探測技術論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇探測技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

海底熱流探測,記錄的是來自地球內部的熱能。當兩種不同溫度介質接觸時,分子的動能會在兩種介質之間傳遞,直至達到熱平衡。熱流表示由溫差引起的能量傳遞。沉積物熱流以熱傳導為主,在一維穩態純傳導的條件下,地熱流q可以用下式描述[1]:

海底地溫梯度是一個向量,表示地球等溫面法線方向上溫度變化程度及變化方向,因此只要知道深度間距dZ和它們之間的溫差dT即可。

熱導率κ是一個表征沉積物導熱能力快慢的物理量,沉積物的組成類別及水含量不同熱導率κ也不同。熱導率測量的理論基礎是從瞬間熱脈沖由無限長圓拄形金屬探針進入無限大介質的傳導理論上發展起來的(Blackwell等,1954;Hyndman等,1979),該理論認為[2,3]當探針溫度、沉積物溫度與環境溫度達到平衡時,熱脈沖使探針溫度升高,高于環境溫度,在熱脈沖過后的一定時間內,地熱探針內的熱敏電阻的溫度T(t)由下式給出:

2海底熱流原位探測技術

2.1海底溫度梯度原位測量

海底沉積物的溫度梯度測量自20世紀50年代至今一直沿用兩大方法,即Bullard(布拉德)型探針和Ewing(艾文)型探針。

溫度梯度測量開始于1948年,首先由美學者Bullard(布拉德)設計了海底熱流計,如圖1所示。它用來測量海底沉積物的地溫梯度,并利用取樣器將沉積物樣品取回,在實驗室測量它的熱導率。經過十多年的完善,Bullard型熱流計也由靈敏度較差的熱電偶改為靈敏度較高的熱敏電阻,同時確立了海底溫度梯度原位測量的基本模式。

Bullard型海底熱流計探針的基本結構尺寸:,長3～6m,外經Φ27mm,內經Φ11.2mm的鋼管。探針的上、下兩端各安裝一個熱敏元件,上部有一密封倉,內置記錄系統,下部裝一針尖,以便插入海底沉積物時減小阻力,設備*自重插入沉積物。上世紀70年代后期,加拿大實用微系統公司(AML)研制的TR-12S型Bullard式探針得到了進一步改進,結構尺寸長3m,直徑Φ16mm,探管內有8個YSI-44032熱敏電阻,從測量精度到外觀設計都有了極大提高。

隨著制造技術的不斷進步,熱流計的發展趨勢是探針逐漸變細、變薄、熱敏電阻的數量也在增加,目的在于探針變細可進一步減少插入沉積物時帶來得擾動,變薄可提高熱敏電阻對沉積物溫度變化的靈敏度,熱敏電阻數量的增加可以在梯度計算時相互驗證,并確保測量的準確性。

上世紀60年代初期,Ewing(艾文)完成了自己設計的海底溫度梯度測量計[4],即人們通常說的Ewing型熱流計,也稱為拉蒙特型熱流計,是從拉蒙特地質觀察所普及開的。它的結構特點,圖2所示。在柱狀取樣器周圍,相隔一定距離不同方位安裝3～8個很細的探針,探針直徑3mm,長20～24mm,避免了Bullard型熱流計在設備插入沉積物時帶來的攪動和測量時間過長等問題,提高了海上測量的工作效率;但仍沒有解決海底測量熱導率的問題。

以上兩大類熱流計在早期的沉積物溫度梯度測量中,發揮了積極的作用。隨著社會的進步,設備制造技術的發展,人們不僅對沉積物熱流原位測量中的溫度梯度感興趣,而且更加關注沉積物熱導率的原位測量問題。

2.2海底沉積物熱導率測量

熱導率與物質的組成、結構、密度、溫度及壓強有關。海底沉積物熱導率測量技術的發展,歷經幾十年的探索,由原始的水分法、細針探測法,逐漸發展到了原位測量法。水分法是依據Ratcliffe(1960)關于海洋沉積物熱導率與水分的關系,通過測定沉積物的水分,不需要特殊的儀器,即可估算熱導率值。細針探測法(VonHerzenandMaxwell,1959)是通過均勻的電阻絲,給圓柱小探針連續加熱,溫升隨時間增加,逼近一條對數漸進線,漸進線的斜率正比于探針周圍材料的熱阻率。其研究證明,該方法需從海底取回沉積物樣品在實驗室內測量,同時把溫度和壓力修正到沉積物在海底的條件,勢必造成熱導率和溫度梯度不在同一站位測定的問題。所以要尋找一種能在同一站位獲得熱導率和溫度梯度兩種參數的測量方法,而不必取樣,這正是我們研究的海底原位熱導率測量方法。

2.2.1連續加熱線源法

連續加熱線源法,由Sclater等人于1969年用于海底沉積物的熱導率測量[5],它把探針理想化為無限長的完全導熱圓柱,通過恒定電流對其加熱,探針內加熱電阻絲的溫度升高快慢程度與沉積物的熱導率有關,沉積物的導熱性能差,溫度升高快;沉積物的導熱性能好,溫度升高慢。沉積物的熱導率k與探針內加熱電阻絲表面的溫升關系,可以通過求解無限長圓柱體的導熱微分方程來得到[6],當時間t=0時,探針的溫度為T0;時間t時的溫度T為:

其中T1是探針周圍沉積物的平衡溫度。沿圓柱長度加上一恒定的熱量Q,就可以測定熱導率κ,假設開始時溫度為零,則有(Jaeger,1956[7)]:

(8)式中T1和T0是可求的,所以熱導率κ就可以用最小二乘法對測量溫度進行擬合。

上世紀80年代初期,上述方法在美國伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)得到了進一步的發展和應用,但其致命弱點是,海底沉積物含水量很大,持續供熱導致探針溫度不斷升高,很容易導致探針周圍的孔隙水發生對流,而使根據熱傳導方程推導的公式帶來很大的誤差;其次海上作業時間長,船的漂移難以控制,機械擾動嚴重以及持續供熱需要大量的電能等問題,故這種技術沒有得到廣泛的應用。

2.2.2脈沖加熱法

1979年,Liste(r李斯特)在Bullard型熱流計的基礎上,進行了大膽、徹底的革新,首先將Bullard型熱流計點熱敏元件保留在兩端不動,在中間插入熱敏元件組。點熱敏元件仍然完成地溫梯度的測量,熱敏元件組測量熱脈沖后的平均溫度,用于計算沉積物的熱導率。隨著科學技術的發展和進步,Liste(r李斯特)在記錄方式上采用了數字化格式,使其測量精度得到提升。這樣Liste(r李斯特)在Bullard型熱流計的基礎上利用“熱線源法”的理論,完成了海底沉積物地溫梯度和沉積物熱導率原位測量的技術革新,即海底沉積物熱導率原位測量技術[8]。

探針插入海底沉積物,加上熱脈沖后,可以把探針看作是處于沉積物溫度之上的、恒定的初始溫度T0的條件下,假設沒有接觸電阻(對于海洋沉積物,這假設大多正確),那么在時間t,探針的溫度Tτ為:

式中:k是沉積物的擴散系數;a是探針的半徑;c是沉積物的比熱;ρ是沉積物的密度;S是探針單位長度的熱容;τ定義為探針的熱時間常數;α是沉積物熱容與探針材料熱容之比的兩倍,J(nX)和Y(nX)分別為是n階貝塞爾函數的第一項和第二項。

