时间：2023-06-08 10:59:42
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇静电防止解决方案，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
虽然从外观上看，映泰网吧一号H55A+主板似乎就是一款普通的H55主板，但在一些细节设计上它却与普通主板有着明显不同。首先，它解决了一个网吧里的老大难问题。特别为网吧用户附送了防盗组件，可以防止内存、键鼠、耳机，手柄等设备被盗，降低了网吧业主的经营风险(关于该功能的详细介绍，请见本刊p91页)。
同时，为了避免主板的无故损坏，这款主板特别针对静电做了防护。在USB电路集成了主板保险丝，主板防静电IC，在出现电流过大时，保险丝可自动断开，防止对芯片组造成损坏。此外，针对南方地区雷雨天气多的特点，这款主板还提供了防雷击保护电路，可有效降低意外雷击造成的损害。
此外，为了确保主板能在网吧中长时间地稳定工作，该主板采用全板全固态的电容配置方式，全封闭铁芯电感、5相处理器供电设计(3+1+1)，每相供电电路采用一二下的MOSFET配置方式，可支持140W大功耗多核处理器。其次为了进一步增强主板的散热性能，该主板还在H55 PCH芯片，MOSFET供电部分上都采用了拥有大量散热鳍片的铝制散热片。
功能方面，该主板支持网众NXD XP 5.8无盘操作系统，为业主提供了低成本的网吧解决方案。此外，在这款主板上还拥有红外线接收器扩展一口，可以使用映泰的BIO Remote红外遥控器。用户可以非常休闲地躺在沙发上，通过遥控器来欣赏电脑中存储的影片或音乐。显然，如把这款主板用于网吧中的高端影音播放区，将带给用户不一样的体验。
性能测试中，可以看到Pentium G6950处理器内置的整合图形核心已可在低画质下流畅运行大型3D游戏，并可轻松播放各种1080p视频。同时得益于Intel制程上的优势，采用这款主板的系统功耗较低，尽管该主板没有整合映泰G.P.U节能技术，但其最大功耗也只有108W，待机功耗仅42W。此外，该主板还提供了两根PCI-E x16显卡插槽，对性能不满足的业主可通过安装独立显卡来提升游戏性能。
总体来看，该主板不仅具备良好的做工、应有的性能，还拥有不少为网吧应用设计的专有功能。防盗，防静电、防雷击，支持无盘系统等关键功能一应俱全，为网吧业主提供了一个实用的解决方案。为此，本刊特别为映泰网吧一号H55A+主板颁发“微型计算机编辑推荐奖”。
关键词：粉尘爆炸；通风除尘；真空清扫；抑爆装置
粮库粉尘可分为有机粉尘和无机粉尘，近年来由于农业机械化水平的提高，粮食的收获、烘干及输送等环节基本上实现了不落地生产，因此粮食中所含的粉尘基本上为有机粉尘。粮食粉尘不仅污染环境，有害工人的身心健康，还会在重力作用下自由沉降在设备表面，影响设备的外观和正常散热，加速设备的锈蚀、老化，影响设备的使用寿命，但其最严重的危害则是能够或容易燃烧并发生爆炸，粉尘爆炸的直接后果是设备、设施等被炸毁，造成人员伤亡和经济损失。消除粉爆，除完善管理措施（消除人为火源，遵守操作规程等）外，还需从技术层面着手，优化设计。现浅析几种工艺设计中防止粉尘爆炸的技术措施。
1粉尘爆炸及其条件
粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃性粉尘达到一定粉尘浓度时，遇到火源发生急剧氧化燃烧反应，同时放出大量的热量以及使气体体积急速膨胀、压力瞬间升高的现象。一般认为，粉尘发生爆炸的条件有4个：①足够的可燃性有机粉尘悬浮到空气中形成一定的粉尘浓度；②具有一定密闭性的空间；③空间内有充足的氧气；④粉尘接触高能量的着火源。由于粉尘燃烧爆炸条件中的密闭空间和有氧气这两个条件普遍存在，正常情况下粉尘的防爆一般从降低粉尘浓度和消除着火源两方面进行，在发生粉爆危险的情况下，可通过增加抑爆装置，在爆炸的初期感受压力变化并启动灭火阀门，防止粉爆的进一步发生。
2工艺粉尘防爆措施
2.1降低粉尘浓度
2.1.1加强通风除尘在输送过程中，散状原粮进人、流出时的落差和在输送过程中的抛撒以及输送设备工作面对粮食的冲击、摩擦等，都会使原粮中的微细物料离开物料主流飞扬到空气中，形成粉尘，粮食行业进行通风除尘，不仅能够提局粮食的品质，有利于粮食的长期pt存和提高加工品质，而且能够降低空间的粉尘浓度，有效地防止粉尘爆炸。2.1.1.1吸口风量合理的吸口风量，迄今尚无精确的计算方法，但是可以分析出其由三部分组成，即物料带人设备的诱导风量，为保持负压由设备孔口或缝隙吸人的空气量，以及由于设备运转而产生的风量。物料进入机内的空气量与物料量、物料粒度、物料卸落高度、角度和设备的密闭情况等许多因素有关，为使设备保持负压而吸人的风量取决于设备的功能。物料流量越大，粒度和密度越大，落差越大，设备密闭程度越差，吸口风量就应越大，反之就小。另外，吸口风量的选择还与吸口离尘源发生点的距离有关，吸风口设在尘源最近处时，风量最节省，除尘效果最佳，但往往因受工艺与设备条件的制约，吸风口又不能离尘源太近，这就需要用增大风量予以补偿。根据经验，常见输送设备吸风量的选取可参照表1。2.1.1.2吸口风速确定吸风口风速的原则是，既要能吸除灰尘，又要严防吸走粮食。吸风口的风度一般取3~4m/s，为使气流能在吸风口均匀分布，吸风口的收缩角度一般以50。左右为宜。2.1.1.3风管内风速为保持风管畅通，防止灰尘在管内沉积，风管内风速不宜过低，一般可选取14~15m/s,直径小的风管可取较小的风速，直径大的风管可取较大的风速。如果水平风管较长，粉尘粒径又较大，则风管内风速可取16~18m/S,且主管道中风速从离除尘器最远端的吸尘点到除尘器，风速的取值应越来越大。2.1.1.4其他为了防止发生粉尘爆炸时以风管作为媒介传导而引起串爆，可在风管上增加防爆单向阀，有效地阻止爆炸的延伸，同时除尘器要设置泄爆口并引出室外。2.1.2增加真空清扫系统为了改善作业环境条件，减少工人的劳动强度，防止人工清扫造成二次扬尘及发生粉尘爆炸时引起二次爆炸，库区可增加真空清扫系统。真空清扫系统的基本原理是气力输送，但与一般的气力输送又有所区别，清扫系统是压力较大的稀相气力输送装置，其输送能力不高，输送能力也不大，是非稳定的、非定量的、间隙的气力输送。2.1.2.1工作原理在罗茨风机或多级离心风机作用下，主管道及各支管上均产生负压，使用清扫工具抽吸地面或者设备上的粉尘，通过管道系统的输送，到达除尘系统，过滤后的洁净空气最后由罗茨风机或多级离心风机排出。2.1.2.2清扫系统设备选择真空清扫系统的设备包括吸嘴、软管、管道、除尘器、多级离心风机、灰仓等。①吸嘴：形式应该适合清扫对象的要求，有适应平面清扫的吸尘嘴，也应有适应内部、角落及设备表面的吸尘嘴。②软管：应选择抗静电的软管，且软管本身应轻便、伸缩性较好。③管道：最好采用耐磨、强度高的材料，一般可采用DN65、DN125的镀锌钢管作为清扫系统的支管及主管道。④除尘器：满足过滤面积的要求，且能承受一定程度的负压。⑤多级离心风机：能提供满足计算要求的风量及真空度。2.1.2.3清扫系统计算(1)清扫系统吸风量。清扫系统每小时吸风量可按照下式确定：Q=an<)Q。。式中，Q—总吸风量（m3/h);Q〇—每个吸嘴的吸风量（m3/h)，一般取300~500m3/h；n。一同时工作的吸嘴个数；a—储备系数，取1.2〜1.3。根据计算结果可确定所选风机的风量。(2)输邀输邀农度可参照下式确定：(x=G/7Q0直管阻力//2=叫1+分)。式中，R—纯空气通过每米长风管的摩擦阻力（Pa/m);1—各段直管长（m);K一灰料对压力损失的影响系数；|JL—输送浓度(kg/kg);其中R、K可通过查表得出。设计时虽然系统中弯头、三通数量较多，但使用时数量较少，其阻力相对长直管可忽略不计。除尘器压损可根据所选择的除尘器的型号规格来确定。根据可算出系统压损，取储备系数后即可算出风机的压头。2.1.2.4清扫系统注意事项注意事项如下：①管道积尘：由于系统中同时工作的吸尘点数量在不断变化，会引起管道内风速的变化，导致灰尘在管道内受力不均，进而引起管道内灰尘沉积。解决方案：在每条管道的末端设计管道清灰阀门，定期打开清灰阀门，利用设备本身的吸力大流量冲洗管道。②管道的静电：最主要的是前端软管的静电问题，其次是除尘器中滤袋的静电问题，其他是管网中粉尘和管道摩擦过程中产生的静电。解决方案：采用抗静电软管，除尘器中的滤袋采用防静电材料的滤袋，整个管网系统,采用导线连接，主机附近的管道设计接地。③系统防爆设计：粮食行业的粉尘为有机粉尘，遇到明火后存在爆炸风险。解决方案：整个系统做防静电处理，定期打开清灰阀，清理管道内积灰，除尘器设置泄爆口，管道设置单向截止阀。
2.2设置磁选工序
粮食从收获到进人库区要经过许多环节，这其中往往会混人铁钉、螺丝、垫圈等各种金属物，这些金属物如不预先清除，随粮食进入高速运转的设备内可能会严重损坏设备部件，甚至会因碰撞摩擦而产生火花，造成粉尘爆炸事故。所以，要在粮食进人第一道斗提机前设置磁选工序，去除金属杂质。
2.3增加抑爆装置
抑爆装置的工作原理是在易发生粉爆的位置安装压力元件，当空间压力发生变化时，压力传感器感应到变化并迅速触动灭火器阀门，向所在空间喷射粉状灭火剂。该装置适用于斗式提升机等粉尘浓度大且空间密闭的设备。目前，在国外这种装置已经开始使用并推广开来，但在国内因成本较高并未得到很好推广。随着人们安全意识的不断提高，这种装置会逐步得到应用。
3结语
频繁发生的粉尘燃烧、爆炸，使人们认识到了粮食行业粉尘治理的重要性和迫切性，为了搞好粉尘控制技术和管理工作，我国出台了一系列的粉尘防爆规范及安全法规，只有从设计和管理两个方面双管齐下，才能为粮食行业创造一个安全、整洁的大环境。
参考文献：
[1]吴建章.通风除尘与气力输送[m].北京：中国轻工业出版社，2009.
