印刷电路的发明及电力故障后频电气量变化

印刷电路是奥地利电气工程师保•艾斯勒于20世界30年代中期发明的。艾斯勒早年在维也纳工程学院学习电气工程，1930年毕业后，曾学习过印刷技术。他在对电子线路板进行研究时萌发出一个念头：要是像印刷书籍或报纸一样，把电子设备的电路一次印刷在线路板上，就不需要用手工一块一块地制作线路板，线路也不用由人一根一根地焊接了，就可以大大提高电子产品的生产效率和可靠性。

 

在印刷行业，为了在纸上印刷出图片，通常采用照相制版技术。即通过照相，把拍摄下来的图片底版，蚀刻在铜版或锌版上，用这种铜版或锌版，就可印刷出许许多多的图片来。艾斯勒在制造电路板时，也采用与印刷业类似的制版方式进行尝试。他先画出电子线路图，再把线路图蚀刻在覆盖有一层铜箔的绝缘板上，使不需要的铜箔被蚀刻掉，只留下导通的线路。这样，各个电子元件，就通过这块板上铜箔所形成的电路相互连接起来了。这种印刷线路，既能提高电子产品的可靠性，又能大大提高生产效率，对开发电子新产品有极大的价值和潜力。采用印刷电路技术，使电子设备的批量生产变得简单易行，为电子产品的机械化、自动化生产奠定了基础。20世纪50年代以来，包括通信设备在内的各种电子产品取得的大幅度进展都与采用印刷电路工艺密不可分。随着印刷电路制造水平的不断提高，制作出的印刷电路可达到很高的精度，从而把电路板的生产制造推向一个崭新的阶段。在印刷行业进行制版时，通过拍摄可以将一幅很大的图片缩小到一定的尺寸。在制造印刷电路时，同样也可以把电子线路图缩小制版，使之成为面积很小，线路复杂而可靠性却又很高的电子线路板。这种印刷电路板，对于线路复杂、可靠性要求很高的通信设备和计算机来说，是十分适用的。印刷电路技术的发展，为随后集成电路的发明，奠定了必要的技术基础。
 

电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。全硅胶电压互感器，电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。

测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量;单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。 利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。

除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。变压器内部故障，但故障电流较小时，反映电流的保护往往不能动作。对于油冷却的变压器，当油箱内发生短路故障时，在短路电流和短路电弧的作用下，绝缘油和其它绝缘材料因受热分解，产生气体。这些气体必然会从油箱流向油枕上部，故障越严重，产生的气体就越多，流向油枕的气流速度也越大。利用这种气体来动作的保护装置，称为瓦斯保护。