一次电路测试方法

试验室一般都采用数字存储示波器进行电容放电的测量，在被测器具断电时刻开始记录L极与N极之间、L极与G(如果有)之间和N极与G(如果有)之间的电容放电并存储记忆，然后在示波器上读取电压值加以判定，按照GB 4943.1-2011标准，如果1s后的电压降至初始电压的37%以下；或者按照GB 8898-2011标准，2s后的电压不超过交流35V(峰值)或直流60V，则可以判定本测试样品的此项检测是合格的。

两种电路得到的输出波形。接通电源时波形与断电后波形没有明显的分界线，单纯从波形上确定断电的开始时间，较为困难，我们可以把最后一个311V波峰作为断电开始的标志，这样时间上的误差不超过0.02s；相比之下，突然出现一个电压峰值，然后逐渐衰减下来的波形，看来似乎可以把开关切换的瞬间的脉冲峰值作为断电的时刻，但是，由于人为工地操作，开关从电网断开到接通示波器之间的时间间隔远大于0.02s，在这段时间里，电容已经开始了放电过程，也就是波形的第一个波峰实际是断电容放电曲线图一段时间后电容两端的电压。所以测量电路a应是比较好的方法。如果转换开关使用了继电器或者其它类似装置，使得转换时间可以缩少至0.02s以内，则测量线路b也是可以使用的。

一次电路测试注意事项

从测量的方法来看，测试并不复杂，但是测试中示波器的选择、测试细节的把握，均会对测试结果产生影响，甚至有可能做出错误的判定。试验需要注意的事项有：

1）断电时刻的U由于测试实际上是对器具电路的零输入响应的测量，测试结果是与断电时刻的电路状态，如电容两端电压、或电感中的电流等直接相关。当断电时刻电网电压正好处于波峰时，电容两端的电压高，在电路不变的情况下，放电时间也较长；反之，假如断电时刻正好处于电网电压的过零点，则电容不存在放电过程。此外，由于被测试设备的等效负载类型很多，有纯阻型，电容、电阻电感串并混合型等，所以无法准确控制断电时刻的电网瞬间电压，几乎每次断电，我们都可能得到不同的输出波形。

由于输出波形的不确定性，GB 8898-2011中提出：为了找到最不利的情况，试验可重复10次。一般情况下，比较理想的情况是电容从波峰开始放电，这样可以真实地反映放电的时间长短。但是在实际操作中，很难捕捉到从波峰点开始放电的波形，即使是通过10次试验，也不一定能找到最不利的情况。同时GB 494-2011标准中没有提出测试10次的要求，认为原因是GB 4943-2011标准中规定：被测点的电压降到初始电压的37%时所需的时间应小于1s（或10s）。而放电的方程式是恒定的，所以无论初始值是多少，到37%的初始值的时间也是恒定的。但我们在测量中一般为了取得较理想的波形图，认为还是尽可能使初始值为波峰值。为了使电容可以从波峰开始放电，可以使用“可设定断电相位角”的电源产品给被测设备供电，将交流电断电相位角设定为90°或者270°，这样放电的U肯定从波峰开始的。这种方法简单方便，与实际相一致。缺点就是这种“可设定断电相位角”的交流电源比较昂贵，一般试验室是没有配备。

2）电压的容差

在进行电容放电测试时，应选用最严酷的测试状态，所以也需要考虑标准内规定的电压容差的问题，如按GB 8898-2011进行测试，额定输入电压为220V~时，在进行电容放电测试，就需要按标准规定的220×10%=242V～进行测试判定。

3）放电负载对测试结果的影响

放电试验需要在最严酷的状态下测试，例如器具在运行的情况下断电测量，此时电容的放电负载可能包括：压敏元件、变压器、负载元件等，这些元件同时并联在电容两端，放电负载基本由其中阻抗最小的元件决定，使得测试结果大大小于实际可能出现的结果。所以，有时候被测器具在待机状态下或者空载状态下进行放电的测试，测量结果会比带载工作条件下更加严酷。此外，仪器的选择也很重要，例如示波器探头的使用，应尽量选择输入阻抗大的仪器，GB4943-2011中规定：当测量电压衰减时，使用输入阻抗由一个100MΩ±5MΩ电阻和一个输入电容量为20pF±5pF的电容并联组成的仪器得到结果。因为有时只有压敏元件并联在电容两端时，放电负载是兆欧级的，如果只选用输入阻抗几千欧的仪器，则电容主要放电对象为仪器，测试不能得到对器具的客观评价。