[2]李军五，陈宏斌.散粮作业系统粉尘控制技术探讨—世行南通项目粉尘控制整改工程介绍m.粮食流通技术，2001,7(1):30-32.
[3]王春涛,林珍如.筒仓粉尘控制系统的设计与应用[J].粮食与词料工业，1997,20(6):37-39.
[4]周乃如，朱凤德.面粉厂的积尘清扫系统[J].粮食与饲料工业，1990，13(1):46-52.
关键词：网络中心 语音通信维护
中图分类号：TN711文献标识码： A
Management of Zhengzhou coal group network center
Liu Fu-jun Wang Qing-wan
（Zhengzhou Coal & Power Company Limited Communications,Henan,Zhengzhou,450000)
Abstract：Introduced the responsible for the entire Zhengzhou coal group and the subordinate mine voice communication network center room, given the overall design, power supply, security, maintenance and management of the computer equipment. The network center room voice bearer network the existing problems, and gives the improvement suggestions.
Keywords: network center voice communicationmaintenance
0 引言
当今社会，一个企业的发展离不开通信技术的支持，特别是煤炭行业，通信技术更是渗透到各个方面。合理有效地利用通信机房，对于设备的运行维护、快速处理设备故障、降低运营成本、提高企业的核心竞争力具有十分重要的意义。
1 通信机房的选址及整体方案
在23层郑煤集团办公大楼内部建设通信机房时，从设备运输线路尽量短、管线敷设尽量短、避免雷电造成的电磁感应侵害、机房专用空调室内部主机与室外机在高度和距离等综合因素考虑，选在3楼建设网络中心机房。网络中心机房的构成，如图1所示。
图1 郑煤集团网络中心机房
2 网络中心机房对环境的要求
机房对环境的要求主要包括电气环境、温湿度、清洁度、防鼠、照明等方面。
（1）电气环境方面主要指防静电和防电磁干扰等。网络中心机房配有绝缘和防静电地板，并要求出入机房工作人员穿鞋套，避免静电的产生。
（2）机房配备专门的温湿度器，每日观察保证相对湿度在40%～60%，温度在18～25℃，使机房内的各类设备保持良好的运行环境。若超出范围，根据实际情况对其进行加湿或干燥。
（3）机房是个对清洁度要求很高的场所。每日清扫地板、机柜和空调外部，保证室内的清洁，保障设备的正常运行。对于长期运行但无法经常清洁的设备，也要定期做清洁，防止电路板插针周围的灰尘造成设备告警。2010年4月，机房服务器突然死机，造成语音业务暂时中断，经过数据核对、电源检查等环节确认无误，把板子拔出之后，发现是灰尘太多造成设备短路所致。
（4）机房布线面广，地板下面空间大。为杜绝鼠患，机房门采用合金材料、门口设置挡鼠板、机房地板下面设置专门的扑鼠器。
（5）为了方便机房管理人员维护设备，除了正常照明系统，机房配备应急照明系统，由UPS电池供电。
3 配套电源
网络中心机房在办公楼的负二楼配备专门的电池组―后备电源，预防在市电断电情况下，机房设备不间断供电，正常工作。2010年5月的一天，市电突然断电，整个办公楼供电系统顿时处于瘫痪状态，由于网络中心机房配有专门的后备电源，没有受到影响，保证了语音、网络和瓦斯数据的正常运行，为安全生产提供了保证。
4 安全保障
4.1机房登记制度
网络中心是整个办公楼语音系统的枢纽和核心，进出机房有严格的制度，设有24小时的专业值班人员，非工作人员进入机房时，需登记方可入内。
4.2机房防火
网络中心机房采用防火构架及材料，备有多个紧急通道，装有温度烟雾感应器及防火报警探测头，在遇火情时系统自动报警，并启动惰性气体灭火系统灭火，消防能力符合标准。此外，机房内配备专门的消防干粉和二氧化碳灭火器，放在显眼的位置，以便及时的使用。
4.3机房防雷、防静电
网络中心各机柜及其设备全部设有防雷接地装置，每年春季进行防雷接地检查和地线检测，确定阻值在允许范围内。通信机房对防雷和防高压都有严格的要求，墙壁采用的是最先进的防静电、防辐射复合式钢板，地板采用复合式的防静电地板，大大的增强了网络中心的安全性。
操作员对设备进行操作时，必须佩戴防静电手套或手腕，以防静电击毁元器件，并做好详细的记录，以备后查。
5 设备的管理和维护
5.1 硬件的管理和维护
一般情况下，正常运行的通信设备，其印刷电路板和接插件等部件是不能随便触动的(除了支持热插拔的板件)，维护人员对通信设备硬件的日常管理和维护主要是除尘保养和技术维护。
技术维护就是对通信设备的硬件部分进行日常观察和定期检测，发现问题及时排除。工作内容包括定期检测设备运行状况、处理器负荷等；根据网管系统告警信息的提示，及时对可疑部件进行检测和维修；根据工作需要调整电路板的位置；更换有故障的电路板和部件；及时对维护终端、计费服务器以及114大客户系统话务台进行软件杀毒，保护主机和软件的安全。
硬件部分的技术维护应严格按照操作规范和厂家说明书的要求进行。特别是更换电路板时，操作人员应带“防静电手镯”或手摸机架的金属外壳，待释放掉身上的静电后方可操作，对更换下来的电路板要及时装入专用的防静电塑料袋中。对于电路板的修理，一般需要有专门的检测设备方可进行，不要贸然拆卸。
5.2 软件的管理和维护
网络中心机房软件的管理和维护主要包括：增加、删除、修改用户数据与局向数据；定期测试用户功能（彩铃、一号通、呼叫转移等）；定时运行诊断程序并检测其工作状态；及时拷贝和打印数据库资料，并做好保管工作；配合厂家做好计费软件远程维护工作；做好软件的防病毒和杀毒工作。
为了在故障发生时能更好更快的解决问题，保证语音通信畅通，为安全生产提供保障。机房制定《语音故障快速锁定手册》，快速锁定故障范围。当故障发生时，严格按照汇报流程进行逐级汇报，组织相关人员快速到达现场，共同探讨提出解决方案，明确分工，有条不紊的对故障进行处理。故障恢复后向相关领导、部门汇报并认真做出总结，为今后的故障处理提供范本，进一步提高语音故障的处理速度。
6 语音维护方面现存的问题
郑煤集团现有的语音承载网架构简单，由四台H3C3600交换机两两堆叠，分别放置在郑州和新密两个机房，各种业务及核心SS都下挂在郑州网络中心的两台核心交换机H3C3600上，如图2所示：
语音承载网现存的问题：交换机与软交换核心SS1B之间或是交换机之间都只有一条链路互联，其中任意一条链路中断，或是核心交换机故障都可能造成全网语音中断，危险极大。语音承载网负责郑煤集团及下属矿井所有的电话业务，为保证语音通信的畅通及稳定，应尽快对语音承载网进行改造，使其更加健壮。
图2语音承载网
7 结论与展望
郑煤集团网络中心机房自2009年10月建成投入使用以来，整体运行情况良好。对下属矿井的语音和网络通信起到了很好的支撑作用，对整个智能化矿山和安全矿山起到了保驾护航的作用。语音承载网改造方案实施以后，语音业务的运行更加稳定，承接的业务也必定更加广泛。
参考文献
[1] 《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
[2] 《电子计算机场地通用规范》（GB/T-2887-2000）
[3] 《防静电活动地板通用规范》（GB 6650-86）
作者简介：刘福军（1985-），男（汉），河南新密，助理工程师，研究方向：信息通信，郑州煤电股份有限公司通信分公司。
王晴婉（1982-），女（汉），河南新密，硕士，中级工程师，研究方向：信息通信，郑州煤电股份有限公司通信分公司。
关键词 指挥中心；机房；安全维护
中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0111-01
随着消防部队信息化建设的发展，在日常接处警、灭火救援、防火监督等工作中都离不开网络，随着公安内网的建立，也成为了我们办公、资源共享的重要平台，各类服务器也随之曾多。通信机房的地位和作用越来越重要。但由于网络的开放性，各服务器作为信息存储、传输、应用处理的基础设施，影响其安全的因素很多，如何保护、维护好通信机房的各项设施，降低设备运营、管理成本，提高部队通信效率和可靠性，及时诊断发现、迅速处理故障，对于确保紧急情况保持指挥调度体系完整有效，为指挥决策层科学决策和正确指挥提供强有力的信息通信保障具有重要意义。
1 通信机房环境的要求
1.1 供配电与安全环境要求
供配电系统是通信机房设备正常运行、通信指挥中心及应急保障系统通信不中断、指挥体系作战指挥指令及时准确下达、现场图像语音信息双向畅通的重要保证，基本要求为：
1）应满足24小时不停机、满负荷运行的要求，并设置应急电源。
2）发电设备必须安装完善的漏电、过载保护和稳压装置，需具备减振、降噪、强制排风换气等措施，利于维护检修。
3）机房设备配电线路、UPS电源和其他配电线路、电磁设备需要分开设置，设置调压装置，防止出现电源电压变动、频率变化及波形失真率超出规范等情况。
4）机房需避免静电损害，设置符合要求的接地装置，禁止在机房内大范围移动或长时间搬运设备主、备件，防止物体之间、设备之间接触、摩擦产生静电，除非必要人员，一律禁止随意出入机房。
1.2 严格控制温湿度范围
消防通信机房内集成了通信设备、监控设备、显示设备等，对温、湿度环境有着极其严格的要求。因此，设备与设备之间，设备与机柜之间必须保持合理的间距，并严格限定温度、适度范围，有利于维持电路及电子元件的稳定性和可靠性，防止晶体管的工作参数发生漂移。同时，应加强设备边缘、机柜、基础线路的绝缘处理，防止静电或温度过高、湿度太大造成金属件、线路接头及插接件管产生锈蚀，造成短路或漏电，威胁设备安全。
1.3 洁净环境要求
机房环境必须洁净，应作全封闭设计，防止灰尘进入，避免因设备烧毁或其他故障，导致119接处警系统瘫痪。
2 服务器安全
2.1 服务器安全
1）需要安全防护环境。机房应为服务器提供安全可靠的存放环境，进行专人管理，建立健全安全管路规章制度。同时也需要加强设备、人员管理，防止人为损坏或蓄意破坏。
2）进行安全性设置。设置密码时，不能太过简单，必须设置14位以上的密码，并及时填补系统漏洞，下载软件补丁。
3）建立定期巡查制度。应加强巡查，及时发现并消除安全隐患，做好巡查记录，及时更换损坏的部件，做好日常维护，使各服务器不受到外部破坏。
2.2 服务器设置
1）端口安全。不使用默认端口，定期修改、检测。
2）只保留必须的服务，关闭多余或不必要的服务，防止成为黑客利用的漏洞。
3）系统升级、打操作系统补丁，同时及时跟踪最新漏洞补丁。
4）防止syn洪水泛滥：通过修改HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼Tcpip＼Parameters新建DWORD值，名为SynAttackProtect，值为2。
5）禁用DCOM：运行中输入Dcomcnfg.exe。
3 数据储存及安全
3.1 数据定期备份
为防止文件因各种原因导致丢失，我们通常定期对磁盘存储的数据进行备份，在以“一体化综合业务平台”为例，文件备份十分严密，支队定期将对数据整盘备份，此外，总队、部局十五所也将对数据进行定期备份，充分的保障了数据的安
全性。
3.2 用Ghost进行系统备份与恢复
利用Ghost等软件做好定期备份工作，防止因系统或服务器损坏而丢失数据。可设置多服务器或异地备份模式，实现灾难数据备份与恢复，并具备网络备份与恢复功能。Ghost的优势在于方便，可以整盘备份还原，且有一定的压缩功能。
3.3 RAID5的应用
RAID 5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。RAID是利用奇偶效验算法对磁盘阵列数据进行冗余，允许在一块盘出现故障的情况下保证数据安全。既可保证阵列的读写效率，又可以节约成本。只有到RAID5损坏了两块盘以上，才会导致储存文件丢失。其优势显而易见，它能为部队重要数据的储存提供必要的保证。
参考文献
[1]刘超慧.基于卫星通信和3G技术的消防通信指挥系统[J].新乡学院学报自然科学版，2011，28（4）.