當探針的熱時間常數τ>1時,Bullard函數為:

脈沖加熱法是在探針內不僅裝有一組熱敏元件,同時還包括一根加熱電阻絲,當儀器倉控制電路給電阻絲瞬間加熱后,電阻絲會使探針溫度突然升高,然后隨時間緩慢衰減,熱敏元件組記錄溫度隨時間的變化,最終依據計算出熱導率。

通過對連續加熱線源法與脈沖加熱法兩種技術進行比較,脈沖加熱法應用較為廣泛。

3海底熱流原位測量技術需要解決的幾個問題

3.1提高探針自行插入的能力

一般熱流原位測量設備在海上使用的成本較高,由于波浪、海流及風的作用,海洋的工作環境相當復雜,要求測量設備必須插得住,同時需要在沉積物中保持10～20min才能達到溫度平衡,此時船舶可漂移400～500m。表1是三個航次探針插入沉積物的實際情況[9,10]。

通過對三個航次的測量結果分析,地熱探針的結構設計必須在保證剛度的前提下,對探針水中的運動特性和插入沉積物瞬間的力學特性進行反復計算和演算,用于確定最佳配重和外形設計的依據,這樣就會減少由于測量設備帶來的拖倒、拉斷及丟失。

3.2提高海上測量的準確度

目前對同一調查站位,采用在冬季和夏季進行重復測量,根據觀測資料來確定海水溫度變化對地殼熱流的影響程度,判定水溫變化隨海底地殼深度衰減的情況。研究發現,直到海底之下6～7m二者方趨于一致,這說明6～7m之下,水溫變化的影響已大幅度減弱。而目前地熱探針長度一般為3.0～4.5m,這樣增加了海上重復探測的工作量,為了減少重復,加長地熱探針,使下插深度增大,以盡可能采用下部熱敏元件的記錄來進行資料處理。

3.3常年觀測系統

研究業已證明海洋底層水溫變化大,大氣溫度的日變化可影響到海底以下5m左右,氣溫的年變化可影響到海底以下50m。而對于水體則影響更深,再加上海流、波浪、潮汐的混合作用,氣溫變化的影響可波及到1500～2000m深的水體。而水溫的變化又直接作用于海底沉積物。通過大量的實測溫度分析可以看出,溫度隨深度呈非線性變化,特別是海底之下0～5m范圍內,溫度變化更加復雜,由此可見,地表因素的影響非常大。但如何從地熱資料中消除這些淺層影響,而得出真正來自地下深處的熱信息也是一個未解的難題。如果在海上作業中,首先在預定站位投放一長期溫度監測設備,自動記錄沉積物和底層海水的溫度變化。可以通過聲通訊設備定時發送到岸站,可獲得常年的溫度變化記錄,從而設計計算程序,消除淺層因素的影響;同時,也為防災減災提供原始的連續資料。

4結束語

本文分析了海底沉積物熱流探測技術的發展與理論的建立,鑒于我國目前在該技術領域的工作開展還比較薄弱,極大的限制了我國海洋熱流探測和應用。因此,在充分認識和了解海洋熱流探測技術的發展和現狀的情況下,開發我國具有自主知識產權的海洋熱流原位探測技術刻不容緩。

參考文獻:

[1]DLTurcotte,GSchubert,Geodynamics.Applicationsofcontinuumphysicstogeologicalproblems[M].JohnWiley&Son(slstedition),1982,134-137.

[2]BullardEC.TheflowofheatthroughtheflooroftheAtlanticocean[J].ProcRSocLondonSerA,1954,222:408-429.

[3]BullardEC,DayA.TheflowofheatthroughtheflooroftheAtlanticocean[J].GeophysJRastronSoc,1961,4:282-292.

[4]GerardR,LangsethMG,EwingM.ThermalgradientmeasurementsinthewaterandbottomsedimentofwesternAtlantic[J].JGeophysRes,1962,67:785-803.

[5]SclaterJG,CorryCE.In-situmeasurementofthethermalconductivityofocean-floorsediments[J].JGeophysRes,1969,74:1070-1081.

[6]榮.海洋地熱研究中沉積物熱導率原位測定[J].海洋技術,1988,7(1):24-33.

[7]JaegerJC.Conductionofheatinaninfiniteregionboundedinternallybyacircularcylinderofaperfectconductor[J].AustralianJPhysics,1956,9:167-179.

[8]ListerCRB.Measurementofin-situconductivitybymeansofaBullard-typeprobe[J].GeophysJ,1970,19:521-533.

[9]李乃勝.沖繩海槽地熱[M].青島:青島出版社,1995,7-67.

[10]李乃勝.中國東部海域及周邊地殼熱流初探[J].海洋科學,1992,2:48-51.

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【關鍵詞】園區網;網絡性能;帶寬;時延;性能測量系統

1.系統設計

系統框架設計：

該系統主要包括用戶界面管理模塊，業務處理模塊，數據包的發送模塊，數據包的捕獲模塊，協議解析模塊，存儲模塊等六大模塊。其系統設計結構圖如圖1所示。

圖1 系統設計結構圖

下面對各組成模塊做如下簡要說明：

（1）用戶界面管理模塊

該模塊的主要功能是能讓用戶手動輸入內容并將查詢的內容呈現給用戶。

（2）業務處理模塊

該模塊的主要功能是以業務邊界為限制，進行業務類的封裝。

（3）數據包的發送模塊

該模塊的主要功能是利用用戶界面管理模塊對各種協議的數據包進行封裝，還可以進行網絡性能探測數據包的封裝，構造完成后進行數據包的發送。

（4）數據包的捕獲模塊

該模塊的主要功能是捕獲到所有經過網卡的數據包，還可以根據過濾條件捕獲特定的網絡探測數據包。

（5）協議解析模塊。該模塊的主要功能是對捕獲的數據包進行解析，對特定的探測數據包進行數據的分析和統計并且計算網絡的帶寬和延遲。

（6）存儲模塊

該模塊的主要功能是存儲接收端接收到的網絡探測數據包并且對接收端計算的網絡帶寬和延遲也進行存儲，以便用戶對數據庫中的網絡帶寬的變化情況進行實時的跟蹤和了解。

2.系統功能介紹

對網絡協議發生器而言，該系統主要的操作對象是用戶，它們的操作主要包括協議構造管理，數據包發送管理，數據包捕獲管理，數據包分析管理和存儲模塊這五大功能模塊。

2.1 協議構造管理模塊

本軟件系統要求用戶可以構造不同協議的數據包，還可以構造能夠探測網絡性能的網絡探測數據包，用戶可以設置要發送的數據包各層協議首部的內容。

2.2 數據包發送模塊

數據包發送模塊包括兩個部分，一部分是用戶可以任意構造不同協議的數據包。另一部分是用戶必須嚴格按照網絡探測數據包的格式構造數據包。

2.3 數據包捕獲模塊

數據包捕獲模塊也包括兩個部分，一部分是用戶可以捕獲所有經過本網卡的數據包。另一部分是用戶可以篩選出滿足過濾條件的網絡探測數據包。

2.4 數據包分析模塊

數據包分析模塊也包括兩部分功能：一部分是可以對經過網卡的所有數據包進行分析，按照TCP/IP協議棧的原理，對捕獲的數據包進行解析，從數據鏈路層開始。首先分析數據鏈路層的協議，如以太網協議等。其次在根據以太網的分析結果在分析網絡層的協議，如IP協議。分析了網絡層協議以后，就可以對應用層上的協議如TCP，UDP進行分析了。最后分析應用層的協議。