通常轨道电路日常维护管理工作重点放在对轨道电路工作参数（即轨面电压、电流、电缆阻值）的测试，而忽视对轨道电路一次参数的测试，对于轨道电路一次参数变化对调整状态的影响很少关注，往往造成在日常处理轨道电路故障或电路调整时，未能一次调整出轨道电路最佳的工作状态，甚至因未能发现一次参数的变化，没有从根本上解决问题而导致轨道电路红光带直接影响行车。据统计，南宁电务段管内过去曾在1年时间内，由于未能监测到轨道电路一次参数已变化至临界值，因轨道电路一次参数问题（主要为道床电阻下降）造成轨道电路故障就达10余起。为此，对轨道电路一次参数维护管理工作进一步探讨和实践，总结出以下较实用有效的管理办法。

（1）建立参数基础台账。将所有轨道电路按照每个轨道区段建立《轨道电路一次参数基础数据记录表》，通过统一的形式记录线路开通、运营、维护、测试等过程数据，跟踪轨道电路整体参数变化情况，便于现场维修人员全面了解轨道电路参数状况，指导动态维护及管理工作。

（2）执行测试制度。结合《信号维护规则》，制定并严格执行轨道电路一次参数测试制度，可结合中修和年度集中检修，组织每2年内全面完成管内轨道电一次参数普测工作，同时将测试数据及时录入参数基础台账。

（3）加强分析管理。维护单位指定专人负责分析管理，对测试数据进行比对和分析，尤其当轨道电路电气特性发生变化时，要结合本轨道区段一次参数进行分析，查找原因，形成具有参考价值的参数变化情况表，一方面为电务维护管理工作提供参考，另一方面将道床电阻不合格区段上报铁路局电务处、工务处，由铁路局安排计划，限期整治达标。

（4）采取监测手段。对于轨道电路一次参数变化情况，尚无法实现动态在线实时监测，但可以通过现场简单测试就能掌握参数基本情况，主要方法为：①采用对称双短路法实测钢轨线路道床电阻，与理论值或参数台账记录值对比。②测试轨面电压分布情况（一般在补偿电容两端处测量），可以间接了解对应的线路道床电阻变化情况。经现场反复实测验证表明，测试轨面电压分布结果与实测道床电阻理论计算的轨面电压分布基本一致。③开路、短路－短路相位表法实测钢轨直流电阻，与理论值或参数台账记录值对比。

轨道电路一次参数包括道床电阻和钢轨阻抗。道床电阻是指每公里轨条间的电阻值，称为单位道床电阻（简称道床电阻）。钢轨阻抗是指每公里两根轨条（回路）的阻抗，称为单位钢轨阻抗（简称钢轨阻抗）。轨道电路的工作状态分为调整状态和分路状态。轨道电路在各种工作状态下工作，受到许多外界因素的影响，其中受道床电阻、钢轨阻抗和电源电压3个参数的影响最大。因此，如何保证轨道电路在各种可变参数变化时均能稳定可靠地工作，是研究轨道电路的重要任务之一。

一次电路调整状态

调整状态，对于轨道继电器（DGJ）而言，从钢轨上接收到电流值越大（在一定数值范围内），其工作就越可靠。接收到的电流值将随着道床电阻、钢轨阻抗、电源电压的变化而改变。当道床电阻最小、钢轨阻抗最大、电源电压最低时，轨道继电器获得的电流最小，轨道电路调整状态的最不利工作条件。以下3个不利因素构成了轨道电路调整状态的最不利条件：

（1）当单位长度的钢轨阻抗值固定时，轨道电路越长，总的钢轨阻抗值越大，在电能传输过程中，钢轨上的压降也就越大。因此，如果其他2个参数不变，钢轨阻抗值越大，对轨道继电器的吸起就越不利。