[2]叶磊，邱荣邦.恶劣环境下卫星移动通信性能研究[J].计算机与网络，2009（5）.
关键词 加油站;防雷;隐患;接地;静电防护
中图分类号 TM7 文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)16-0073-02
0 引言
靖西县地处桂西南边陲,南与越南接壤,靖西县属亚热带季风气候,夏天无署,冬无严寒,年平均气温19.1℃,中国是世界上气象灾害最严重的国家之一。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高,机动车辆和汽车加油站急速增加,伴随的加油加汽站的雷电事故呈现逐年上升趋势,直接威胁到国家财产和周围人民生命安全,削弱了其作为城市能源枢纽的功能,因此,这些易燃易爆场所的雷电安全防护就显得尤为重要。本文通过对加油加气站所处环境、防雷装置特点和检测资料,分析、总结出了常被人忽视的潜在隐患,其综合防雷应从建筑物的防雷、油罐的防雷、电源系统防雷、接地这几个方面考虑依据国家技术规范要求,明确了针对性的全面防护措施,提出了系统的解决方案和办法。
1 加油站常见特点与隐患
1.1 防直击雷装置
加油加气站通常设在城区开阔位置或郊区、道路干线、高速公路等开阔地带,占地面积不大,但所属环境为雷电高风险地区。建筑物一般都有罩棚、营业室、值班室等,至少应按3类防雷设计,油罐区应按一类建筑物雷电防护要求。
金属罩棚大多符合防雷技术要求,但紧邻的站房多数无防雷装置,安装的金属牌或射灯也无接地,存在防雷隐患。近年来,随着国家对石化系统防雷的重视防雷检测的深入,防雷状况逐步有所改善。
1.2 防雷电电磁脉冲装置
加油站的电源和通信线路通常都是架空到站区附近再埋地引入建筑物,部分是架空接入变压器后再地埋引入,山区和乡村加油站有时根本没有地埋措施;河南省石化系统推广的信息监控网络才刚刚起步,引入加油站的ISDN等通信线路通常也是由户外架空明线引入的;油库的液位、温度等信息线路外露安装或无护套屏蔽接地措施;这些电源和信息线路绝大多数都未安装电涌保护器(SPD)防护措施;因此非常容易遭受雷电电磁脉冲和过电压袭击。
虽然有的加油站在供电线路安装了一级SPD,但往往由于级数不够、人工接地体阻值过大、接地线太长或连接不可靠等原因不符合规范,必然严重影响防雷效果,实际上防雷保护器形有实无。
1.3 电源系统装置
加油站的380V交流供电线路是架空明线接入至站区附近再地埋引入建筑的,部分加油站是由10KV电力线架空接入,经变压器后再地埋引入建筑的。在乡村和山区有时根本没有地埋措施,因此非常容易感应雷电电磁脉冲。
1.4 通信网络系统装置
引入加油站的ISDN等通信线路通常也是由户外架空明线引入的,并且通常未安装专用电涌保护器(SPD)做雷电防护措施。 火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者”。此时,应定为二类防雷建筑物。
1.5 防雷技术规范
随着科技的进步,加油加气站的电子设备也越来越多,越来越精密,承受电磁干扰能力就越低,受雷电过电压袭击的机会必然大大增加。可见,从雷电防护角度来看,加油站和油库运行于雷害高风险环境中,即对于雷害风险的“暴露程度”很高。例如,2008年6月24日17时~20时,百色靖西县受850hPa切变线影响,部分乡镇有强雷暴和大雨以上的强对流天气过程,龙某住宅区南面距龙潭河约50m,东北面约150m有座30多米高的小山峰,此地带易遭受雷击几率较大。当天有雷暴时,17时40分左右该小区已断电,至20时间该小区住户电器陆续有遭雷击事故,经调查:8台电脑(靠窗5台)、调制解调器7台、电视机3台、电视机顶盒3台,太阳能热水器2台受不同程度损坏。据受灾住户反映:有4位住户电脑电源已全部拔出,但网络线未拔出。其余用户电源及网络线均未拔出。
2 防雷技术措施
2.1 直击雷保护
加油加气站的金属罩棚为第二类防雷建筑物,金属外露罩棚最好平顶,不宜过高、过大,避雷网不应大于l0m×10m或12m×8m,其引下线间距不应大于18m,应利用每个支撑柱子作为引下线,保证至少两根钢筋上下可靠焊接,在地面合适的位置留出检测试端子;其外部包裹塑钢版应注意可靠接地,以防止静电聚积。站房应采用避雷带(网)防雷装置,并利用站房柱筋和金属罩棚接地系统。
2.2 公用接地系统与等电位连接
加油加气站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等宜共用一组接地装置,且接地电阻值应不大于4Ω(当采用单独设置接地装置时,要求各接地装置之间要保持一定的距离)。接地系统应围绕建筑物作环形闭合接地装置,每组接地体设置2~3根垂直接地极,垂直接地极长2.5m、埋深超过0.7m;接地网应在基建时把油罐、管道加油口等多处位置可靠焊接,并为卸车地、加油机、配电盘等支线接地提供方便。
[关键词]窗户系统 超声波 智能控制
中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一：概述
伴随着社会经济的发展、科技的进步，人们对生活质量的要求也越来越高，随之而来的还有环境的污染，室外的大环境很难去改变，同时现代的人更多的时间是呆在室内的，所以，室内的环境质量成了人们所关注的焦点！现在室内空气污染造成的危害，除了生理上，甚至对心理状态都有影响。所以，在如今人们追求生理、心理双健康的情况下，对室内空气质量的改善是很有必要的。
窗户的发展，从遮蔽避难场所的通风功能到现在风格各异的装饰元素，一直都是从材料、方式、美观等方面的改进，并没有对现代产生的各种室内问题做出直接的解决方案，反而是把重点放在了窗户的风格、美观等方面，对于开窗通风需要一个客观的、数据化的检测控制系统，使人们对无形的空气质量有一个直观的数据显示和认识。除此之外，合理利用科技的力量，完善一个可以解决大部分问题的窗户系统是本文研究的目标。
二：设计现状以及意义
1.研究的背景：
大范围的雾霾天气，使人们对大气污染谈其色变，对室外的环境质量产生的恐惧心理，出门要带口罩，在家不敢开窗，购买各种改善室内空气质量的产品，如空调、净化器、加湿器等，殊不知这些改善局部环境的产品将会给人们的健康带来更为严重的次危害：“空调病”、“加湿器肺炎”等病症逐渐出现，渐渐认识到危害的人们，提出了“新风换气”的自然通风理念，其作用在于对一些疾病有很好的预防作用。
2.研究的目的与意义：
窗户系统化、智能化之后，通过空气质量检测所得出的具体数据，比较室内外的空气质量，再结合使用者的生活习惯，对窗户进行自动化管理，完成效果最佳的室内通风换气的过程，减少生活在封闭空间人们的健康威胁，营造健康舒适的居家环境，同时也给繁忙的都市人，带来更过的方便。室内外的空气沟通后，将一反以前封闭的生活状态，人们将跟外界环境有更多的接触，减少空调综合症的发生。
3.国内外已有方法现状：
现在人们改善室内空气的方式常用的有以下几种：
（1） 植物法，在居室中摆放绿色植物，吸收放射性物质或杀菌效果，但是起效时间很慢，只是起到一个潜移默化的效果。
（2） 芳香法，用空气芳香剂类、袋装芳香类植物、茶叶、菠萝等对抗室内空气异味。
（3） 活炭吸附法，利用活性炭吸附净化原理来吸附空气中的大分子气体悬浮颗粒，通过强制空气循环达到过滤净化空气的目的。
（4） 化学法，所谓的化学法就是利用化学分解反应原理，此法比较适合用于装修过程中对板材等材料进行处理从而达到防止装修污染。
（5） 空气净化器，在使用空气净化器的房间内，臭氧浓度容易大大超标，这会伤害人的肺部，导致呼吸短促、咽喉发炎、哮喘病发作等。这都是由于有害微生物经空气进入了人体的呼吸道并引发了炎症造成的。
（6） 新风换气法，用于异味较轻、通风条件好，可长时间通风放置的装修后居室。对于污染程度较重、通风条件不好的居室则难以达到去除异味的效果。
4.设计理念：
以往应急产品的设计，很大程度上只针对产品单方面进行研究，仅仅停留在表象的探讨，对于如何深层次的挖掘和借鉴智能化窗户具体类型、具体特征来具体实施方案、提出解决途径、进行产品的创新设计等方面还未展开深入研究，缺乏全面性和系统性。
所以，新的设计理念，是在可以新风换气的前提下，对窗户系统的使用方式等加入高新技术进行改进：首先，通过对室内外的空气质量进行检测、比较，结合用户的习惯设定控制窗户的开合还有其他各项开关。在新风换气的情况下，一般会有光、温、湿、尘、毒五大问题：蓝烟（气凝胶）是一种高孔隙、低密度、导热系最低的材料，将加入富缺-电子材料的气凝胶代替玻璃，在关窗状态下，通过通电来控制进入室内的光线和温度；在开窗状态下，通过超声波发射频率震动空气分子，对进入室内的空气进行制热和制冷；向水发射超声波对室内进行加湿；通过特殊光线消除静电、隔绝灰尘、并对其消毒。
三 ：超声波智能窗户的功能设计
1.设计的整体说明：
设计的是窗户的整体系统，系统包括硬件和软件：硬件就是整体外观的设计、窗户的基本要素，所运用到高科技的材料；软件部分包括操作体系，智能化的检测系统、控制体系等。设计将针对现在室内中的大部分问题，通过高新的技术来进行解决。设计的窗户系统包括：
（1） 气凝胶玻璃，一改之前易碎、不可变形的玻璃。
（2） 卷轴，收合气凝胶玻璃。
（3） 超声波发射器，对范围内的空气制冷、制热、加湿。
（4） 特殊光线发射器，隔绝灰尘、消除静电等。
（5） 操作界面，用户可以通过界面对窗户系统进行自动化设置。
2.设计原理：
（1） 气凝胶玻璃，玻璃替代物，有轻盈、柔软、易裁剪、防火、整体疏水、声学延迟等物理性质。
（2） 任何物体都有固定的震动频率，声波的频率和该物体的固有频率相同，则这个物体就会产生共振。所以，只要有空气分子的震动固有频率，就可以对空气分子进行制冷和制热。
