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1﹑完成设计院的移交,收集电气所有设计资料提供于设计院,正式开展与设计院的各项工作,将设计工作推向正常流程。
2﹑与设计院沟通、现场查看开闭所、变电所高低压设备排列布置平面图。与设计院专业人员交流设计意见,完成开闭所、变电所出图。
3﹑配合电力安装公司皮革馆高低压设备安装完成工作。
4﹑配合各施工单位完成皮革馆项目各个楼层强弱电电缆敷设,各楼层强电井动力箱位置排列和各楼层区域供电电源计量敷设到每个商铺及通讯、网络、监控位置。
5﹑完成精品商务楼变电所初步设计和统计后期工程用电量情况。
二﹑下半年完成的主要工作
1﹑配合总包﹑监理﹑消防等有关验收单位对皮革城达到合格工程,并且把电气设备移交给运营部。
2﹑做好木雕文化广场工程电气图审工作,发现有疑问的地方及时联系设计院确认,确认后反馈给施工单位,同时配合土建﹑水暖工程师的工作。
3﹑精品商务楼配变所工程安装程序及安全工作跟踪直到11月21日送电运行,已完成空调机房电气设备正常运行。
三﹑存在的不足及改进措施
关键词:建筑工程;施工技术;质量;组织管理
中图分类号:TU198文献标识码: A
1.电气工程在建筑工程中的地位及作用
作为电气施工人员我们要对电气工程在整体建筑工程中的地位和重要作用有充分的认识。电气工程作为建筑工程项目中重要的组成部分之一,对其建筑工程建设的发展有着极其重要的影响和作用,对此,电气工程的质量也是影响建筑质量好坏的标准之一。在电气工程投入生产使用时,必须保证设备的质量以及线路绝缘是完全符合标准要求的,检查电气工程周边环境的特点,看是否存在容易引起火灾的不安全因素,以及火灾报警系统是否正常运行,消防设备是否合格等,与此同时,还要确保在出现安全事故后,能够及时准确地进行通讯系统的监测,以便更好地处理问题,保证将经济财产损失降到最低。
2.作为电气工程师须具有的责任心和工作能力
作为一个合格的电气工程师要有对所负责的电气工程质量高度负责的精神和态度,在施工过程中要充分发挥专业技术水平及管理能力,认真做好电气工程的技术方案,质量方案,现场签证,安全方案及交底等组织管理工作。知识的不断创新与发展,作为一名电气工程师而言,要不断学习先进的科学文化知识以及专业技能的熟练操作方法,增强自身应对各种电气工程所存在问题的解决能力,还要结合实际掌握相关电气工程的规范标准,针对不同部分规定的施工内容规范进行学习,保证解放思想,与时俱进,更好地促进地电气工程的发展。目前尽管强电各系统的技术已经比较成熟,由于电气设备,电气材料及电器元件种类繁多,并且还在不断改进和研发,产品也在不断的更新换代,智能开关,节能等新设备,新产品也在电气工程中广泛应用。要想跟上时展的步伐全面掌握各种电气产品的性能和技术,这就要求我们在实际工作中认真观察,善于思考,精心研究。不断的总结施工经验和新的电气理论知识。还要及时跟上建筑智能化的发展,掌握各系统的技术状况,我们必须不断地更新知识,快速掌握发展动态来充实自己,要及时准确,深入了解和掌握及运用各种建筑智能化系统和新产品的技术性能,只有这样我们才能跟上时展步伐。
3.电气工程师在设计审图及图纸会审时应注意的问题
3.1设计审图
首先,要审查设计图纸是否符合相关规范或有关技术质量标准,设计是否合理和优化及实用性,收益性等;其次,要针对工程的具体使用功能情况,确定建设单位对其项目的定位和需求。要提供合理化建议和意见,明确要设置哪些系统及功能,以便所设系统与主体工程保持同步进行。再次,要审查设计是否体现了工程的经济性、便利性的原则,成熟的技术和材料是否在该工程中有所体现和运用。
3.2图纸会审
作为一名电气工程师,要认真筹划并组织安排好电气图纸的会审工作,并且不能走过场、要认真审查图纸,把存在影响工程质量,和使用功能等方面的问题及因素尽量在图纸会审时加已解决。如对各专业之间缺乏沟通,图纸设计发生冲突,避免造成反工,浪费,甚至延误工期及发生不必要的纠纷等问题。