2.5 存儲模塊

存儲模塊的功能也包括如下兩個部分：一部分是用來存儲主機在某個時刻的流量信息（包括總的流量，上傳流量，下載流量）。另一部分用來存儲捕獲的網絡探測數據包的相關信息（包括：源IP地址，目的IP地址，數據包的類型，大小，發送的時間戳和接收的時間戳，計算的某段時間的網絡的帶寬和延遲等信息），形成圖表的形式以方便用戶查看某一時刻網絡的性能和主機的流量信息。

3.系統流程圖設計

數據包發送和捕獲技術是網絡協議發生器的關鍵技術，如果在一個繁忙的網絡上進行數據包的發送和截獲，而不設置過濾器，那得到的數據包會非常多，導致我們的應用程序響應失敗，因此對于網絡協議發生器進行必要的性能優化，考慮到用多線程來進行數據包的發送和數據包的捕獲操作，于是在程序中使用了兩個線程：一個線程是構造數據包和數據包的發送線程。

另一個線程是過濾數據包和數據包的捕獲線程?？紤]到能高速的發送數據包，我們應該將數據包發送線程的優先級設置為高優先級。下面通過流程圖來介紹我們的網絡協議發生器：

圖2 多線程系統流程圖

4.網絡性能測量系統的應用

我們利用這個網絡性能測量系統對現有的性能測量方法進行了實驗與數據分析，實驗的內容由以下幾小節進行簡要的說明

4.1 VPS逐跳帶寬測量方法的實現

4.1.1 實驗平臺

圖3 網絡拓撲結構

搭建如圖所示的網絡拓撲結構，計算機2號是背景流的發送端，計算機4號是背景流量的接收端，計算機1號是網絡探測數據包的發送端，計算機3號是網絡探測數據包的接收端。每段鏈路的帶寬如圖所示都為10Mb。

4.1.2 背景流下的精度分析

本實驗采用的是局域網流量產生器，通過設置產生數據包的大小和傳輸的速率來控制路徑的背景流量的大小，我們讓它的背景流量分別為0Mb，1Mb，3Mb，5Mb，7Mb，9Mb。即背景流占鏈路帶寬容量的0%，10%，30%，50%，70%，90%。

VPS算法：

針對每次測量實驗中獲得的可用帶寬值的大小，分別計算出在各速率的背景流下的可用帶寬的大?。ㄒ姳?）。

4.2 基于探測報文間隔模型的可用帶寬測量方法的實現

4.2.1 實驗平臺

圖4 網絡拓撲結構

搭建如圖4所示的網絡拓撲結構，計算機2號是背景流的發送端，計算機4號是背景流量的接收端，計算機1號是網絡探測數據包的發送端，計算機3號是網絡探測數據包的接收端。計算機4號和計算機3號與路由器之間的帶寬為10Mb，既是緊鏈路又是瓶頸鏈路即窄鏈路，因為此算法在測量之前必須保證緊鏈路和窄鏈路是同一條路徑。背景流量的控制與VPS算法的是一致的。

4.2.2 Spruce算法

針對每次測量實驗中獲得的可用帶寬值的大小，分別計算出在各速率的背景流下的可用帶寬的大?。ㄒ姳?）。

4.3 基于自擁塞模型的可用帶寬測量方法的實現

4.3.1 實驗平臺

圖5

圖6

背景流量的控制與VPS算法的是一致的。

4.3.2 PathLoad算法

針對每次測量實驗中獲得的可用帶寬值的大小，分別計算出在各速率的背景流下的可用帶寬的大小見表3。其中可用帶寬范圍的中間值即為測量的帶寬。通過上述的測量結果，我們經過統計分析出這3種帶寬測量算法的誤差比如圖6所示。

5.結論

隨著網絡應用的不斷普及和網絡技術的不斷發展，新的協議層出不窮，為了讓學生更好的了解各種協議的組成部分并且深入理解TCP/IP協議棧，本文除了深入研究網絡數據包構造技術，數據包捕獲技術以及各類網絡協議分析方法以外，根據需求還設計出了一個網絡性能測量系統，該網絡性能測量系統的創新之處在于：

（1）研究了以太網幀的幀格式以及基于 TCP/IP 協議族的數據報文格式，為深入理解協議分析的原理以及過程奠定堅實的理論基礎。

（2）該軟件界面簡潔，方便用戶操作，并且可以根據需要手動添加網絡協議，達到了很好的擴展性。

（3）可以通過發送探測數據包，實時了解網絡的動態，對于發現網絡故障，提高網絡的服務質量提供了很好的幫助。

（4）基于多線程的網絡性能測量系統，可以模擬多個會話，從而可以提高系統的性能，提高程序的運行效率，更好的為用戶服務。

（5）利用這個網絡性能測量軟件，我們對現有的算法進行實際測量，通過對數據進行比較分析，找出測量誤差最小的算法，為下一步改進該算法奠定基礎。

參考文獻

[1]孫悅敏.網絡協議分析方法的研究[C].中國學位論文全文數據庫.2011.1

[2]謝小特，王勇軍.專有網絡協議數據包分析軟件的設計與實現[D].中國學位論文全文數據庫，2008.4

[3]王龍.網絡協議分析工具的設計與實現[D].中國學位論文全文數據庫，2011.

[4]黃俊杰.基于Linux的網絡協議學習系統[D].中國學位論文全文數據庫，2009.

[5]楊洪春.利用網絡協議分析器分析TCP_IP協議[D].中國學位論文全文數據庫

[6]岳彩祥.基于主機的網絡協議分析[D].中國學位論文全文數據庫，2010.

[7]王俊峰.高速互聯網性能測量若干關鍵技術研究[D].中國學位論文全文數據庫，2004.

[8]劉敏，李忠誠，過曉冰，鄧輝.端到端的可用帶寬測量方法[J].軟件學報，2006.

[9]賈圣文.互聯網主動帶寬測量技術研究[D].中國學位論文全文數據庫.2011.

[10]李廉.基于園區網的高帶寬實時流媒體應用關鍵技術的研究[D].中國學位論文全文數據庫，2012.

[11] The Probe Gap Model can Underestimate the Available BandWidth of

Multihop Paths.