（3） 现在已经发现水的震动固有频率，由此，超声波发出水的固有频率，就可以将水震荡成为水汽的形式输出。
（4） 特殊光线的隔尘和消除静电，静电的消除，目前已经有了这样的技术，就不多说，隔尘的方式则是，通过类似激光的光线，对范围内的灰尘击碎，在无静电的情况下，使灰尘落下。
3.设计带来新的生活方式
工业设计最初产生于把美学应用和技术领域这一实践之中，所追求的的是功能美和形式美的完美结合，功能美主要通过技术和创意的实现，形式美则是通过艺术造诣的表达来实现，而功能性才是产品的灵魂部分，形式美则是它的附加值。工业设计的进步是伴随着科技的进步而来的，其速度也是与科技发展的速度呈正比的，目前的技术，足够实现窗户的智能化，包括智能检测空气质量、智能控制窗户开关、调节玻璃的采光度、超声波调节空气温度、湿度，光线隔绝灰尘等。不论室内有没有人，都将保证室内空气质量的最优，最接近大自然的优质环境。
四 ：结论
任何一个产品都是一个整体，创新点固然重要，但一个完整的产品，不是单单只需要一个创新点就可以完成的，不能因为创新点，而失去它原有的功能，只有把所有的问题都考虑周全，才能完成一个完整的设计。
本设计就是针对现在窗户的问题提出解决方案：通过气凝胶玻璃、超声波调温、超声波加湿、激光、静电消除等技术解决室内光、温、湿、尘、毒等问题，人们不再需要盲目的去开窗，也不必因为现在的雾霾天气而对开窗有任何的担心。
窗户系统的设计是一个很大的课题，解决人类的生存和生活质量问题是工业设计中一个重要的目的，此方案设计也只是在未来化家居生活设计中进行了初步的尝试和探索，随着科技的进步和发展，相信在不久的将来，窗户系统的发展将会越发完善。
参考文献
[1] 闫卫.工业设计师必备的基础知识[M].机械工出版社，2009.31-64 2001.
关键词：办公室；电子设备；管理
一、办公室电子设备的日常养护
1.1注重电子设备的使用环境。办公电子设备在合适的环境中使用能够大大降低设备出现故障的几率，保证使用效率。合适和环境主要包括以下几点：首先，要有适合的温度和湿度，根据电子设备的环境要求情况，在安装设备的房间内应该有空调对室内温度进行调解，同时，还应该有去湿或者是加湿的设备，让湿度和温度都能符合设备运行的要求；其次，电子设备运行要远离热源和磁场，因为磁场可能会扰乱电子设备本身的磁场，影响其正常使用，还有一些电子设备同时还要远离阳光直射和热源，例如复印机等，避免出现危险；然后，就是要保证环境清洁，避免尘埃。灰尘进入到设备中会导致设备原件的正常使用和老化，严重的直接影响到设备的连接情况，降低机器的使用寿命。所以，设备应该安装在尽量少灰尘污染的环境中；同时，还要保证电子设备的有效安放，布线合理，防止电子设备的电路交叉、缠绕在一块，避免相互干扰而影响电子设备的正常工作；最后，要采取防静电措施，减少静电对设备的危害，这就要求电子设备的机房要使用防静电地板等。
1.2保持电子设备使用的电压稳定。对于电子设备的使用过程中，电压的稳定与否能够影响到设备的正常运行，同时，也能减少电压对机器的损害[1]。目前，我国很多电子设备采用的都是集成电路，这种电路在使用中对电压的要求非常高，所以，选择使用稳压设备，是电子办公设备使用中必备的。
1.3建立电子设备维修档案。办公室电子设备需要进行定期的维修，在维修的时候建立好维修档案，记录每一次设备发生故障的时间、位置以及解决故障的维修方法，还有对故障发生原因的分析，这样方便以后机器再出现同类故障时，提供有效的解决方案。
1.4注意日常保养。电子设备的日常养护也是非常重要的，能够保证机器的正常运转，不仅要做好除尘工作，还要进行除潮。灰尘和潮湿是设备的两大致命弱点，使整个电路接触不良、造成元器件短路、生锈甚至烧毁。所以，如果平时注重好对机器的保养，定期对其进行检查和清理，可以有效提升电子设备的使用年限。
1.5定期进行检测调试。定期检测设备各项功能是否工作正常，各项指标是否达到标准，需要在电子设备停工的时候调试检查，找到事故的隐患，把故障消灭在萌芽之中。
二、强化办公室电子设备维护保养的管理制度
2.1办公电子设备以及相关易耗材料的采买，由人事行政部门负责；
2.2办公电子设备属于公司的固定资产，员工应该掌握正确的使用方法，并且对办公设备多加爱护，严禁出现暴力事件，或者是因人为原因造成的电子设备损坏；
2.3办公电子设备应该有专项的负责人员，谁使用谁负责，对于公共区间的办公电子设备，则由管理人员指定专门的负责人，如果在维护中发现问题，则应该第一时间报给人事行政中心部门，让其派专门技术人员对设备进行维护和修理[2]；
2.4如果是因为电子设备使用人员的使用和保管不当，造成了电子设备的损坏，必须要追求责任，公司有权向使用责任人追究对物品损害的经济赔偿；
2.5办公室人员在正常的设备使用中，一定要遵守办公室电子设备的操作规则；
2.6如果电子设备出现故障不能正常使用，一定要及时报给人事行政部门，让其找到专业的技术人员对其进行修理，同时，人事行政部门也要对修复时间进行反馈，让使用部门可以了解设备维修状态；
2.7办公电子设备如果出现问题的话，一定要进行及时维修，严禁带病运作的状态，如果出现问题，要追究使用人的责任，必要时可以进行经济赔偿；
2.8在办公室长期休假、离人的时候，要保持电子设备关机、断电的状态，并且由人事行政部门进行定期抽查，如果有违反的人员，可以记责任人过时，并对其进行处罚，造成严重后果的，可以进行经济处罚。总之，要想办公电子设备更好的为单位服务，就需要做好正常的保养和维修工作，让其在最适合的环境中工作，才能发挥其正常的功效，实现办公自动化。
作者:闫工舒 单位:辽源市农业科学院
参考文献:
电气设备机房抗电涌能力的好坏，关系到机房能否正常可靠运行，本文阐述了一种使用气体放电管、压敏电阻、铁氧体器件实现电气设备机房电涌防护的一种技术方案。
【关键词】电气设备 机房 电涌 防护
随着人类文明进入信息时代，人类社会的正常运转已经离不开各种电气设备。在技术层面影响电气设备机房的安全运行的主要因素是电涌干扰与危害，故做好电气设备机房的防电涌模块的设计是业界的技术难题技术。
1 电涌的形成及危害
电涌主要来源有因大气放电形成雷电构成直接或间接的电涌信号；大型电机设备的启动；电网切换大型负载等形成的瞬态干扰信号。电涌是微毫秒量级的极大电流脉冲，典型参数范围是波头时间0.25～20uS、能量2.5～10MJ/?。雷电产生电涌有这几种：
（1）直击雷产生的浪涌；
（2）感应雷电产生的浪涌；
（3）雷云静电感应产生的电涌；
（4）反击过电压产生的电涌，当某金属物体由于雷击产生过电压，对大地或其他物体发生闪击而形成的电涌；
（5）雷电入侵产生的电涌，由于电力传输线或者各种信号线上出现的直击雷或感应雷形成行波电涌信号。
2 电气设备机房电涌入侵的主要途径及防护措施护手段
由直击雷产生的电涌主要通过电力传输线、接地保护线、各种输入输出信号线入侵到电气机房设备里；由感应雷电产生的电涌主要通过电磁感应耦合在电力传输线、接地保护线、设备外壳上、各种信号线、控制设备的输入输出端口产生感应浪涌电压；由雷云静电感应产生的电涌，在设备的表面形成静电过压，静电放电产生干扰信号通过电磁感应耦合到设备电路中；由反击过电压产生的电涌，通过电力传输线、接地保护线、各种输入输出信号线入侵到电气机房设备里；大型电机设备的启动；电网切换大型负载等形成的电涌通过电力传输线输入。典型的防护手段有这些，对于感应雷电产生的电涌采用并联电容器法和变压器隔离法、对直接雷电产生的电涌采用电压开关型的充气放电管、硅可控整流器、三端双向可控硅组件；限压型型的亚敏电阻、抑制二极管等类型器件来实现保护。
通常来讲由雷电产生的电涌信号远远要大于大型电机设备的启动，电网切换大型负载等形成的电涌信号。若系统的设计能防护雷电产生的电涌信号肯定能防护大型电机设备的启动，电网切换大型负载等形成的电涌信号。
2.1 直击雷防护
直击雷的防护主要使用避雷杆塔等接地体、引下线、接闪器将直击雷电引入地下。机房的引下线、接闪器安装在避雷杆塔上，避雷杆塔要远远高于机房而且离机房要有一定的距离其所构成的保护范围要能覆盖整个机房，不能让雷电直接击中机房。
2.2 屏蔽
机房的屏蔽可分为机房屏蔽、室内设备屏蔽、输入输出线路屏蔽。机房屏蔽利用机房室壁内的钢筋、金属构件、门窗地板、铅版、铜网等构建法拉第笼与底网可靠连接构成屏蔽网；设备的屏蔽应按照国建设行业标准（GB50343）来进行多级屏蔽。对输入输出电缆采用屏蔽电缆，屏蔽层做等电位连接和接地，最好做穿金属管防护。
2.3 接地
机房的接地网的性能影响机房的整体防雷效果，机房的接地电阻通常要求小于10欧姆。机房接地网应采用联合接地，机房内各类接地线应从接地汇流排或接地网上分别引入。机房接地网由机房建筑地网！避雷杆塔地网和电力变压器地网等构成。避雷引下线与周围金属构件距离需大于3米；独立避雷杆塔引下线与机房屏蔽等构成法拉第电笼应作上下两点电位连接。
2.4 等电位连接
等电位连接的目的主要在于降低雷电流所引起的电位差，避免出现反击。用连接导线或电涌保护器将处在需要防雷的空间内的防雷装置、机房的金属构架、输入输出导线、电气装置等连接起来构成等电位连接网络实现均压等电位，缩小设备间的暂态电位差，有效地保护设备免受暂态电位抬高的损坏。
3 电涌保护器的安装与实施方案
电涌保护器可分为三相电源电涌保护器、单相电源电涌保护器、直流电源电涌保护器。电涌保护器能限制各相线对地线的共模过电压和各相线之间的差模过电压，电源系统中安装电涌保护器要符合电路结构和供电系统的制式。机房供电系统有TT和TN-S两种制式，机房设备的地线（PE）需要接放电管元件，以便消除工频电压长期施加在压敏电阻上产生的漏电流。按国标（GB50057-94）标准安装三相、单相、直流电源电涌保护器。为保险三相电电涌保护器通流容量根据具体情况选用，安装于交流配电箱内或旁边；单相电电涌保护器通流容量根据具体情况选用，安装于开关电源处；直流电源电涌保护器通流容量根据具体情况选用，安装于直流电源处；