4.电气工程的质量控制与管理
4.1施工准备阶段的质量控制
电气工程师不能只停留在按图施工的水平,要全面熟悉和掌握设计图纸中存在的问题及不足,及时提出处理意见和建议。在进行建筑施工中要想保证其质量完全符合标准要求,就必须加强建筑施工人员科学文化水平以及施工技术水平,通过培训来加强他们自身安全意识,保证施工队伍整体水平的上升,同时要建立完善的监督管理机制,针对施工人员进行技术交底工作,分阶段式进行培训基础知识的考核,施工中完全按照相应的规范标准进行施工操作。要根据建设单位及土建工程的总体进度编制好电气工程进度计划、人员计划、机具计划,材料进场计划,并组织落实好,在施工过程中要根据实际情况及时修改及补充完备。
4.2施工阶段的质量控制
针对施工阶段的质量控制要进行严格的审查,施工中要严格按照施工设计图纸,规范文件进行电气工程质量的审查,只有保证审查设计图纸与施工实际情况一样,才能进行合理化的施工。在施工过程中,若是发现任何图纸与实际施工不相符的情况都要及时的进行处理,绝不允许个人擅自依据施工中出现的问题进行图纸设计的更改,针对隐蔽工程的验收资料以及相关信息要给予合理化的标准规范,控制各个环节容易出现的质量问题。未经有关人员在隐蔽验收表上签字,不得进行下道工序,防止监督流于形式。记录好施工日志。关键部位要做拍照记录,进行旁站监察,确保隐蔽工程的真实性。
(1)主体施工阶段的管理
施工中要求所使用的材料必须符合标准要求,施工前要针对材料进行合理化的检查。例如地埋镀锌钢管的厚度不得小于2.5毫米,且镀锌管层没有任何损伤。对刚性阻燃PVC管材,应查看出厂检测报告及合格证,要进行外观和壁厚的检查,连接管件应采用相同的材质。预埋电线管不能敷设在钢筋的外侧,要确保保护层的厚度,管路在同一处交叉不能超过三条,线管不能并排绑扎在一起。管与管、管与盒连接应牢固、紧密,要防止堵塞,绑扎必须牢固。金属钢管敷设必须要做接地线焊接处理。
(2)电气设备安装及调试阶段的管理
首先要检查配电柜和配电箱、接线盒内接线。布线要整齐、布局要合理,美观,接点要牢固,当导线为多股线时必须搪锡,以确保施工质量。对于接地线的连接,接地端子的预留应符合规范要求;外墙及建筑物的金属门窗、栏杆防护及屋面的金属大件部分均作为防雷的关键和重点,设备的金属外壳必须做好接地处理。设备送电运行调试时要先空载运行,然后在带负荷、先单体试运行后联动运行。在调试运行过程中还要注意按持续运行规定的时间,验证电气设备,电器元件及机械性能的可靠性。
5.建筑电气工程施工技术的未来发展
随着时代和经济的快速发展,建筑电气的施工技术未来发展趋势是很广阔的,其影响着电力行业和电力工业的未来发展,同时也是我国经济建设的主要命脉。电气的未来发展,积极地推动了我国对可再生能源的实际应用,也满足了我国经济的健康发展。随着超导能源进一步深化,满足发展需求的同时也积极地促进了我国社会效益的综合提升。为了更好地保证国家电网的安全,可以对输电工程中的耗电大大降低,从而提高相应的能源效率,对电气工程施工技术的研究和开发为我国电气事业的未来发展奠定了基础。为了国家更好的发展,相关的技术人员就应该积极地提高电气工程的施工质量;为了满足我国经济的快速发展,对电气工程的发展严格的探究和深化是促进电气系统健全发展的关键。只要通过大家的努力建筑电气将会发展的更好。
结束语
综上所述,在施工过程的各个环节中都要进行有效的动态性控制,要做好相关的技术底,要认真做好从施工过程到验收工程的每一个细节,同时也要治理好相关材料的收购。在通过比较严格的施工和监督检查、杜绝错误、对质量进行积极的把控以及坚持安全生产之后,就可以防止电气施工过程中可能出现的通病,充分确保了电气工程的施工质量,从而提升建筑电气施工技术的水准。
参考文献
[1]何楠.提高建筑电气工程施工技术质量[J].中华民居(下旬刊),2013.