[12]PathLoad：a Measurement tool for end-to-end available bandwidth

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【關鍵詞】開關柜；特征氣體；診斷

高壓開關柜在電力系統中擔負著關合及斷開電力線路、保護系統安全的雙重功能，隨著電力系統向著高電壓、大機組、大容量的迅速發展，電網日益擴大以及變電站無人值班管理模式和綜合自動化的普及推廣，高壓開關柜的安全運行越來越重要。高壓開關柜內閘刀觸頭、電力電纜進出線的接頭接觸不良時，接觸電阻增大，在負載電流流過時會產生發熱現象，過熱會引起金屬材料的機械強度下降，絕緣材料老化并可能導致擊穿，形成事故。在高壓開關柜中，固體絕緣中的空穴、不同特性的絕緣層之間，以及金屬（或半導電）電極的尖銳邊緣處，由于氣體的擊穿場強比固體介質低得多，氣體中的電場又比固體介質中高，往往在氣隙的部位產生局部放電。這些局部放電會造成電介質絕緣強度逐步下降，最終導致絕緣的損壞。此外，高壓開關柜中還存在SF6氣體的泄漏，同樣會造成設備性能的下降。因此，測量和監視高壓開關柜內的運行狀態，是避免重大事故發生及控制故障惡化的有力手段，對于保證高壓開關柜的正常運行，提高電力系統的運行可靠性和自動化程度具有非常重要的意義。

目前已有的各個測試系統存在各種各樣的缺陷，并且各種方法只能實現對某一種故障的監測，還無法實現對高壓開關柜的運行狀態準確監測。針對于上述的情況，針對于上述的情況，對高壓開關柜在運行過程中各故障狀態下的氣體成分進行了分析，發現各種故障狀態下，高壓開關內部會產生不同的特征氣體。由此可見，采用變壓器油色譜測試的原理，通過對不同特征氣體的分析，可以實現對高壓開關柜運行狀態的監測。基于上述的原理，本論文介紹了基于故障氣體原理開發了便攜式開關柜故障探測裝置，該系統通過提取開關柜運行過程中所形成的氣體，采用氣敏傳感器對各種氣體成分進行分析，從而對開關柜的運行狀態做出可靠判斷，確保高壓開關柜的安全運行。

一、開關柜內部故障的特征氣體分析

對于采用SF6斷路器的小車式開關柜，最容易發生的異常是接頭發熱、SF6氣體泄漏和局部放電。下文將分別研究每種異常狀況的特征氣體特點。

1.接頭發熱

接頭發熱是一次設備的常見故障，對于常用的小車式開關設備，由于其斷路器小車經常被移進移出，斷路器的觸指和觸頭很容易受到撞擊等外力作用而變形，導致接觸不良而發熱，另外其電纜接頭也是發熱故障的高發部位，由于開關柜內部發熱幾乎不能早期發覺，接頭發熱故障對于開關柜的安全運行事關重大。接頭發熱產生的特征氣體比較復雜，各種氣體的組分和濃度隨發熱溫度和接頭材料的不同而不同，主要特征氣體有以下幾種：

a.烷烴和硫化氫——主要是接頭電力脂、脂、示溫蠟片中雜質受熱分解產生，由于斷路器觸頭無一例外地涂有脂，如果接頭發熱，凡士林融化導致內部少量碳原子數量較少的烷烴和硫化物等雜質氣化而分布在柜內的空氣中，由于各種氣體傳感器對于烷烴等可燃氣體靈敏度極高，因此很容易檢出。

b.單質銅和氧化銅顆?！绻麥囟冗^高，接頭的銅會逐步氧化發黑形成氧化銅，極少量的氧化銅和單質銅會升華進入空氣，并產生微量煙霧。

c.絕緣材料分解氣體——發熱接頭附近的絕緣材料（如環氧樹脂）受熱也會產生一定特殊氣體，另外接頭部位的灰塵受熱也會產生特殊氣體，主要有氫溴酸、胺類、腈類、酚類、烷烴、醛類、氮氧化物，多環芳烴、雜環族化合物、羥基化合物等。

2.局部放電

局部放電也是一次設備的常見故障，空氣中的放電現象會產生氮氧化合物、臭氧和負離子，因此對于空氣中的局部放電，如沿面放電等，可采用探測上述氣體的傳感器進行探測，對于固體介質內部的局部放電則沒有作用。

3.SF6泄漏

絕大部分的小車式開關柜均為裝設斷路器SF6壓力表或密度繼電器，如發生SF6泄漏，只有等到壓力低于報警或閉鎖值時，才能通過處罰壓力接點的方式用光子牌、指示燈間接顯示出來，如果壓力接點失靈，SF6氣體即使漏完運行人員也無法知道，如果此時操作斷路器可能導致設備爆炸的嚴重后果，因此采用另一種手段探測SF6泄漏也很有必要。由于現有的SF6氣體傳感器能檢測到0.1ppm以下濃度的SF6氣體，因此開關柜內部的SF6泄漏應該能很容易地檢出。

二、氣體傳感器設計

1.傳感器的選擇

通過對不同傳感器的性能比較，分析了各種傳感器在壽命、靈敏度、成本、加熱功耗和反應速度方面的優缺點，本論文提出了采用電化學可燃氣體傳感器+離子型煙霧傳感器+TGS型空氣質量傳感器”檢測接頭發熱、大氣型臭氧傳感器檢測局部放電、環境監測型SF6傳感器檢測SF6的方案。

接頭發熱采用電化學可燃氣體傳感器，該傳感器靈敏度很高，用其可滿意地檢出微量的硫化氫或其他可燃氣體；游離碳、游離狀氧化銅和單質銅用氣體傳感器較難檢出，為了提高檢測性能，又加上了離子型煙霧傳感器，這樣如果柜內有極少量的煙霧顆粒，也能及時檢出，通過聯合使用2種不同原理的氣體傳感器，就能較可靠地探測出開關柜內部發熱異常。局部放電和SF6泄漏的檢測分別采用O3/S-5型大氣監測用臭氧傳感器和SM-SF6型SF6氣體傳感器，該兩種傳感器的檢出靈敏度都在0.1ppm以下，足以探測開關柜內部的SF6氣體泄漏和表面局部放電現象。

2.氣體傳感器的典型應用電路

氣體傳感器是一種將特征氣體濃度量轉化為電量的傳感器，大部分氣體傳感器都采用電阻率變化的方式輸出信號，當環境中某種特征氣體含量較低時，傳感器電阻較大，當該氣體濃度增大后，傳感器電阻減小，大部分氣體傳感器的電阻在一定范圍內都能與氣體濃度成比例變化，具有較高的線性度。

典型的采用加熱方式工作的氣體傳感器電路如圖1所示，傳感器的1、2端口為加熱端口，3、4端口為輸出端口，R2為加熱端口的限流電阻，用以將加熱電流調整到傳感器所規定的電流值，R1為輸出端負載電阻，當傳感器啟動后，需要加熱一段時間，加熱完畢后即能工作，此時3、4端口的電阻值會隨著外界氣體濃度的變化而變化，從而使R1上的電流和輸出端的電壓變化，起到監測氣體濃度的作用。

三、系統結構設計

通過上述的研究，本論文對整個測試系統進行了設計，其整個原理如圖2所示。

從上述監測系統的結構框圖可以看出，整個系統由CPU控制系統、按鍵、液晶顯示屏、通信總線、A/D數據采集單元、局部放電探測單元、SF6泄漏探測單元和觸頭過熱探測單元所構成。整個系統的工作過程為：首先采用抽氣的方式，將開關柜內的運行氣體送入到各測量單元中，利用局部放電探測單元、SF6泄漏探測單元和觸頭過熱探測單元中的氣敏傳感器對各種故障的特征氣體進行測量，實現非電量向電量的轉換，接著將各測試信號傳到A/D數據采集單元，將模擬信號轉換成數字信號，最后將數字信號送入CPU控制單元中，對采集的數據進行歸類、統計分析，將測試結果和分析結果顯示在液晶屏中，其顯示的內容可通過按鍵進行更改。此外，整個系統還可以通過通信總線，將測試結果上傳至監控中心。