为防止反击过电压造成的电涌危害，将机房与外界连接的各种电气线路，利用级间配合良好的SPD浪涌保护器与局部等电位接地铜排相连。同时在线路（地）与设备的外壳（地）之间再并联一只浪涌抑制器。在按照国标（GB50057-94）标准安装电涌保护器后，还是有一部分电涌分量会流入交流配电箱或电源，这时可利用铁氧体磁珠和磁环在低频段损耗小，高频段阻抗大的特点将通过磁环和磁珠的干扰电磁吸收掉，以热能的形式耗散出去。具体做法是在电源线或其他输入输出导线外面套上铁氧体磁环，当有雷击产生的感应电涌沿金属导线侵入室内，在这些线上套着的铁氧体等效于在设备和雷击点间有一个阻抗进行了串接，阻止雷电高频波的传播，使得其能量大大衰减，同时它的幅值和陡度得到快速抑制。在直流电源输入输出端及各种控制通信设备的输入输出端加上铁氧体磁珠能有效的抑制浪涌信号的干扰，保证系统的可靠谱运行。
4 结束语
综述全文，对电涌的产生、危害、传播途径进行分析，对电气设备机房电涌入侵的主要途径及防护措施护手段进行了介绍，给出一种科学有效解决方案，该方案能保证电气设备机房的安全运行。
参考文献
[l]中华人民共和国建设行业标准（GB50343）.建筑物电子信息系统防雷技术规范.北京：中国建筑工业出版社，2004.
[2]中华人民共和国建设行业标准（GB50057-94）.建筑物防雷设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2000.
[3]周志敏，周纪海，纪爱华.电气电子系统防雷接地实用技术[M].北京：电子工业出版社，2005.
关键词：城轨交通；能量回馈；PWM整流器；
中图分类号：C913文献标识码： A
Urban Rail Transit Can Feed Type Regenerative Braking Device
Abstract: This paper mainly studies on urban rail transit system, a new regenerative braking energy device, can feed type regenerative braking device, namely the rectifier device itself is a rectifier and inverter, introduces the characteristics of the device, working principle, equipment, and then, through application of research, analysis of common problems in the process of application equipment, the last one, that can feed type regenerative braking is urban rail transit renewable energy technologies can be used in a more economical and effective solution.
Keywords：Urban Mass Transit；Energy Feedback；PWM Rectifier；
目前城市轨道交通直流牵引供电系统采用二极管整流器,电能只能从交流电网向直流牵引网单向流动。当车辆制动时,多余的再生制动能量使直流电网电压升高。传统的解决方法是设置电阻制动装置,但这将造成电能的极大浪费并带来温升等其它问题。由于轨道交通车辆起制动频繁,制动能量相当可观,若能加以合理利用必能产生良好的经济效益。针对以上情况,本文研究的能馈式再生制动装置，采取再生制动能量吸收装置与整流系统相结合的方式，即整流装置本身既是整流器又是逆变器，根据当前供电系统电压大小、能量流动的情况来切换整流、逆变状态，是一种更为经济、有效的解决方案。
1.设备介绍
1.1设备特点
能馈式再生制动装置是基于国家“十一五”最新科技成果，在城市轨道交通行业中的应用研究。该装置不仅能够在列车牵引时为列车提供能量，而且还能在列车制动时将多余的再生制动能量反馈回交流电网。不仅能够抑制直流网压的大范围波动，减小直流电压纹波，提高供电质量；更重要的是还能避免列车再生制动能量在能耗电阻上的白白消耗，节约电能。此外，借助于大功率PWM 整流器交流电流谐波含量小、功率因数任意可调、直流输出特性可控的特点，还能实现对交流中压电网的无功补偿，以及对直流接触网能量优化分配及管理。
大功率双向变流器作为能馈式再生制动装置的“核心”，其主电路采用无电感型多重化拓扑，结构紧凑、便于模块化；功率器件采用大容量智能功率模块，系统功率密度大、保护功能完善；控制系统具有设备运行状态实时监控及历史记录查询功能，以及在线及离线故障诊断功能，具有丰富的网络接口和软硬件资源，可以方便的与变电站综合自动化系统进行对接。整个能馈式再生制动装置在软硬件设计上，充分考虑了系统的可扩展性，能够非常方便的通过柜体并联方式实现系统扩容，并增加系统冗余性。
1.2设备的工作原理
能馈式再生制动装置以 PWM 整流器作为基本组成单元。而 PWM整流器则是在脉宽调制技术的基础上发展而来的一种功率变换装置，其组成上可以看成是一台 PWM 逆变器加上交流电感 L。它采用脉宽调制技术，PWM 逆变器能够在其交流测输出幅值和相位可控的三相交流电。而交流电感 L 在逆变器与电网之间起缓冲作用。在电网电压ea 和交流电感L一定的情况下，通过控制Ua的大小和相位，就可以控制电流ia 的大小和相位，进而控制变流器传输的功率。
1.3设备的构成
能馈式再生制动装置的系统构成主要包括变压器、交流低压开关柜、双向变流器柜、直流接触器柜四大部分。
目前采用的第三代 IGBT 智能功率模块参数为 2400A/1700V，随着最新第四代 3600A/1700V 的 IGBT 推广应用，单个双向变流器柜容量将在此基础上提升50%，即由 2MW 变为 3MW。预期不久将来发展为4MW 系统对应的变压器容量增大一倍。
2.设备应用情况
本项目于2012年3月至今，以长沙地铁车辆段为模拟环境进行了多次实验，挂网能馈式牵引供电机组容量为 2MW。在模拟挂网运行过程中，设备运行可靠，性能稳定，其技术先进性和现场适用性均得到同行专家及用户的充分认可。在相关设备应用过程中，常见下列需注意的问题：
2.1. 容量选择注意问题
能馈式再生制动装置中采用大功率的可关断器件 IGBT。由于IGBT 的价格较贵、容量有限，且损坏机理不同于传统功率二极管的“热效应累积”损坏机理，因此能馈式再生制动装置设计上只满足125%一分钟的过载能力，暂不具备现有二极管整流器的 300%一分钟的极端过载能力。在设备选型时请对此点给予特别注意。
2.2. 施工安装注意问题
a.能馈式再生制动装置中的双向变流器柜上部安装有可触摸的工业平板电脑，其防水防尘等级达到 IP65，但由于其耐受外部机械应力能力较差，因此要求在双向变流器柜的运输、施工安装过程中对其特别加以注意，防止损坏；
b.能馈式再生制动装置不同于既有的二极管不控整流器，装置内部存在多条光纤、传感器、继电器及控制接线，因此要求在能馈式再生制动装置各柜体的运输、安装及施工过程中对其特别加以注意，防止损坏；
c.能馈式再生制动装置中的双向变流器柜功率器件采用的是大功率 IGBT，其对静电敏感。因此，在双向变流器柜的施工、安装调试过程中请勿触碰，防止静电放电损坏开关器件；施工完毕对设备进行绝缘测试前，应断开控制系统，并对 IGBT 进行保护处理，防止高压损坏器件。
2.3 运营维护注意问题
2.3.1在能馈式牵引供电系统的运行巡检方面，要求如下：
a． 要求能馈式牵引供电系统的运行过程中每日对其巡检至少两次；
b． 要求巡检过程中，所涉及的设备主要指整流变压器、双向变流器、交流低压开关柜和直流接触器柜；
2.3.2在能馈式牵引供电系统的维护维修方面，要求如下：
a． 能馈式再生制动装置的控制系统能够对系统中电容器、开关器件、冷却风扇等关键部件进行运行状态监控及寿命评估，因此原则上应至少每月通过触屏平板电脑查询上述设备运行情况；
b． 对于双向变流器柜，每三个自然月对其进风口检查一次，防止积累异物，影响 IGBT 的散热效率。双向变流器每年应由专业技术人员进行至少一次彻底除尘；对于交流低压开关柜，每两年应由专业技术人员进行至少一次彻底除尘；对于直流接触器柜，每两年应由专业技术人员进行至少一次彻底除尘；
3. 设备应用前景展望
能馈式再生制动装置具有能量双向流动，输出特性可控，功率因数可调等显著优点，不仅能够实现列车制动能量的回馈再利用，取代能耗电阻，达到节能减排的目的，还能减小直流电压波动范围及纹波，提高供电品质。此外，还可以对中压环网进行无功补偿，提高系统功率因数。但是其设备容量有限，投资较大。
将能馈式再生制动装置与二极管整流机组组合使用，实现二者的优势互补，最终形成了技术可行、投资合理的组合应用方案。经挂网试验证明，该应用方案在技术上是可行的，设备运行稳定、系统匹配良好。更重要的是，该方案能够将工程投资控制在合理水平，投资效
益回收快，回报率高，易于推广应用。
综上所述，能馈式再生制动装置技术先进、性能可靠，结合工程实际需要，采取合理的应用方案，可以发挥其巨大的技术优势，获得良好的投资回报，市场前景非常广阔。
参考文献
[1]李建明主编.城市轨道交通供电[M]阅.成都:西南交通大学出版社，2007.