关键词:建筑电气;工程;管理
中图分类号: F407.61 文献标识码: A
引言
建筑电气工程从开工到竣工,施工现场的管理都起着非常重要的作用,作为一名建筑电气施工管理人员,其专业素养及业务素质直接关系到电气工程进度及工程质量,管理人员除了必须具备电气工程师与建造师的相关知识,还必须要敬业,有严厉的工作态度,对待甲方、监理及相关单位要有精湛的技术能力及较强的业务素质。在对建筑工程的质量进行要求的同时,人们也逐渐开始关注建筑工程中电气工程的施工工作是否是使用专业的电气安装设备,这就对电气安装工程的设计和施工人员提出了更高的要求,要保证建筑电气的质量。
一、建筑电气工程质量管理人员应具备的基本职能
在建筑工程电气施工中,应选用合格的建筑电气工程施工人员,作为一名合格的建筑电气工程质量管理人员,必须具备以下基本职能:
1.必须具备专业的电气工程施工质量管理能力和理论知识,充分掌握相关的建筑电气工程施工验收规范与标准,并了解与电气工程专业有关的设计规范;
2.在建筑电气工程中,施工管理人员具备一定与建筑电气相关专业的知识技能,并了解这些行业的相关规范与标准;
3.在建筑电气工程中,施工管理人员应具备善于发现问题、分析问题并解决问题的能力,确保建筑电气工程施工过程中出现的问题得到及时高效的解决;
4.在建筑电气工程中,施工管理人员应与时俱进,及时掌握及了解建筑电气方面的高新产品和先进技术,在建筑电气工程施工实践中总结经验教训,并不断提高自身的素质水平和专业技能。
二、如何做好建筑电气工程的施工管理工作
(一)提高相关人员的思想素质及工作能力
在建筑电气工程中,要加强建筑电气工程施工管理人员和技术人员的思想教育,树立建筑电气工程施工质量第一、安全第一的工作意识,以负责的态度保证建筑电气工程施工的顺利完成,在施工中,有些电气管理人员放松对配备选择的要求,造成电气施工安全隐患,有的电气施工管理人员未达到国家要求的基本任职条件,使电气工程质量管理工作的开展受到制约,因此,在实际工作中,应该鼓励电气行业相关管理人员及技术人员考取职业资格证书,并按工作年限、学历、工作质量、工作能力等进行培训考核,并制定合理的晋升制度,要把岗位工作与个人工作级别相结合,形成一种良好的激励机制和互相学习的良好氛围,以提高电气工程的质量,有效的控制电气工程的施工管理人员及技术人员的专业素养及专业知识,是保证建筑电气工程的前提。
(二)确定电气工程施工计划
在建筑电气工程中,施工人员熟悉图纸,了解施工现场情况之后,下一步就要制定施工组织设计,做好施工计划,并要科学合理的安排好施工的各项工序。因为电气工程施工是在土建的基础和金属结构上建立的,所以电气施工人员要把握建筑工程的整体,对建筑电气工程的进度做出合理的计划及安排。另外,在制定施工组织设计时要全盘考虑建筑电气工程,不管大小工序都要合理安排。因此,施工计划不仅要考虑到建筑电气工程的的进度和时间,还要考虑一些自然因素的影响。在建筑电气工程项目进行之后,同时也要做好电气安装的管理阶段。在完成整个结构工程后,电气工程也会随着装修工程以及装饰而进入安装期,所以要确定合理电气工程施工计划,保证建筑电气工程的施工进度和施工质量。
(三)设计变更及工程签证的控制
在电气工程的很多工程中,施工过程都存在工程变更及工程签证,要么是施工变更,要么是设计变更。有些规模较大的电气工程,大多都存在勘察设计质量不全面,设计参数取值不完全符合实际需要,存在主观性等,导致电气工程施工变更的出现,从而影响施工进度。而设计变更主要有施工图设计变更、复用图设计变更和技术交底会上设计变更,只有有效控制电气工程的工程变更及工程签证,才能保证电气工程的进度。
严格控制建筑工程变更及工程签证,保证工程进度,在电气工程施工前,要进行图纸会审,将图纸上发现的问题及时汇报给设计院,并让设计院给予解决,在电气工程施工时,由于客观因素,都会造成工程变更,所以,在施工前,编制合理、科学的施工组织设计,在出现影响工程进度的因素时及时调整及解决,保证建筑电气工程顺利进行。