四、測試電路設計

針對于上述電路的框架，本論文對其的測量電路進行了設計，其原理如圖3所示。

從圖3中可以看出，整個測試電路由模擬開關、AD采樣電路和MCU組成，其工作原理：首先將測量信號（如熱信號、局部放電信號等）接入模擬開關，然后利用MCU控制模擬開關，實現對其分時控制，將模擬信號輸入AD采集單元中，接著MCU控制AD采集單元實現對其模擬量的數字轉換，從而實現對被測量的測量。

五、系統軟件設計

根據上述的測量電路，對其控制軟件進行了設計，其程序的流程框圖如圖4所示。從圖中可以看出，整個程序的流程為：首先對系統進行初始化，如接口的電平、寄存器初值的設定，中斷的關閉等，然后控制模擬開關，使模擬信號進入AD的輸入端，接著對其進行模數轉換，實現對模擬量的分時采樣，然后對所測量的數據進行分析，對高壓開關柜的運行狀態作出判斷。

六、樣機的效果測試

鑒于要尋找內部存在異常的運行開關柜比較困難，因此設計了一些模擬實驗，來驗證該樣機的實際效果，試驗結果如表1所示，圖4為測量程序流程圖。

七、結論

本文說明了空氣絕緣開關柜內部異常早期探測的必要性，提出一種通過檢測開關柜內空氣質量和特征氣體組分的方式，來探測空氣絕緣開關柜內部異常狀態的方法。通過理論分析和實驗證明了其具有較高的可行性和實用性，對于接頭發熱、表面放電和SF6泄漏異常具有較高的檢出率，能夠實現對高壓開關柜的監測。

參考文獻

[1]吳家棍，孫良彥.傳感器技術[J].1997（1）：18-21.

[2]尚文，劉杏芹，湯笑婷.應用化學[J].1998（2）：60-63.

[3]陳爾紹.傳感器實用裝置制作集錦[M].北京：人民郵電出版社，2000（4）.

[4]陸凡，王小平等.傳感器技術[J].1997，26（3）：5-6.

[5]彭軍.傳感器與檢測技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.

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關鍵詞：火宅，漏電報警器

 

一、電氣火災的原因和危害性

我國的電氣火災大部分都是因漏電和短路而引發的，在低壓配電系統中，電氣線路的漏電和短路是導致電氣火災發生的根源和重要原因之一，并對國家經濟和人民生命財產構成了很大的威脅，應引起大家高度的警惕和重視。

當電氣線路和電氣設備的絕緣受到損傷而導致接地故障，主要是指相線對地或與地有聯系的導電體之間的短路，包括相線與大地、PE線、PEN線、配電和用電設備的金屬外殼、敷線鋼管、橋架線槽、建筑物金屬構件、上下水和采暖、通風等管道以及金屬屋面、水面等之間的短路?？萍颊撐?，火宅。當發生接地短路時在接地故障持續的時間內，與它有關聯的電氣設備和管道的外露可導電部分對地和裝置外的可導電部分間存在故障電壓。此電壓可使人身遭受電擊，也可因對地的電弧或火花引起火災或爆炸，造成嚴重的經濟和生命財產損失。

電氣短路主要包括金屬性短路和接地電弧性短路兩種：金屬性短路是由導體間直接接觸，如相與相之間、相與N線之間短路，其短路電流大，短路點往往被高溫熔焊，金屬線芯產生高溫以至熾熱，絕緣被劇烈氧化而自燃，火災危險甚大，但金屬性短路產生的大短路電流能使斷路器瞬時動作切斷電源，火災往往得以避免；接地電弧性短路是因短路電流受阻抗影響，電弧長時間延續，而電弧引起的局部溫度可高達2000℃以上，足以引燃附近可燃物質引起火災，但由于接地故障引起的短路電流較小，不足以使一般斷路器動作跳閘切斷電源，可見接地電弧性短路引起的火災危險遠遠大于金屬性短路?？萍颊撐?，火宅。電氣短路以單相接地故障居多，電氣火災的危險則以接地電弧性短路為最嚴重。另外不論是TN系統還是TT系統，接地故障回路的阻抗都大于帶電導體短路回路的阻抗，這也是形成接地電弧性短路的一個重要原因。

通過分析電氣火災的原因，在低壓電氣線路上加裝防火漏電報警就是一種行之有效的防范措施。通過防火漏電報警系統，能夠準確地監控電氣線路的故障和異常狀態，提早預警發現電氣火災的隱患，及時報警提醒人員去消除這些隱患，避免火災給國家經濟和人民生命財產造成巨大損失，把電氣引發火災消滅在萌芽狀態。

二、防火漏電報警的內容組成及功能特點

防火漏電報警以帶激勵脫扣器的塑殼式斷路器為主開關，另外配備各種采集、記憶、通訊等元器件，集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、防雷、防誤合閘、故障類型識別、強制斷電等各種保護功能于一體，并具有來電顯示、聲光報警和本機自檢功能。防火漏電報警主要作為剩余電流式電氣火災監控探測器使用，并通過防火漏電報警系統。對電氣線路的故障和異常狀態進行實時監控，使被動防火變為主動防火，實現集中監控和管理的目標。其主動性功能特點如下：

1）系統啟動后首先對電氣線路進行全面運行檢測，以便及時發現和消除電氣火災隱患。當不存在電氣火災隱患時才允許開關合閘接通，若存在電氣故障時提前預警并可以斷開回路，未排除電氣故障前拒絕合閘接通，確保低壓配電系統安全可靠運行。

2）在低壓配電系統中，對電氣線路的運行狀況實行全天候在線自動安全監控，自動跟蹤診斷電氣故障，分析和識別故障類型，并發出聲光和語音報警，通知電氣維護人員及時排除故障，把電氣火災隱患消滅在萌芽狀態。真正做到“智能監控，防患于未然”?？萍颊撐?，火宅。

3）防火漏電報警采用了微電腦(PIC單片機)自動控制技術，取代了傳統被動式機械熱效應控制技術，全面實現升級換代，分斷速度更快，實測數據只有0.04秒，比傳統開關動作速度縮短了數倍，分斷速度越快，所產生的電氣火花就越小，一旦發生故障能快速切斷，增強了安全可靠性。

4）系統具備“黑匣子”記憶功能。通過一臺電腦在5km范圍之內，可對多臺防火漏電報警實現遠程監控。隨時可關斷或接通用戶供電線路，隨時可查詢用戶供電線路安全用電情況，隨時調閱每臺防火漏電報警當前或歷史運行情況，一旦發生漏電、過載、短路等故障時能準確在電腦界面上顯示出發生故障的供電線路具置和發生故障的時間。使故障發生的原因一目了然，便于維護和管理。

5）系統采用智能化網絡管理。采用RS485／RS422四線制全雙工通訊模式，傳輸距離在5km以內。科技論文，火宅。同時可與煙感、溫感或可燃氣體探測器及火災自動報警系統中心實行聯動控制，把配電與消防系統有機結合起來，實現雙重報警和控制功能，大大提高了對漏電火災監控的可靠性和保護性，從根本上解決了電氣火災誤報和漏報現象，全面主動防御電氣火災事故的發生?？萍颊撐?，火宅。