（2）道床电阻的大小反映轨道电路两根钢轨之间的漏泄情况，气候越潮湿、道床越脏，道床电阻就越低，漏泄电流就越大，轨道继电器得到的能量就越少，而且这种漏泄与轨道电路长度成正比。在其他2个参数不变的情况下，道床电阻越小，对轨道继电器的吸起就越不利。

（3）轨道电路所采用的电源电压都会有一定的波动，当电源电压波动到最低值时，也要保证轨道继电器能够可靠地工作。因此，在选择适当的电源电压和限流器阻值时，必须考虑道床电阻最小、钢轨阻抗模值最大、电源电压最低这3个不利因素。在这种最不利条件下，要求轨道继电器（连续供电式轨道电路）上的电压（或电流）等于工作值。

一次电路分路状态

分路状态是指因轨条间轮对或其他金属导体对受电端形成了分流作用，使流入轨道电路接受设备（轨道继电器）电流降低的现象。就轨道电路分路状态而言，要求在任何情况下分路时（即在任何地点、任何参数条件及任意车轴数分路），应使轨道继电器处于可靠地落下状态。但是当钢轨阻抗（模值）最小、道床电阻最大、电源电压最高时，轨道继电器线圈中的电流可能出现最大值，因而有可能使轨道继电器仍保持吸起状态（即不落下），这是轨道电路分路状态的最不利条件。在这种最不利条件下，要求轨道继电器（连续供电式轨道电路）上的电压或电流小于或等于可靠落下值。

一次电路道床电阻

道床电阻值一方面取决于线路上部建筑结构，即道砟的材料，道砟层的厚度、清洁度，轨枕的材质和数量；另一方面还取决于温度和湿度的变化以及土壤的导电率等。

（1）道床材料因素。我国大部分地区采用不宜导电的碎石做道砟。当道床中混有炉渣、煤屑、列车制动所产生的金属粉末、盐质溶液等杂物时，道床电阻值就会下降。情况严重时，应按要求清筛道砟。在沿海盐碱地区，或经常运输盐类及冷藏车的区段上，由于氯离子作用，道床电阻会显著降低。另外，在沙粒道床及隧道内潮湿的条件下，站内排水能力较差和较脏的到发线路上，道床电阻也比较低。

（2）轨枕种类因素。我国使用的轨枕中以钢筋混凝土轨枕居多。钢筋混凝土轨枕区段钢轨底部设有绝缘垫板，它对道床电阻值会产生较大影响。钢筋混凝土轨枕的导电率受环境温度和湿度的影响比木枕更为显著。采用钢筋混凝土轨枕后，钢轨之间要呈现一定的电容性，最终会使道砟漏电增加。当信号电流的频率在千赫兹以内时，电容的作用很小，所以道床阻抗可以看作是纯电阻。理论上道床电阻与轨枕铺设数量成反比，当每公里轨枕为1 600～2 400根时，由于轨枕数量不同而引起道床电阻的实际变化是非常微小的，运输量大、行车速度高的线路，每公里的轨枕数量虽有所增加，但此时道床的要求也比较高，从而补偿了这种变化。每根轨枕的绝缘电阻值约为几十千欧姆，所以每公里轨枕绝缘电阻应在20Ω左右。但实际的道床电阻值却远低于该值，这是因为轨枕的绝缘电阻只是道床电阻的一部分。

（3）轨枕绝缘部件因素。我国铁路相关技标准中尚未明确轨枕及绝缘垫板电气绝缘具体指标。根据有关资料和日常测试，提出以下数据，供分析参考。①硫磺锚固轨枕用预制的试件测试，每个锚固孔的电阻不得小于120 kΩ。其主要测试条件是：试件顶部不涂防水层，在不低于15 ℃的水中浸泡24 h后取出，擦干其表面，在10 min内测定两螺钉间的直流电阻。②用直流500 V电压表测试，绝缘垫板绝缘电阻应大于1 MΩ。③保证轨道电路正常工作的极限运用条件：绝缘垫板的最高允许破损率不大于25%；钉栓电阻值60 kΩ以上的应占80%以上，20～60 kΩ的应占20%以下，在任何情况下钉栓电阻值不得低于20 kΩ。