(四)建筑电气工程施工质量控制
在建筑电气工程施工过程中,一些外部客观因素会影响建筑物的施工质量,为了有效避免建筑电气施工中的问题,保证电气工程的施工质量,要做到以下几点:
1.在建筑电气工程正式开工前,要制定设计方案、图纸会审、设计交底等工作,其有效进行是保证建筑电气工程质量的关键因素之一。认真检查设计质量,若发现问题及时处理,有效避免因设计问题或者图纸上的差错而有损建筑电气施工质量。
2.在整个建筑电气工程开工前,要审查核实施工方法、施工顺序,保证各项施工措施安全有效。要注意审查施工设计是否符合规定要求,从实际出发,考虑设计方案的可行性。同时,还要做好与土建的沟通交流工作,确保施工正常进行。
3.在整个电气施工中,对电气施工工序进行严格控制,每道工序完成后,都要经过监理部门及建设方的检查及验收,验收合格后才能进入下道工序,特别是对隐蔽工程的验收,验收部门必须严格检查,对不合格的进行返工或及时处理,工程验收是保证工程质量的关键,所以在验收时,必须认真、仔细,保证工程质量。
4.在整个建筑电气工程开工前,对工程使用的材料及设备要有相应的计划,购买材料,设备进场对整个工程的进度有非常重要的影响,所以对材料,设备进场制定详细计划,确保工程进度。对现场所用材料和设备进行严格检验,包括从性能、外观、构成部件等全方位检验。同时,对于设备和材料的合格证书、说明书、装配图说明等有关材料也要进行严格审查,并做好相关记录。另外,要做好设备和材料的储存工作,妥善保管,防止他们因受潮、发霉、损坏而影响工期,确保建筑电气工程的质量。
(五)电气工程成本控制的管理
电气工程质量费用是为了保障和提高工程质量所支出的一切费用,以及为达到标准而产生的一切质量事故损失费用的总和。对工程质量工程检测成本、预防成本、工程质量事故成本及过剩投入成本等方面进行成本控制,保障总的工程目标顺利实现,降低风险。为了更好地控制电气施工质量成本,在实际电气工程施工中,切实加强质量管理,严把各道工序的质量关,提高质量的一次合格率,防止返工及质量事故的发生,降低质量成本以及工程检测成本,降低风险,提高经济效益。对于过剩成本的控制,在实际施工中,应当严格按照施工规范、技术标准、以及质量要求来进行施工,不片面加大物耗投入,确保成本投入,降低风险,有效控制建筑工程成本,是保证建筑工程顺利完成的前提和保证。
(六)竣工验收
电气工程的最后阶段是竣工验收,当进行最后的工程验收时,要对电气施工质量做出评判,对于电气施工中不合格的地方要及时修补,来保证建筑电气工程可以正常使用。电气工程管理人员也要不定期去现场查看,并且要认真查看建筑电气施工效果。同时也要严格执行相关操作。一个建筑电气工程可能会因不同原因出现不同问题,所以应将建筑电气施工管理中遇到的问题进行总结,不仅要有敏锐的洞察力,还要有快速解决建筑电气施工管理问题的能力。作为一个建筑电气施工管理人员,不仅要了解关于建筑电气工程师的相关知识,熟悉掌握各种技能及专业知识,更要处理好人际关系,在建筑电气工程施工管理过程中时刻保持责任心。
结束语
在对建筑工程质量进行要求的同时,人们也逐渐开始关注建筑工程中电气工程的施工工作是否是使用专业的电气安装设备,这就对电气安装工程的设计和施工人员提出了更高的要求,把建筑电气安装工程放在和土建工程同等重要的位置上,抓好电气安装工程的质量管理工作,使建筑电气安装工程朝着可靠性、经济性、适用性、外观优美与使用方便的方向发展。
参考文献
[1]陈力阳.探析如何做好建筑电气工程的施工管理工作[J].科技与企业,2013,22:20.
[2]钟家洪,夏勇.浅谈建筑电气工程的施工管理[J].科技风,2012,16:166.