6）系統實行多功能全面保護，除傳統的漏電、過載、短路保護外，又增加了防止過壓、欠壓、雷電感應和誤操作等防護措施，以避免對電氣設備的損壞，造成不必要的經濟損失。

三、防火漏電報警系統的實際應用

防火漏電報警系統由防火漏電報警、集線器、中繼器、轉換器、臺式監控主機或電腦等設備組成。系統以防火漏電報警作為剩余電流式電氣火災監控探測器使用，集各種保護功能為―體，擔負起各種電氣故障的實時檢測、采集和發送任務，并具有來電顯示、聲光報警和本機自檢功能，對過電流、剩余動作電流、動作與延時時間等各種參數值進行現場或實測后設定。采用先進的動態閾值檢測和自動判斷技術、高靈敏度剩余電流探測、新型故障數學模擬算法和現場總線技術，為智能遠程監控的實施起到了重要的作用。

系統對電氣線路的運行狀況實行全天候在線自動安全監控，隨時檢查各用戶安全用電情況，可接通或分斷用戶電源，并具備“黑匣子”記憶功能。準確報出故障線路地址，監視故障點的變化，滿足了《新高規》中，“儲存各種故障和操作試驗信號，信息存儲時間不應少于12個月；切斷漏電線路上的電源，并顯示其狀態；顯示系統電源狀態”等要求。

系統可實現獨立監控，監控主機單獨設置在值班室或消防控制室內。也可采用通訊接口與火災自動報警系統聯網運行，實現雙重報警和控制功能，監控主機可與消防系統設備共用，設置在消防控制室內，達到集中監控和管理的目的。

四、總結

在低壓電氣線路上安裝防火漏電報警這是有效可行的方法。通過防火漏電報警系統，能夠準確地監控電氣線路的故障和異常狀態，并報出故障線路地址?？萍颊撐?，火宅。監視故障點的變化，隨時儲存和記錄故障信息情況，提早發現電氣火災的隱患，及時報警提醒人員去消除這些隱患，避免電氣火災發生，把電氣火災的消滅在萌芽狀態。

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此項新研究的思想靈感來自于近期“隱形斗蓬”的技術，所謂的“隱形斗蓬”就是讓可見光發生彎曲，從而讓目標產生隱形效果。隱形的原理就是，光線發生彎曲繞過目標物體而不是直接照射到目標物體上，這樣光線就不會被散射并反射到觀測者的視野范圍之內，物體表面上看似乎消失了。

美國康奈爾大學科學家采用了相似的方法產生一個時間漏洞，盡管只是很短一瞬間的事，但時間停滯的效果持續約為每秒的40萬億分之一?？的螤柎髮W物理學家阿歷克斯-加耶塔是該項研究的首席作者。加耶塔介紹說，“想象一下，你能夠將光線轉向，讓時間變慢，然后再加速，這樣你就可以在光束中產生一個缺口。在這種情況下，發生于那一瞬間的事件將不會散射光線，看起來就好像那件事從未發生過。”

加耶塔舉例說，“在博物館中，有時會利用激光束掃描來保護無價的藝術珍品。探測器的激光束在不斷來回掃描，突然激光束被擋住或被保護區沒有激光，比如你走過激光束照射的地方，此時警報就會響起。但是，如果某種設備能夠讓一部分激光束加速，一部分激光束減速，這樣就會出現瞬間無激光束的情況。此時你再走過相同的位置，這樣探測器就永遠發現不了發生過

何事?！?/p>

讓時間靜止

加耶塔等人的研究成果近期發表于《自然》雜志之上。在論文中，研究人員介紹了時間停滯的實驗過程。探測器照射出一束激光束，然后激光束穿過一種名為“時間透鏡”的設備。和傳統的透鏡能夠在空間上將光線發生彎曲一樣，時間透鏡能夠使得光線出現暫時的分隔（非空間上的）。加耶塔介紹說，“在時間域中，這是一種能夠真正控制光束屬性的方法?！?/p>

論文的聯合作者、康奈爾大學應用與工程物理學院科學家莫蒂-弗雷德曼據此設計了一種特殊的實現方法，“這種方法通過改變激光束的頻率與波長，從而使其以不同的速率傳播，這樣就產生一種（時間）間隙?！比缓?，時間漏洞的另一側還有第二束脈沖激光，這束脈沖激光的作用就是從相反的方向改變激光束的屬性，從而讓激光束恢復到原有的屬性。在實驗中，發生于時間漏洞之中的事件，都可以逃避探測器的探測。

美國羅徹斯特大學光學研究所科學家史志民（Zhimin Shi）介紹說，“這是首例真正產生時間間隙的實驗，也是首例實現物體在空間和時間上同時隱形的實驗。”史志民并沒有參與到該項

研究。

時間隱形

盡管這項研究仍處于最初期階段，但是這種對時間的操作將有著很廣泛的應用前景。史志民表示，“我認為，可能人們還沒有對這種技術究竟有多大用途考慮太多。也許人們首先想到的是讓某事物隱形不被探測到，或者故意讓某事件處于‘斗蓬’

之中?！?/p>

不過，時間透鏡技術還有可能讓人悄無聲息地向不間斷的數據流中插入特定信息，這一行為可以做到天衣無縫，難以發現。弗雷德曼解釋說，“我認為，你可以將某些數據隱藏于即將進入光纖中的數據流中。利用時間透鏡，你可以隨心所欲地操縱數據，事后還可以還原?！?/p>

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【論文摘要】:黃河河道整治工程的穩定,關鍵在于根石基礎的穩定。險工、控導根石斷面的不足,是造成工程出險的主要原因,正確掌握根石坡度情況,無疑為防洪搶險決策提供重要的參考價值。目前,黃河上一直沿用人工錐探的方法來進行根石探測。筆者根據近幾年的實踐經驗,對人工錐探險工、控導根石的有效方法談幾點粗淺的認識。

1存在的問題

1.1探測的外邊界問題。通常我們在探測時,險工從根石臺、控導工程從口石開始向外探測,這可以稱作內邊界;向外探測至無根石為止,可以稱作外邊界。探測時,隨著水平距的增大,根石深度越來越深,人工錐探的難度也增大,當深度到達15米以上時,需要接3桿以上(每桿5米長),在遇到特殊地質(如淤泥、硬土層等),就無法繼續探測。再者,當水平距很大時,就算能探測到根石,也不好判斷是該壩的根石還是上游走失的根石。因此,進行根石探測時首先應確定一個合適的外邊界,這樣不僅可以提高工作效率,降低探測強度,而且能夠提高探測質量和精度,縮短探測時間,節省人員,節約資金。

1.2探測精度較低。現在的根石探測方法和原理決定了它的精度,探測時是否探測到根石、根石的來源及根石有多厚等均無法準確知道,而只能在米格紙圖上劃出一條坡度線粗略顯示。

在實際操作中,當探測主壩靠溜時,探測船難以按要求部位準確固定,或近或遠,或前或后的情況時有發生,所探點不一定在同一條垂直線上,從而影響了探測精度和準確數字,尤其是水流很急的部位,人工錐探將無法進行。另外,船上探測也經常受到限制,在大風天氣時也影響探測精度。

1.3探測資料整理問題。每壩探測完之后都要進行資料整理和分析?，F行的根石探測資料整理計算、繪圖主要有兩種,一種是沿用根石軟件探測管理系統。此軟件處理缺石量沿用險工根石臺、控導從口石開始計算的方法,難免出現誤差,計算根石的平均坡度時也存有誤差。在一種是人工計算、繪圖。把每垛壩岸現場實測的各項數據整理好后,再用人工按實測數據、比例,劃出一條坡度線顯示出來,然后對照圖進行計算、分析每段壩是否缺石或不缺石。這樣一來,單憑在圖上分析、觀察、計算根石量缺與否,是有相當大誤差的。有時也可能參照歷年探測資料進行對比,是否有無變化,敷衍了事,根本起不到真實的探測效果,失去了根石探測的重大意義。