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[3]于松伟等编.城市轨道交通牵引供电系统设计原理与应用[M].成都:西南交通大学出版社，2008.
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[5]王磊，刘志刚，张钢，等.基于PWM整流器的城轨牵引供电系统研究[J].电力电子技术，43(7): 75-77.
[6]马继红.能馈式牵引供电系统及牵引传动系统研究[J].中国铁路，2010（10）.
由于电池技术并没有显著的进展，系统设计人员遂开发了大量功率管理技术来应付这些挑战。其中一种技术允许系统设计人员“关断”手机的某些电路以延长电池寿命。
在这些便携式设备的设计流程中，系统设计人员如果知道半导体器件如何与功率管理方案配合，便能更快地完成设计。建立系统设计的标准流程与集成电路 (IC) 的开发流程是一样的。半导体电路设计人员必须充分了解这些功率管理方案，并设计集成电路可在以后的任何系统中正常地工作。实现省电模式或关机模式的标准半导体功能包括：
过压容限
三态
自动重启
上电期间瞬间脉冲电流消隐
本文将对这些功能进行详细说明，并确定执行这些功能的电路设计技术。作为系统设计人员，理解这些功能在硅片中的实现方式将有助于进行更好的系统功率管理设计，从而将最终问题解决。
过压容限
图1：让寄生二极管D2短路，寄生二极管D1的阴极连接到电源上
过压容限是输入或输出节点容忍信号级别大于器件电源电压的能力。在手机设计中，从微处理器到存储器或其它器件存在着多种直流电平。系统各独立的电源子系统间吸入电流(“sinking”of current)会给器件带来潜在的损害。例如，若一个电压为3V的器件驱动另一个1.8V的器件，这种电势差可使电压较低的器件吸入电流。如果不用一些方法加以限制的话，系统架构中两器件都存在潜在危险。这种额外的电流吸入会增加系统功耗，从而加速电池消耗。这种额外的电流已证明在任何关注电源的设计中(如电池寿命有限的手机)，是造成高成本的因素。
有许多技术可以解决这个问题，较为传统的方法之一是利用比较器来实现过压容限。CMOS电路具有一个PMOS管Q2置于输出和VCC之间，并必须将它的NWELL连接到电路中的最高电势处，一般是Vcc。这样，让寄生二极管D2短路，寄生二极管D1的阴极连接到电源上，如图1所示。若输入/输出(I/O)电压超过VCC，则二极管D1向电源导通。如果利用额外的电路添加一个比较器电路(COMP)，NWELL线路可以被连接到VCC或输出两个电势中的较高者。这使NWELL节点保持最高电势，因此限制了D1二极管传导电流，如图2所示。
图2：利用额外的电路添加一个比较器电路(COMP)，NWELL线路可以被连接到VCC或输出两个电势中的较高者。这使NWELL节点保持最高电势，限制了D1二极管传导电流
在off状态，控制模块驱动PMOS门极到VCC。不过如果输出端大于VCC+PMOS Q2晶体管的阈值电压的话，从输出到Vcc存在不必要的电流泄漏路径。必须注意，图2中驱动Q2门极的晶体管一般是由Vcc供电，故引起此问题。解决泄漏问题的方法如图3所示，是增加一个从比较器输出到PMOS Q2门驱动控制模块的连接。控制模块会保证PMOS栅极驱动电压为两个电势VCC或输出的较高者，确保PMOS保持关断状态，从而消除泄漏路径。
图3：增加一个从比较器输出到PMOS Q2门驱动控制模块的连接。控制模块会保证PMOS栅极驱动电压为两个电势VCC或输出的较高者，确保PMOS保持关断状态，从而消除泄漏路径
了解这些电路如何工作，便可以加快设计流程。例如，即使一个器件具有过压容忍功能，不同的实现方法将带来完全不同的结果。吸入电流会存在电压“窗口”，泄漏值比预期值高时会出现极端的过压情形，而且，过压电路的瞬态响应会起变化。结果，系统工程师可能会遭遇无法预见的问题。为了加快新设计的上市时间，系统设计人员并不希望从头到尾追踪可能的需要返工的问题。了解如何实现过压容限有助于电源系统设计人员一开始就选择正确的产品，最终并获得成功。飞兆半导体提供的产品便具有过压容限功能，并能把不需要的吸入电流限制到极低值(一般小于3μA)，如FSLV16211- 24位总线开关。
三态：在省电模式I/O保持高阻抗的能力
这种三态对多点下传总线和子系统掉电十分有利。当一个部件“掉电”时，I/O泄漏路径会引起不需要的功耗，或者甚至对部件造成损害。因为I/O拥有至电源的泄漏路径，它也可能导致器件甚至整个子系统自行上电。
由于功率浪费加上可靠性被损害，这些系统“小故障”会对所有功率管理方案造成影响。例如，当一部揭盖式手机待机时，功率管理IC会关断电路板上的不同部分来保存能量。在关断系统的不同部分时，工程人员关心的是每一微安的电流流动，因为它最终会影响电池寿命。如果一个器件在的多点下传总线上仍然有效，不提供关机三态，就可能出现泄漏。这也许会破坏总线上的数据并消耗额外的功率。
在大多数半导体中，器件最普遍的泄漏路径是通过连接到I/O上的PMOS管。类似于过压的情形，PMOS的NWELL的寄生PN二极管可以变为正向偏置而导通。此外，PMOS的门极为0，若I/O电压高于PMOS的阈值电压时，将产生不必要的从I/O到电源的电流路径。这会被电路设计人员视为过压的一种，其解决方案如图3所示。
电路设计人员还必须提供静电放电(electrostatic discharge，ESD) 解决方案，以消除到电源或接地的泄漏路径。鉴于上述的原因，不能使用旧的端接到Vcc的PN ESD二极管。一些较新型的有源钳位电路或触发ESD电路,必须关注过压容限和三态关机而进行谨慎设计。栅级接地NMOS ESD解决方案因本身具有过压容限特性，并在关电时不泄漏，因此得到广泛采用。
开机重启
当电源确立以提供稳定可靠的上电时，“开机重启”提供了初始化产品的方法。一般而言，I/O是三态的(高阻抗)，而内部寄存器被清除直到电源超过“安全”级别。
用于“开机重启”的简单技术是设计一个带内置滞后的比较器，把电源电压和内部产生的参考电压进行比较。这是惯用的作法，可确保器件以已知的状态上电。当电源电压超过参考电压时，比较器会产生重启脉冲。
图4：把电源电压和内部产生的参考电压进行比较是惯用的作法，可确保器件以已知的状态上电
如图4所示，电阻R3和连接NMOS Q1/的二极管为比较器输入提供参考电压。电阻R1和R2作为电阻分压器(resistor divider)，产生与VCC成正比的电压。比较器COMP的设计带有抵消功能，使到其输出在两个输入端为低时保持为低。上电时，随着电源电压的攀升，比较器的参考电压在节点1建立，其数值是通过电流限制电阻R3建立连接NMOS Q1的二极管的阈值电压。它与由R1和R2组成电阻分压器的输出比较，该数值和VCC成正比，可用以设置所需与VCC相对的跳变电压(trip voltage)。当电源电压大于期望值时，比较器的输出变高，表示电源被确立。
当利用这种重启电路时，所有内部器件都应通过有源低信号实行重启。“开机重启”电路保持重启节点为低电平，直到电源电压值高到足以保证所有内部节点正常工作，并有效地重启器件。当重启电路的输出变高时，可进行正常工作。
电路设计人员必须谨慎选择重启电压跳变点 (trip point)，如果过高，噪声或电源波动会造成重启电路故障；如果过低，所有器件可能无法重启。对此，简单的解决方案是利用高滞回比较器电路，或一旦重启建立就将其锁存。在电源确立以保存能量后，低功率设计会使比较器电路掉电。
设计“开机重启”电路时，需要特别关注同一个器件上的多个电源引脚。通常，在所有电源电压确立之前，应该使产品保持在重启模式，而不论其电源使用顺序为何。假定“开机重启”电路A由电源A供电，“开机重启”电路B由电源B供电。电路设计人员必须确定即使A首先上电，芯片的B部分仍然被控制，反之亦然。系统设计人员应参考数据表或与制造商联系，以确定对有多个电源的产品来说，是否需要特定的供电顺序。
在那些很注重器件是否以正确模式开机的应用中，如锁相环(phased-locked loop)，“开机重启”是必须采用的重要电路。否则，如果锁相环以错误的状态启动，它可能锁存于谐波频率中，从而影响了器件的性能。
回到手机设计的题目上，使用这种 “开机重启”的方法对用于揭盖式手机链路传输数据的串化器/解串器很有用。在这些特定器件中，以正确的状态启动将决定来自应用处理器的信号能否在屏幕上显示正确的图像。
无干扰上电
对系统设计人员而言，上电期间脉冲电流十分重要，因为在电源电压的整个上升周期，产品的电源电流是受控的。如果内部电路设计不正确，在上电期间就可能引起有害的电源对地短路。这对于系统设计人员非常重要，因为如果这个问题发生，整个系统便可能失效，从而带来严重的可靠性问题。