一、个人简历
二、胜任本项工作的个人优势简单总结起来,在以下几方面我认为自己存在一些特长
1、熟悉系里情况,虽来系里工作仅两年时间,但这两难刚好是机电系发展壮大的两年,我见证了困难,见证了艰辛,见证了坐班加班,见证了面对工作的无从下手,但同时我也看到了我们队伍的壮大,也看到了我们在每次小成绩面前的喜悦,因此我觉得这两年的经历能够指导我在服务岗位上去怎样工作,怎样和大家交流与理解。
2、有一定的组织协调能力与写作能力,在两年里熟悉了学院的各个部门,与同事关系融洽,同时参与多项院系各类文件的起草与修订工作。
3、能够较快进入角色,近一年以来,受两位主任的委托,参与了系里部分工作,如果这次能够当选,相信能在短时间交接任务,尽快投入到迫在眉睫的评估工作中。
三、工作设想讲两方面,前提是如果我能够当选:
第一,完成陈主任和王主任安排的常规工作,作为近1900学生,60名教职工的大系,事务繁多,没有固定的规律。如果本次能够当选,我会做好心理和信心的准备,在各项工作的组织、协调、安排、写作等方面,做到积极主动、发挥自己的特长,去迎接每一项任务。
论文关键词:电气工程技术;电气学科;发展史
一、电气工程技术的发展史
电气工程(Electrical Engineering)是现代科技领域核心学科之一,传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴,如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平,因此,电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。
1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展
大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识,天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察,然而,人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国,1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器,1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等,这是人类对电的早期实验,之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。
(1)库仑定律。1785年法国物理学家库仑通过扭秤测量静电力和磁力总结出:两个电荷之间的作用力与它们间距离的平方成反比,与它们所带电荷量的乘积成正比,这就是著名的库仑定律。这一发现的历史意义在于它标志着人类对电磁现象的研究从定性阶段进入了定量阶段。
(2)“伏打电池”。1799年意大利物理学家伏特经过反复实验发现把任何潮湿物体放到两个不同金属之间都会产生电流,一年后伏特发明了世界上第一个电池,自此人类对电的研究由静电扩大到了动电,开辟了电学研究的新领域。
(3)奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则。1820年奥斯特偶然发现通电铂丝周围的小磁针发生轻微晃动,之后他经过反复实验证实了这一发现。其后安培进行了更深入的研究,提出了右手定则,发现了电流方向与磁针转动方向之间的关系。安培还通过实验发现了两个通电导体和两个通电线圈之间相互作用的规律,从而奠定了电动力学的基础。
(4)法拉第发现电磁感应。英国科学家法拉第是第一个成功完成磁生电实验的人,并归纳出产生感应电流的五种情况:一是变化着的电流;二是变化着的磁场;三是运动的稳定电流;四是运动的磁场;五是在磁场中运动的电线。法拉第把这一现象叫做“电磁感应”。电磁感应的发现使生产电成为可能,至今,发电机、电动机、变压器都是运用电磁感应原理工作的。
(5)麦克斯韦建立电磁场理论。英国数学家、物理学家麦克斯韦总结了前人的一系列成果,用数学方程式表示电磁场,建立了完整的电磁理论体系,揭示了光、电、磁本质上的统一,并预言了电磁波的存在。1873年他出版的电磁场理论经典著作《电磁学通论》是里程碑式的自然科学理论巨著。
任何科学发明与发现都是许许多多的科学家不懈努力的成果,德国物理学家欧姆、高斯、赫兹,美国物理学家亨利,俄国物理学家楞次等等都为电磁理论的形成作出过贡献,本文不在一一类举。
电磁理论的建立为无线电通信揭示的发展奠定了基础,19世纪通信技术取得了突破性成果,先后发明了有线电报、有线电话和无线通信。
2.电工技术的初期发展
人类社会发展历程中经历了三次工业革命,对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业革命从18世纪中叶到19世纪中叶,以瓦特发明的蒸汽机为标志,以机械化为特征,中心在英国;第二次工业革命从19世纪后半期到20世纪中叶,以工业生产电气化为主要标志,其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”,其中心在美国和德国;第三次工业革命从20世纪中叶到21世纪初,以社会生产、生活信息化为特点,又叫新技术革命。第二次工业革命就是从电工技术初创和应用开始的。
(1)直流发电机的诞生。1831年英国企业家研制出了史上第一台发电机——蒸汽动力永磁发电机;1832年法国科学家匹克斯发明了世界上第一台直流发动机;1866年西门子发明了自激式励磁直流发电机;1870年格拉姆发明了实用自激直流发电机,结构可靠,电流稳定,输出功率大,被各国广泛采用作为照明灯电源。