1.4探測的安全問題。通過近幾年來根石探測的經驗來看,根石探測壩垛一般都是常年靠水的工程壩岸,水中探測難度較大,特別是水流速度較大,錐桿高度又在10—12米左右時,探測錐桿難以保持垂直,影響探測精度,且由于探測人員站在船邊向下錐探,船在水流的推動下,使船左右擺動,難以固定,加之工作面窄小,安全系是小,容易造成人員落入水中,發生事故。

2措施與建議

2.1對根石進行探測時,要確定探測邊界。探測邊界應控制在22米為宜。按1:1.5坡度計算,根石坡度達到15米時水平距為22米,因為測船長加上內邊界到水邊的平距就是22米左右。

2.2要加強根石探測方法的研究,加大投資力度,以高科技含量的探測技術代替傳統的錐桿探測。本人的初步想法是:開發研制一套鋼架式多用根石探測器。即:由測桿改為測繩探測;由傳統的船上探測改為在根石上和船上都能探測;由以前的皮尺丈量平距為行走滑車丈量;水深測量由以前的測桿丈量變為電子顯示數據。同時建立模擬試驗場地,選擇合適的壩岸對根石進行解剖,摸清根石界面及其分布形態。

2.3對于暫時無法探測的斷面,原則不予探測,在資料處理好后可以參照相臨斷面的情況,一旦具備探測條件時,擇機探測。

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消防工程專業電氣防火課程群建設的必要性

電氣火災高發的嚴峻形勢，使得電氣防火的教學工作任重道遠隨著經濟的發展，生產和生活用電量大幅度增加。據《國際能源展望2006》判斷，“十一五”期間，中國用電量年均增長約8．0%。至2015年，將達到4．5萬億千瓦時。按此發展計算，至2020年，將達到5．6萬億千瓦時。在用電量快速增長的同時，電氣火災近年來也頻繁發生［1］。據消防部門統計，20世紀90年代以來，電氣火災在全國總火災數中所占的比例一直居高不下。1997年～2007年的十年間，我國共發生重特大電氣火災1324起，直接經濟損失156526．2萬元，造成1936人死亡、1116人受傷，年均占有比例為31．56%、44．3%、28．3%、28．6%，表明重特大惡性火災多數為電氣火災［2，3］。由于電氣火災的形勢嚴峻，為了預防電氣火災頻發，有必要在消防工程專業開設電氣防火類課程，在該類課程中，講授電氣火災形成機理、從電源供配電、電氣設備與線路選擇、應急照明與疏散、防爆電氣以及防雷防靜電等設計源頭加強電氣防火措施。

火災監控技術是火災處置的最佳手段之一，其核心內容必然納入消防工程專業教學范圍火災監控實際上是火災探測報警和消防設備聯動控制的總稱，它是依據主動防火對策，以被監測的各類建筑物、油庫等為警戒對象，通過自動化手段實現早期火災探測、火災報警和消防設備聯動控制。所以，火災監控主要包括了火災探測、火災自動報警系統、自動滅火控制系統等?；馂谋O控技術的先進性和可靠性一直是消防行業探討的熱門課題。作為火災處置的最佳手段之一，有關火災監控技術的核心內容必然納入消防工程專業教學范圍。而火災監控技術是基于弱電技術，在建筑設計中，歸屬于電氣設置范圍，因此，火災監控技術的內容被納入電氣防火課程群。

開設電氣防火類課程已成為全國消防工程專業的共識由于電氣火災高發的形勢及火災監控技術的重要性，大部分地方高校消防工程專業均開設了電氣防火類課程［4］－［6］。7所地方高校均開設了電氣防火類課程。只是不同學校有不同側重，如中南大學和中國礦業大學側重于火災監控技術，西南林學院注重電氣防火技術，而沈陽航空工業學院、華北水利水電學院、南京工業大學對電氣防火和火災監控均開設了相關課程。這從一定程度上反映了電氣防火類課程的重要性。

消防工程專業電氣防火課程群體系設置及相互關系

與地方大學人才培養目標有所不同，武警學院消防工程專業畢業學員從事的是消防監督管理業務。電氣消防審核和電氣防火監督檢查是消防監督業務的重點和難點。因此，構建以《電氣防火及火災監控》課程為核心的電氣防火課程群體系在2010版人才培養方案中得到了充分的重視。電氣防火課程群體系如圖1所示。在圖1所列的課程中，《電氣防火及火災監控》、《消防電氣控制技術》為必修課程，其他課程為選修課程。從圖1可以看出《電氣防火及火災監控》課程的核心地位，并且該門課程由多門課程支撐，保證了課程間的相互聯系和融合，緊密銜接和漸次深化?！峨姎夥阑鸺盎馂谋O控》作為河北省精品課程，其課程體系相對成熟，課程內容完整，課程實踐豐富。各門課程圍繞該門課程來建設這是由它的主要內容決定的。該門課程的主要內容包括兩部分，一部分是電氣防火部分，在這部分內容中包括電氣火災原因分析、消防供配電系統、變配電所防火、電氣設備及線路防火、防爆電氣、防雷及防靜電等。圍繞其核心內容，必然需要《建筑供配電技術基礎》作為第一部分的知識補充。同時，對于電氣火災高發的現狀，可以運用先進的電氣防火檢測技術加以預防，因此，及時補充《建筑電氣防火檢測技術》選修課作為新技術的介紹。第二部分是火災監控部分，在部分內容中包括火災探測與信息處理概述、火災監控系統組成、火災監控系統的工程設計等。這部分火災監控技術知識相對完整，但是，對于不斷發展的、新的火災探測與信息處理技術可以由選修課《火災探測與信息處理》來完成補充。而對于消防設施的聯動控制需要加強專業基礎的學習，因此，開設了《消防電氣控制技術》必修課程講授技術的實現，而在《電氣防火及火災監控》課程中的聯動控制部分只講授聯動控制要求。同時，作為消防工程專業的學員，有必要加強對建筑消防設施的監管，因此，開設了《建筑消防設施維護與管理》選修課作為有益的必要補充。

電氣防火課程群改革的具體內容

近年來，電氣防火課程群一直在不斷改革。從課程內容、實踐環節、教學方式及手段、考核改革等方面作了大量工作。改革始終圍繞武警學院人才培養方案進行，按照公安部黨委構建“大教育”、“大培訓”格局的總要求，遵循高等教育基本規律，突出公安現役教育特色，以改革人才模式為切入點，以優化課程體系、深化教學內容改革為重點，著力培養學員的實踐能力和創新精神，積極構建課程教學、實驗教學、實戰訓練、日常練兵有機結合的教、學、練、戰一體化教學訓練體系，更好地滿足公安消防部隊對人才培養的新要求、新期待。因此，電氣防火課程群的改革目標是培養基礎理論扎實，專業知識深厚，實踐能力強，富有創新精神，能在公安消防部隊從事消防監督檢查、建設工程消防設計審核和竣工驗收等方面工作的應用型高級專門人才。圍繞這一改革目標，電氣防火課程群的改革核心是改革教學內容、完善實踐教學體系、更新教學方式及手段、改革考核方式等。