传统的CMOS设计要求电源电压超过大约两个晶体管阈值电压时才能开始工作。在“开机重启”电路建立并控制该器件之前的这个“死”域期间，问题可能发生。在重启电路对内部节点进行控制之前，这些节点可能上电并消耗大量电源电流。一个例子是CMOS的输出，在上电期间，PMOS和NMOS驱动同时浮至VCC/2，而且二者都接通。这种现象在VCC和接地之间建立了一个低阻抗路径，对电源有不良影响。电路设计人员必须在这现象出现之前设计“开机重启”电路，以维护和控制输出。另一个解决方案包括设计系统逻辑在原本的关机状态下上电，或提供无源电路如内部上拉/下拉电阻来防止这问题发生。还必须设计触发(flop)和锁存(latch)，并在当没有“开机”重启电路而电源持续攀升时，将其设定为稳态。
数据表信息
了解这些不同功能后，设计人员便能够更好地选择所需产品以满足其要求。选择正确的产品将消除最终的功率循环问题，加快产品上市时间。飞兆半导体提供的产品便具有过压容限、三态关机、“开机重启”和无干扰上电等功能。
举例说明：我们将分析飞兆半导体的24位总线开关FSLV16211数据表中的这些特性。在数据表的“DC电气特性”一栏中可以找到大部分信息。从前面的论述中可知，不同的系统电压电源能引起通过器件的泄漏电流，但可透过过压容限予以阻止。在数据表上，过压容限可经由输入泄漏电流 (标注为II。)来确定。在表1中，过压容忍测试在Vcc为2.3V或3.6V、VI在0V～3.6V间时进行。测试结果显示输入泄漏电流仅为10μA或1μA，具体数值视测试而定。与不具备这一嵌入功能的器件相比较，泄漏电流显著降低。
随着科技的不断发展，信息处理效率的提高，微电子器件的尺寸越来越小，这使得微电子器件的可靠性问题逐渐凸显出来.微电子器件可靠性主要受四个方面的影响：栅氧化层、热载流子、金属化、静电放电.通过对国内外现状的分析，主要介绍了影响微电子器件可靠性的四个主要因素及其产生原理，并提出了提高微电子器件可靠性的解决方案及措施.
关键词：
微电子器件； 可靠性； 热载流子； 静电放电
中图分类号： TN 406文献标志码： A
目前，飞速发展的微电子技术和不断缩小的器件尺寸，都使得由于器件可靠性而造成的影响越来越严重.以静电放电（Electro Static Discharge，ESD）为例，在静电放电失效的基本机理研究方面，中美两国研究人员对过电压场致失效和过电流热致失效的定义、原理以及在何种器件中哪种失效更容易发生等方面都研究得非常透彻.但是，具体到某一类型的微电子器件的ESD失效模式和基本机理，美国研究得更加充分且全面，并建立了 ESD [主要是人体模型（HBM）和带电器件模型（CDM）] 的失效电路模型.另外，除了传统的互补金属氧化物半导体（CMOS）器件，美国还系统地研究了磁性读写头、各种微电子芯片等器件[1].
目前，我国在微电子器件可靠性的研究方面加大了资金和技术投入，缩小了与美国的差距.但是对典型微电子系统的 ESD失效分析和对先进的失效分析技术手段、方法的研究和运用等方面仍然是我国科研工作者今后需要努力的方向.
1影响微电子器件可靠性的主要因素
影响微电子器件[如互补金属氧化物半导体（CMOS）、金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）、垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管（VDMOS）等]长期工作可靠性最主要的失效机理包括：热载流子效应、栅氧化层及栅氧击穿（即电介质经时击穿，TDDB）、金属化及电迁移、静电放电（ESD）.下面对这四种失效机理及可靠性模型等方面进行详细介绍.
1.1热载流子效应
热载流子效应是电路中重要的失效模式之一.在超大规模集成电路中，随着栅氧化层厚度、结深和沟道长度的减小，导致漏端电场增强，从而加剧了由热载流子引起的可靠性问题.热载流子注入氧化层会引起器件的阈值电压漂移、跨导下降，甚至导致器件特性退化.随着时间的推移，器件性能的退化将会导致整个电路失效.
1.1.1热载流子效应对器件的影响
首先是热载流子对器件寿命的影响.由于热载流子的注入，器件氧化层中电荷的分布被改变，从而导致器件性能的退化.热载流子还可加速器件老化.对晶体管进行最恶劣情况下的加速老化试验，可推算出常规条件下器件的寿命，由此可衡量热载流子特性的优劣 [2].
其次，热载流子效应的存在严重影响了场效应管MOS集成电路集成度及电路和器件的可靠性.图1为栅氧化层厚度为40 nm、30 V电压条件下，MOS电容栅电流Ig随时间t的变化关系.从图中可知，在恒定电压下，栅电流随着时间的增加而减小.
1.1.2热载流子效应引起的失效现象[3]
（1） 雪崩倍增效应
在小尺寸MOSFET中，随着源―漏电压的升高以及沟道长度的缩短，夹断区的电场也增强.这时，通过夹断区的载流子将从强电场获得很大的漂移速度和动能，就很容易成为热载流子，同时这些热载流子与价电子碰撞时还可产生雪崩倍增效应.
（2） 阈值电压漂移
若夹断区的一些热载流子与声子发生碰撞，得到了指向栅氧化层的动量，那么这些热载流子就有可能注入栅氧化层中；进入栅氧化层中的一部分热载流子还有可能被陷于氧化层中的缺陷处，变成固定的栅氧化层电荷，从而引起阈值电压漂移和整个电路性能的变化.
（3） MOSFET性能的退化
沟道内的一小部分有足够高能量的热载流子可以越过Si-SiO2界面的势垒（电子势垒高度Eb约为3.2 eV，空穴的Eb约为4.9 eV），并且注入栅SiO2层中形成栅极电流Ig.此栅极电流尽管很小，但热电子注入栅SiO2层中将会引起界面陷阱积蓄电荷，并且，电荷的积累经过一段时间之后会使器件性能退化，导致阈值电压漂移、跨导降低和亚阈值斜率增大，甚至栅氧化层击穿.
（4） 寄生晶体管效应
当有较大的衬底电流Isub流过衬底（衬底电阻为Rsub）时将产生电压降（Isub・Rsub），使得源―衬底的N+-P结正偏，从而形成一个“源―衬底―漏”的寄生N+-P-N+晶体管.该寄生晶体管与原来的MOSFET并联构成了一个复合结构的器件.这种复合结构导致了短沟道MOSFET发生源―漏击穿，还会导致CMOS电路中的闩锁效应，使伏安特性曲线出现回滞现象.
1.2金属化及电迁移
电迁移是指在很大电流的作用下，金属原子发生扩散迁移的一种物理现象.电迁移中原子扩散方向与电子流动方向相同.电迁移将使得原子源源不断地由阴极向阳极扩散，并逐渐导致在阴极形成空洞，在阳极则发生原子的堆积.这种过程将随导电截面积的减小而加速进行，最终导致器件的失效[4].
电迁移现象是在直流电流作用下金属中的离子产生位移所致.首先表现为电阻值的线性增加，到一定程度后就会引起金属膜局部亏损而出现空洞，或引起金属膜局部堆积而出现小丘或晶须，造成金属互连线短路失效，严重影响集成电路的寿命.在器件向亚微米、深亚微米发展中，金属互连线的宽度不断减小，电流密度不断增加，更易于因电迁移而失效[5].
1.3静电放电（ESD）
在传统的微电子器件中静电放电的能量由于影响较小，人们很难察觉.但是在高密度微电子器件中则可能因为静电电场和静电放电电流引起失效，或造成“软击穿”现象，导致设备锁死、复位、数据丢失和不可靠.这都对设备的正常工作产生较大影响，使设备的可靠性降低，甚至造成设备的损坏.据统计，在集成电路工业中由ESD引起的损失高达25%，因此，由ESD导致的损失是一个很严重的问题.
1.3.1ESD模型的分类
根据静电产生的原因和对电路放电方式不同，在集成电路中常用的ESD模型有四种：人体模型（HumanBody Model，HBM）；机器模型（Machine Model，MM）；器件充电模型（ChargedDevice Model，CDM）；电场感应模型（FieldInduced Model，FIM）.图2为2 kV HBM、200 V MM与1 kV CDM的放电电流I比较.其中，虽然HBM的电压比MM的电压高，但是200 V MM的放电电流却比2 kV HBM的放电电流大得多，因此机器放电模型对集成电路IC的破坏力更大.在不到1 ns的时间内，1 kV CDM的放电电流最高可达到15 A.所以CDM的静电更易造成集成电路的损伤[6].
1.3.2ESD失效种类[7]
（1） 直接损伤
直接损伤是由电流产生的功耗引起的.它会熔化器件的一部分并造成故障.当电子器件暴露于ESD应力，该设备可能无法正常工作.ESD应力所造成的高电流使器件温度升高，可能会造成金属熔化，PN结或氧化层击穿.IC内部晶体管会因为ESD电流产生的散热造成永久性物理伤害.这些损伤产生的原理如图3所示.焦耳热产生的温度上升可导致熔化的金属膜晶体管的PN结尖峰长丝，PN结击穿.金属膜的熔化会导致开路.而PN结的击穿可以通过退化的电流-电压特性曲线观察到，这时的曲线上会有一个异常的结漏电流.在最严重的情况下，ESD引起的功耗可以同时产生结细丝、结尖刺和金属熔化.另一方面，ESD引起的电压也可以在绝缘层上产生电场，绝缘层的击穿电场强度越大，越会发生绝缘层的击穿.