(2)远距离输电和电力工业技术体系的初步建立。1875年法国巴黎火车站建成世界上最早的一座火力发电厂。爱迪生不仅发明了灯泡,他还在1882年建立了美国第一家直流发电厂,装有6台直流发电机,通过电缆输送照明用电,不过当时的最大输送距离只有1.6km。之后爱迪生还建立了一座水电站,形成了电力工业体系的雏形。
(3)交流发电机电荷电动机的诞生。1876~1878年俄国人亚布洛切科夫成功试验了单相交流输电技术。1885年,英国工程师菲尔安基设计的第一座交流单相发电站建成。同年,美国人威斯汀豪率领的团队完成了交流发电、供电系统,并创建了交流配电网。1883年,美籍电气工程师特斯拉发明了世界上第一台感应电动机,5年后他又发明了两相异步电动机和交流电传输系统。1888年,俄国工程师德布罗夫斯基和德尔伏发明了三相交流制。1891年,德国安装了世界上第一台三相交流发电机,并建成了第一条三相交流输电线路。自此,三相异步电动机得到了广泛应用,电能逐步取代了蒸汽成为动力源,电力工业得到了迅速发展。
3.电工理论的建立
(1)电路理论的建立。关于电路的早期研究有:1778年伏特提出了电容的概念,给出了导体上储存电荷的计算方法Q=CU;1826年欧姆发表了欧姆定律;1831年法拉第提出了电磁感应定律;1832年亨利提出了磁通量计算公式。
1845年德国物理学家基尔霍夫提出了关于任意电路中电流、电压关系的基本定律:电流定律(任意时刻电路中任何一个节点的各条支路电流的代数和为零);电压定律(任何时刻电路中任意一个闭合回路的各元件电压的代数和为零)。这两个定律发展了欧姆定律,奠定了电路系统分析的基础。
1853年英国物理学家汤姆逊推导出了电路震荡方程,并得出了莱顿瓶发电过程中电流在反复震荡且不断衰减的结论,并计算出震荡频率与R、L、C参数之间的关系,奠定了动态电路分析的基础。1855年,汤姆逊还建立了长距离电缆的等效电路模型。
1893年美籍电气学家施泰因梅茨提出了计算交流电路的方法——“相量法”,其实用、易懂,至今在分析正弦交流电路时依然沿用此法。
其间,赫尔姆霍兹提出的等效发电机原理、基尔霍夫建立的长距离架空线路参数电路模型、亥维赛德找出的求解电路暂态过程运算法、傅立叶用数学方法建立的热传导定律等等都对电工理论的丰富和完善起到了重要作用。
(2)电网络理论的建立。通信技术的兴起推动了电网络理论的发展。1924年,福斯特给出了电感和电容二端网络的电抗定理,建立了由给定频率特性设计电路的电网络理论。
1945年美国科学家伯德总结出了分析线性电路和控制系统的频域分析方法。1953年梅森创建了采用信号流图分析复杂回馈系统的方法,并被广泛应用。20世界50年代美国科学家达默制成了第一批集成电路,从此电路理论中增加了对含源器件的电路分析和综合。20世纪70年代在L.O.Chua等科学家的努力下,器件建模理论逐渐日趋完善。20世纪中期计算机的出现使电网络的计算机辅助分析和设计成为电路理论研究中的基本手段。
4.新技术革命对电气工程技术的推动
20世纪中叶开始的第三次技术革命又称为新技术革命,以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论,这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。
(1)计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来,经过几十年的发展,计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化,人类社会从此走进了信息时代。1952年出世的第一代计算机使用的是真空电子管,不仅体积巨大,而且耗电量惊人。1959年~1963年生产的第二代计算机用晶体管替代了真空电子管,大大提高了运算速度,减少了耗电量,减小了体积,运用在了军事和科研领域。1964年~1970年生产的第三代计算机用集成电路替代了晶体管,不仅极大地提高了运算速度而且降低了成本,计算机开始进入到了普及阶段。1971年至今生产的第四代计算机使用了超大规模集成电路,实现了计算机网络化,计算机普及到了个人。计算机的升级换代推动了控制技术的发展,形成了计算机管理生产系统,提高了生产效率和产品质量。
(2)电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展,人类社会生活也由此发生了巨大变革,人类从此进入信息时代。
1920年人们发现电离层对无线电短波有反射作用。1935年人们发现了雷达并广泛应用于军事和民用通信领域。1964年美国发射了第一颗地球同步静止轨道通信卫星,突破了大气层对无线电波的屏蔽,实现了宇宙范围的无线电通信。20世纪70年代计算机网络系统的建立使人们开始通过互联网获取信息。20世纪80年代以后寻呼机和移动电话逐步得到广泛使用,现今信息服务业已成为世界上发展最快的新兴行业之一。
电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理:一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现,特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步,科技是第一生产力,创新是社会发展的推动力。
二、电气学科的形成与发展
