷線、保護零線和開關箱。發現問題,及時報告解決;e.搬遷或移動用電設備,必須經電工切斷電源并作妥善處理后進行。
2.2使用與維護的說明
主要是:(1)施工現場的所有配電箱、開關箱應每月進行一次檢查和維修。檢查、維修人員必須是專業電工。工作時必須穿戴好絕緣用品,必須使用電工絕緣工具。(2)檢查、維修配電箱、開關箱時,必須將其前一級相應的電源開關分閘斷電,并懸掛停電標志牌,嚴禁帶電作業。(3)配電箱內盤面上應標明各回路的名稱、用途、同時要作出分路標記。(4)總、分配電箱門應配鎖,配電箱和開關箱應指定專人負責。施工現場停止作業1h以上時,應將動力開關箱上鎖。(5)各種電氣箱內不允許放置任何雜物,并應保持清潔。箱內不得掛接其他臨時用電設備。(6)熔斷器的熔體更換時,嚴禁用不符合原規格的熔體代替。
3.電力電氣設備檢修的方法與策略