（2） 潜在损伤
强电场也会引起电荷注入.Si-SiO2界面处的强电场会加速表面处的载流子运动.当载流子获得足够的能量时就能越过Si-SiO2界面势垒，并注入氧化层[如图4（a）].此时，失效分析手段无法在氧化层中发现物理损伤，但氧化层的电荷状态变化可能会导致器件晶体管的电流-电压特性改变.电荷注入会使电路退化，但与破坏性失效不同的是，它并不会使器件完全失效，所以称为ESD引起的潜在损伤，图4（b）是它的极限形式（氧化层击穿）.潜在的损害难以确定，因为即使产生了一定退化，设备仍然可以工作.然而，如果一个芯片中含有潜在损伤的晶体管，那么整个芯片就有可能出现过早失效或芯片故障.一些基本的特性测试（如漏电流测量等）可以确定破坏性的损伤，但是潜在损伤却很难检测出来.
1.4栅氧化层及栅氧击穿
随着MOS集成电路微细化的发展，栅氧化层向薄膜方向发展.而电源电压却不宜降低，在较高的电场强度下，使栅氧化层的性能成为一个突出的问题.栅氧化层抗电性能不好将引起MOS器件电参数不稳定，如阈电压漂移、跨导下降、漏电流增加等，甚至引起栅氧化层的击穿.栅氧化层击穿作为MOS电路的主要失效模式已成为目前国际上关注的热点.栅氧化层击穿主要分为四种：本征击穿（瞬时击穿）；非本征击穿；经时击穿TDDB；软击穿.
有关氧化层TDDB问题的研究很多，其中最受重视的是氧化层的TDDB寿命.在20世纪70年代后期，根据实验数据，有研究人员提出了关于栅氧化层TDDB寿命拓展的经验式，即
式中：TF为中期寿命；ΔH*0为栅氧化层TDDB激活焓；T为温度；kB为玻尔兹曼常数；γ为电场加速因子；Eox为氧化层电场强度.
针对上述经验式，提出了两种经典模型：
（1） E模型：由热化学击穿模型得到.该模型认为氧化层的退化与击穿是电场作用的结果，由缺陷的产生和积累决定，即
式中：Q1为E模型过程的激活能.
（2） 1/E模型：由空穴击穿模型得到.该模型在电子隧穿注入的基础上，认为氧化层击穿是由空间电荷积累造成的，并认为击穿所需的总俘获空穴电荷量一定，即[8]
式中：G为1/E模型的电场加速因子； Q2为1/E模型过程的激活能.
图5为E模型、1/E模型与TDDB实验数据的对比.由图中可以看出，在低场强中，E模型与实验数据的吻合较好，而采用1/E模型估计的中期寿命TF值偏大；在高场强中，1/E模型与实验数据的吻合较好，而E模型估计的TF值偏小.从实际应用看，在工业中，由于E模型比1/E模型计算的寿命要短，所以工业上一般采取E模型.
2提高微电子器件可靠性的主要措施
2.1抑制热载流子效应的措施
在设计超大规模集成电路时，可采用减小沟通道长度、减薄氧化层厚度以及相应增加掺杂浓度等方法达到高速度和高集成度的设计要求.但是，这些综合结果却易导致热载流子的产生.针对上述情况，可通过以下方法抑制热载流子效应：
（1） 减小漏结附近的电场，可使热载流子发射的可能性降低.
（2） 改善栅氧化层的质量，采用完美的干法氧化工艺，降低热载流子陷阱密度和俘获截面，能够减小由于热载流子注入栅氧化层而对器件性能的影响.
（3） 可在电路和版画设计上采取如采用钳位器件或适当增大宽长比等措施.
（4） 采用一些新结构，如低掺杂漏（Lightly Doped Drain，LDD）结构等，可提高击穿电压，减少碰撞电离.
2.2改善金属化引起可靠性问题的方法[9]
目前，提高半导体器件金属化和接触可靠性的主要方法有界面效应、合金效应、覆盖效应和回流效应.
（1） 界面效应
因为器件性能的提高，热电应力在器件金属化单位面积上不断增大，导致金属与金属、金属与半导体之间的界面扩散及反应的几率增大，或许会形成金属与金属的高阻化合物，上层金属穿过阻挡层进入半导体中也可能使器件漏电增大或结短路.因此，界面效应成为目前急需解决的问题.解决界面效应最有效的方法是选择一个合适的阻挡层.事实上，为了防止金属与金属以及金属与半导体的反应及扩散，引入了金属阻挡层.TiN熔点高，热稳定性和化学稳定性好，有极高的硬度和较低的电阻率，干法和湿法刻蚀工艺成熟，与硅的粘附性较好，因此是一种高性能的阻挡层材料.
（2） 合金效应
在中小功率器件和集成电路中，由于Al金属化系统工艺简单成熟，并且价格便宜，所以被普遍采用.但是Al的一个很大问题是容易产生电迁移.为了改善Al的电迁移寿命，在Al中加入少量的Cu可以大大改进Al膜的电迁移寿命（1～2个数量级）.另外，事先在Al中加入少量Si可以减小互溶，这样不仅提高了Al的电迁移寿命，还解决了由于Al-Si 界面互溶而引起的短路失效问题.所以人们将两者结合，采用Al-Si-Cu合金，发现Al的电迁移寿命显著增加，并且限制了Al、 Si的互溶.
（3） 覆盖效应
在金属薄膜上覆盖介质后，不仅可有效提高设备的抗划伤性、抗腐蚀、抗电迁徙、抗电流浪涌和抗离子粘污能力，还可改善薄膜的微观结构.总之，介质覆盖可以增强薄膜的抗电迁徙能力，提高调制传递函数（MTF）.这是表面抑制、热沉效应和压强效应综合作用的结果.
（4） 回流效应
从理论上说，总有一个时刻，正向电迁徙动和回流将完全抵消，使净离子迁徙流为零.显然，回流可被用来降低电迁徙动失效，提高金属化可靠性.因此，人们提出了超大规模集成电路的三层金属化欧姆接触孔回流加固结构.
2.3ESD防护措施
2.3.1建立防静电环境
通常采用以下措施建立防静电环境：
（1） 使用等电位连接的方法，即所有表面都连接在一个可靠的接地体上.这些表面使得静电荷积累减小，并且可以控制电荷以泄入到大地，从而防止不同的对象和静电电荷之间的电位差，还可有效地释放静电电荷.
（2） 采用防静电周转箱、防静电包装袋以防止起电.
（3） 使用防静电服装、防静电鞋.一方面，它们可有效地抑制静电荷的产生；另一方面，当它们与地接触时，还能达到释放静电荷的功能.另外，将防静电剂喷涂在物体表面，也可有效抑制静电荷的积累.
（4） 使用离子风静电消除器并适当控制湿度，能够消除绝缘材料表面的静电荷.
（5） 采用测量监控的方法，使用静电检测仪检测人体是否带静电，监测防静电设施是否正常[10].
2.3.2设计过程中的防护措施
以电源和地之间的保护为例，可采用反馈及动态延时结构检测电路的电源和地的ESD保护电路.这种电路占用芯片面积小，使用相移电路（RC电路）侦测ESD电压，把侦测到的电压通过一个反相器输送到衬底触发场氧器件（STFOD）上，释放静电电流.STFOD器件具有较强的单位静电释放能力.这种电路的 ESD 脉冲上升时间仅10 ns左右，电路正常上电延迟时间大概是1 μs～1 ms，而ESD侦测电路中RC电路时间常数介于两者之间.
由于采用了反馈及动态延时结构，使得电路能够在静电发生时间内迅速地将静电电流释放，及时将保护电路关闭，避免器件的栅氧化层因电击穿而遭到破坏.
2.4改善栅氧化层击穿影响器件可靠性的措施
在栅介质中引入适量N可提高器件的抗击穿能力.这主要是由于N具有补偿SiO2中O3Si和Si3Si等由工艺引入的氧化物陷阱和界面态陷阱的作用，从而减少初始固定正电荷和Si-SiO2界面态.栅介质的击穿主要是由于正电荷的积累引起的，因此在栅介质中引入适量的N可以改善栅介质的性能[11].另外，通过比较TDDB值及其失效分布可以评估集成电路氧化、退火、抛光、清洗、刻蚀等工艺对栅氧化层质量的影响.工艺中要采取有效的洁净措施，防止沾污.热氧化时采用二步或三步氧化法生长SiO2层.可以用化学气相沉积（CVD）生长SiO2或掺杂氮氧化物以改进栅氧化层质量.
3结论
微电子器件可靠性主要受四方面的影响：热载流子效应、栅氧化层及其击穿效应、金属化及静电放电（ESD）.虽然完全去除以上影响是不可能的，但要尽可能采取适当措施提高器件的可靠性.从目前的研究结果看，可以比较有效地改善微电子器件可靠性的预防措施有：一是采用减小沟通道长度、减薄氧化层厚度以及相应增加掺杂浓度的方法减小热载流子效应对微电子器件可靠性的影响；二是采用界面效应、合金效应、覆盖效应和回流效应等方法，使金属化及电迁移对微电子器件可靠性的影响降到最低；三是建立防静电环境，采用反馈以及动态延时结构检测电路都可以很好地预防ESD对器件的损伤，提高微电子器件的可靠性；四是在栅介质中引入适量的N可以提高器件的抗击穿能力，降低栅氧化层击穿效应发生的概率，使微电子器件的可靠性有所提高.
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・新品速览・
WINTEC内存进中国
近日，美国WINTEC（美商威特）公司宣布正式进入中国市场。这家成立于1988年的致力于内存及相关产品研发与制造的公司，此次将在国内市场上推出包括Server（面向服务器用户）、AMPX（面向发烧级玩家）、AMPO（面向大众用户）三大系列在内的内存模组及全系列闪存卡产品。其中，全系列全规格的服务器内存，包含支持Intel架构、先进的FBDIMM；AMPX系列是WINTEC被国外电脑发烧友看好的内存产品，其667MHz内存产品均可稳定运行在800HMz的频率水平，也是目前世界上少数能够提供频率高达1100MHz DDRⅡ产品的内存系列。 （E4）