按我国高等教育学科划分,电气信息学科类属工学门类(门类编号08),其下设五个一级学科:电气工程(一级学科编号0808)、电子科学与技术(0809)、信息与通信工程(0810)、控制科学与工程(0811)和计算机科学与技术(0812)。这五个学科有着相同的学科基础,都是研究电磁现象及其应用的基础学科与技术工程的综合,电能的突出优点在于:它既是易于传输的工业动力,又是非常可靠的信息载体。电子科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术都是从电类专业派生出来的弱电学科,在19世纪末电工科学技术已形成了电力与电信两大分支。
我国电气工程一级学科下设五个二级学科:电机与电器(二级学科编号080801)、电力系统及其自动化(080802)、高电压与绝缘技术(080803)、电力电子与电力传动(080804)、电工理论与新技术(080805),电气工程包含的专业基础理论有电路原理、模拟电子、数字电子、微机原理与接口技术、单片机原理、自动控制原理、电磁理论、MATLAB仿真等。专业理论有电力系统及其暂态分析、电力电子、电机学、高电压与绝缘、电力拖动、输配电、工厂企业供电、电力市场等。
19世纪末欧美大学先后设立了电气工程(Electrical Engineering)专业,100多年来,其名称虽然没变,但内涵已随着科技的飞速发展有了非常大的变化。过去欧美的电气工程专业是以电力工程为主,现在电子技术和计算机已成为该专业的核心,美国一些著名高校甚至已不开设电力工程研究方向。有些大学把计算机技术从电气工程系分离了出去,单独成立了计算机科学系。
我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门,即我国最早的无线电专业,如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年,清华大学设置了电机系。建国后,我国建立了一大批以工科为主的多科性大学,其中大多设立了电机工程系。1977年以后,大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”,近几年来,部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同,但内涵有很大区别,我国大学一般都是强弱电分开,即电气类与电信类分设在不同的学院。
100多年以来,电气工程学科已发展成为覆盖多门类交叉学科、应用领域广阔的完善的学科,形成了强弱电结合、软硬件结合、机电结合的学科特点。
国外发达国家电气工程学科的发展呈现以下趋势:
(1)在学科中融入大量信息技术知识。在全球信息化的当今,信息技术以指数速度进步,它曾对电气工程学科的发展起到了巨大的推动作用,还将为电气工程领域的技术创新提供工具与技术支持,对电气学科的发展产生了决定性作用。国外发达国家的著名大学(如耶鲁大学、麻省理工学院等)大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院,以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。
(2)与其他学科不断交叉融合,拓展了研究领域,大量的研究都是在跨学科领域开展的。
(3)与企业联系密切,科技成果转换能力强,引领产业技术更新。
三、电气技术的发展趋势
与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业,电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。
1.可再生能源技术
1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%,预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世纪,光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源——氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源,氢能有其他能源无与伦比的优势:
(1)清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。
(2)储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。
(3)热值高。单位重量的发热量叫热值,氢的热值是汽油的3倍,煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源,但目前还处在实验室阶段,距工业应用还有一段距离。
2.输电信技术
超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。
(1)超导储能系统。将电能转换为电磁能,利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统,其使用将提高电网的安全性。
(2)超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性,快速限制电力系统故障短路电流,保障电网安全。
(3)超导大容量电缆。可大大降低输电过程中的电耗,提高能源效率。
灵活交流输电技术(FACTS)。用大功率电子器实现对电力系统电压、参数、功率、相位角等的实时调节控制,以实现电力系统的安全稳定性和输电过程中的能耗。