貼近消防實際，追蹤消防科技前沿，改革教學內容隨著經濟和科技的發展，新材料、新工藝不斷出現，不斷有新的標準和規范出臺或更新。教學內容必須要緊跟消防形勢加以調整。因此，在核心課程《電氣防火及火災監控》課程中，對電氣絕緣材料等級，依據最新的規范《電氣絕緣耐熱等級》進行了重新劃分;按2008版《民用建筑電氣設計規范》，對消防設備供配電、供配電系統防火等進行了教學內容更新;按防爆電氣設備的系列標準GB3836－2010，及時更新了防爆電氣設備的選擇;依據《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》，及時增加了電氣火災監控技術的相關內容，并且結合工程實例講解火災監控系統的工程應用。在選修課程《建筑消防設施維護與管理》、《建筑電氣防火檢測技術》和《火災探測與信息處理》課程中，更是強調了與消防科技前沿的結合，根據最新發展科技及時更新講義，始終帶給學員最新的消防前沿知識。課程建設小組2009年完成的學院教學改革項目“《電氣防火及火災監控》課程教學內容改革與實踐”獲得了專家組的好評。#p#分頁標題#e#

突出能力，強化實踐，完善實踐教學體系在保證學員專業素質的同時，更加突出能力培養，強化實踐教學，按照武警學院教、學、練、戰一體化思想，將實驗、實訓、實習、模擬演練和綜合演練貫穿于教學活動的全過程。因此，核心課程《電氣防火及火災監控》課程中，開設了電氣火災模擬實驗，電氣火災隱患檢測實驗、火災監控實訓等模塊，突出考核學員的動手能力和創新能力，由課程組設計完成的“電氣火災隱患模擬實驗臺開發與應用研究”獲學院教學成果三等獎。在《消防電氣防控制技術》課程中，提出了理論與實踐一體化的教學模式，搭建了實訓平臺，強調了學員動手實踐能力和解決實際問題的能力。因此，電氣防火課程群從基礎到專業，均有相關的實驗和實訓平臺，強化學員理論與實踐的結合。此外，在畢業前的綜合演練中，電氣防火消防監督檢查和電氣防火審核貫穿于整個專業綜合演練的全過程，將所學的理論知識運用于消防實踐環節，實現了教、練、用的完美統一。

側重創新，“教”“導”結合，促進能力提高課堂教學應以培養學生創造性思維能力、動手能力等綜合能力為出發點。開展教學方法改革，實現教學方法的“四個轉變”［7］。即課堂教學從傳統灌輸向探索性教學轉變，實驗教學從驗證性實驗向綜合性、設計性實驗轉變，考試從知識考核向能力考核轉變，畢業設計從模擬訓練向工程實踐轉變。

探索性教學的實現。教學方法的改革方向應把傳統的重演繹按部就班的教學方法與側重歸納、分析、滲透、綜合有機結合。如在《電氣防火及火災監控》專業課程中的應用“研討型”教學。講課重心從“授”轉變為“導”，包括引導、指導、誘導、教導等，使學生由傳統教學所形成的被動的思維方式向積極主動的思維方式轉變。首先緊扣課程重點內容，精心設計每一個教學單元的研討主題。主題的設計還要能夠充分調動學生的能動性，培養其知識的應用能力。提前布置研討主題，給學生留出查找資料的時間。在課堂上對學生進行分組，設計問題引導學生進行分析和討論，教師只提供分析的思路，學生自主完成對問題的分析和解答。最后，教師對于整個過程進行講評和總結，糾正研討過程中的問題。因此，在消防供配電系統設計、火災探測器設計和火災自動報警系統聯動設計這幾個研討式教學環節中，針對教學內容所對應的消防部隊業務，設置教案和教學方法，增加互動式教學，利用開發的輔助教學軟件，調用相關CAD圖紙，模擬場景，讓學員參與審核。此外，在變配電所防火和爆炸危險環境電氣設備選擇這兩個研討式教學環節中，將研討式教學與教學參觀相結合，選擇變配電所、加油加氣站等場所作為實踐教學地點，讓學生結合實際單位做設計、做審核、做檢查。

綜合性、設計性實驗的實現。在《電氣防火及火災監控》實驗與實訓環節，設置了電氣火災模擬、電氣火災隱患檢測和火災監控實訓。學員不僅能進行驗證性實驗，更能設計綜合性、設計性實驗。如有的同學對不同型號的插座進行過載實驗，得出與電氣線路過載實驗不一樣的結論;有的同學在對電氣線路過載進行測溫實驗的基礎上，對發煙量進行了測定，得出不同過載倍數的電流發煙量不同規律;還有的同學對人體靜電在不同情況下的帶電量進行測量，得出相應的規律;特別是有同學利用紅外成像儀對電氣線路進行實地火災隱患檢測，發表了學術論文。在《消防電氣控制技術》課程，設置了綜合實訓平臺，教師只講授基礎理論部分，在“教”的同時，更加注重“導”，引導學員在實驗室完成對于消防設施的聯動控制，這樣既加深了學員對專業理論知識的理解，又強化了實踐能力的培養。并且，通過實訓，變換不同的接線方式，得出不同的控制關系。

能力考核的實現。高等教學要按照知識、能力、素質全面發展的人才培養總體要求，更新課程考核理念，改革課程考核方式。因此，《電氣防火及火災監控》課程考核改革作為專門的教學改革項目進行了立項研究，在全院作為首批示范考核改革課程。在該門課程的考核環節設置了實驗實訓考核、研討式教學環節考核、課程設計考核、平時表現考核及課終考核。在《消防電氣控制技術》課程考核中，設置了實訓考核，強調創新性實驗和綜合性實驗環節。通過過程考核與課終考核、理論考核與實踐實訓考核的有機結合，促進知識考核向能力考核的轉變。

工程實踐的畢業設計。近三年，消防工程專業的畢業論文和設計進行了大改革。強調學員的選題必須符合人才培養方案、符合消防部隊的需求，滿足第一任職需要。再加之電氣防火課程群的設置深化了課程內容，為學員進行工程實踐的畢業設計奠定了較好的理論基礎。學員的畢業設計緊密圍繞工程實踐這一主題進行畢業論文的撰寫，如撰寫建筑消防供配電系統設計、電氣火災監控系統設計、火災自動報警系統設計等論文，本科畢業論文的水平均有所提高。

“教”“學”相長，建立豐富的教學資源平臺教師的“教”和“學”都離不開豐富的信息量。豐富的教學資源能促進教師的視野開闊，同時又能引導學員進行自主學習。為了提升教學質量，進一步深化教學改革成果。課程組建立了“《電氣防火及火災監控》輔助教學系統”、搭建了網絡課程教學平臺，在這些網絡資源中，建立了基本資料庫(包括法律、法規、標準等)、案例庫、論文資源庫、練習題庫、課件、網上作業及答疑等。學員通過網絡資源實現自主學習，并且能建立與教師溝通的渠道。教師不斷更新教學平臺，在豐富自己知識的同時，更豐富了學員，實現了“教”“學”相長，相得益彰。由于教學效果突出，2008年，“《電氣防火及火災監控》輔助教學系統開發”獲公安部教學成果三等獎。