（4）雨、雪及环境条件因素。钢轨、垫板、道钉等金属设备属于电子导电材料，道砟、轨枕、路基及土壤等则主要是离子导电材料。在电子导电和离子导电之间的边界上，会形成一种过渡层电阻，这个电阻就是道床电阻的另外一部分。这种结构相当于一个电解槽，钢轨为电极，轨枕等为电解液，所以电极反应的快慢就决定了通过道床的漏电流大小，即当电极反应快，道床电阻就小，反之道床电阻就大。而电极电位的高低，电解液的湿度、浓度和温度的高低又决定了电极反应的快慢。实践证明，当直流电位升高时，道床电阻值就降低；同样当湿度、温度升高时，道床电阻随之降低。因此，由于冬天温度低、湿度小，会出现道床电阻的最大值。而最小道床电阻值，一般是在夏季暴雨后8～10 min的炎热气候时出现。道床电阻的最大值和最小值，可能会相差十几倍，甚至上百倍。当轨道电路由交流供电时，漏泄电流的大小取决于电化学反应。一般交流供电时的道床电阻比直流供电时要低一些。道床电阻越小，漏泄电流越大，轨道电路消耗的电能就会越多，而且道床电阻变化的范围越大，轨道电路的工作就越不稳定。因此要保证轨道电路稳定工作，必须尽可能地提高最小道床电阻值。提高道床排水能力，定期清筛道砟，及时更换腐朽及破裂的枕木等，都是提高道床电阻的有效办法。

（5）其他因素。路基的构造、路基的土质等也在一定程度上影响道床电阻值。

一次电路钢轨阻抗

钢轨阻抗包括钢轨本身的阻抗和钢轨接头处的阻抗。钢轨接头处的阻抗则包括鱼尾板及导接线的阻抗和它们的接触电阻。鱼尾板与钢轨接触电阻Zyj的大小与鱼尾板、钢轨端部表面污垢及生锈程度、螺栓的松紧、气候条件等有关，可在很大范围内变化。为了得到稳定并尽可能小的钢轨阻抗，在钢轨接头处安装了钢轨接续线（即导接线），这样变化范围大的Zyj就被比较小而稳定的接续线阻抗Zd及接续线与钢轨间的接触电阻Zdj并联，因此钢轨接头处的总阻抗就会显著降低，也较稳定。我国采用的轨端接续线有塞钉式和焊接式两种。当轨道电路中通以直流信号时，钢轨阻抗就是纯电阻，称之为钢轨电阻。当轨道电路中通以交流信号时，在钢轨周围与内部以及轨端接续线周围，形成交变磁场，因而除了交流电阻之外，还有感抗存在，总的阻抗比直流时要大很多。同时钢轨阻抗值还取决于信号电流的频率，频率越高，阻抗值就越大。

一次电路 ( Primary Circuit )是直接与交流电网电源连接的电路。例如包括与交流电网电源连接的装置,变压器的初级绕组,电动机及其他负载装置。一次侧电压对于变电站来说就是输入端的电压，二次侧就是输出端的电压。发电厂发出的电一般是10KV-15KV，不能满足远距离输电的需要。首先用变压器升为几百KV的高电压，这里的发电机端就是一次侧电压，变压器输出的几百KV的电压就是二次侧电压。

变电站分一次变电站和二次变电站，从发电机输出的电压升为几百KV的变电站就属于一次变电站，二次变电站是将输电线路的几百KV的电压通过二次变电站降压10KV的电压后再输送到工厂,农村等地，再变为400V电压.用三相四线制输出380/220V电压，供不同的用电器工作。总之一次侧电压就是输入端电压，二次侧电压就是输出端电压。

本手册汇集了134种常用的一次集成电路。每只集成电路从简介、特点、封装形式及外引脚排列、工作原理图、技术参数、典型应用电路等方面进行了详实的介绍。

本手册资料详实、较为全面、查阅方便，适合电子工程设计人员、电子技术人员、电子维护及维修人员和广大电子爱好者查阅使用，是一本具有较强实用性的工具书。

作　者：杨帮文 编丛 书 名：新编集成电路实用系列手册出 版 社：机械工业出版社ISBN：9787111201151出版时间：2007-01-01版　次：1页　数：304装　帧：平装开　本：16开所属分类：图书 > 科技 > 电子与通信