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淺析低壓線路常見電氣火災(zāi)原因及對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施

安科瑞程瑜 ? 來源:acrelxqx ? 作者:acrelxqx ? 2024-06-26 13:21 ? 次閱讀

程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:為保證電力能源供應(yīng)的穩(wěn)定,減少火災(zāi)的出現(xiàn),本文分析了低壓電路出現(xiàn)電氣火災(zāi)的常見原因,并給出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞:低壓線路;電氣火災(zāi);短路;線路過載

0.引言

低壓線路指經(jīng)配電變壓器將高壓10kV降低到380V以下的電氣線路。低壓電器通常指在交流電壓1200V或直流電壓1500V以下工作的電器,常見的低壓器有開關(guān)、熔斷器、接觸器、漏電保護(hù)器和繼電器等。低壓電路引發(fā)的電氣火災(zāi)是我國(guó)常見火災(zāi)類型之一,為抑制火災(zāi)的發(fā)生,需要綜合分析影響火災(zāi)發(fā)生的原因并制定預(yù)防措施。

1.低壓線路常見電氣火災(zāi)的原因

低壓線路會(huì)因?yàn)椴煌蚨l(fā)電力火災(zāi)。比如,某電力企業(yè)的低壓線路使用的是架空電路,并選擇了配套的電纜,而線路敷設(shè)的環(huán)境既包括城鎮(zhèn),也有自然環(huán)境,敷設(shè)方式采用架空敷設(shè),由于線路與設(shè)備長(zhǎng)期暴露在環(huán)境中,且施工中存在人為失誤,導(dǎo)致某些線路的表面出現(xiàn)破損,有些導(dǎo)線甚至已斷裂,由此引發(fā)了電氣火災(zāi)??梢?,客觀分析發(fā)生電氣火災(zāi)的原因,并對(duì)火災(zāi)事故進(jìn)行認(rèn)定。

1.1原因

1)線路短路

線路短路是電氣火災(zāi)的主要原因之一,電路出現(xiàn)短路會(huì)讓電流交叉,提升線路的電壓,引發(fā)火災(zāi)。線路出現(xiàn)短路的原因有很多,比如絕緣層長(zhǎng)期暴露在外部環(huán)境中,受外部環(huán)境影響其絕緣作用減小,或是裸電線的安裝位置過低,搬運(yùn)金屬物品時(shí)不小心碰觸,固定線路的金屬物掉落,導(dǎo)致電路垮接,以及電線機(jī)械強(qiáng)度較差,受外力拉扯后斷落到地面或其他線路上等,這些都可能讓電路發(fā)生混電,進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)[2]。例如,2115年12月25日紹興上虞某酒店用于圣誕節(jié)活動(dòng)的圣誕樹突然起火,圣誕樹主要由塑料和聚乙烯材料搭建,約兩層樓高,經(jīng)事故調(diào)查后認(rèn)定,是裝飾燈的線路短路引燃了圣誕樹上的裝飾物,從而引發(fā)火災(zāi)。

接觸不良

接觸不良是導(dǎo)線之間的連接、導(dǎo)線和設(shè)備之間的銜接等出現(xiàn)接觸不牢的情況。一旦出現(xiàn)接觸不良,在形成通電回路的情況下,會(huì)讓某些位置的溫度不斷上升,破壞線路的絕緣層,粉塵與接通電力的電纜線接觸后,形成火災(zāi)。這類火災(zāi)是消防預(yù)防的難點(diǎn)與重點(diǎn),在實(shí)際操作中,只有技術(shù)水平較高的工作人員才能發(fā)現(xiàn)接觸不良的位置。

線路漏電

線路因長(zhǎng)期暴露在環(huán)境中,受周圍環(huán)境影響,外部表皮會(huì)自然老化,出現(xiàn)磨損,而人為對(duì)線路的破壞也會(huì)讓絕緣作用失效。在這種情況下,線路接通電流后,電流會(huì)從線路的破損處外流,與周圍環(huán)境的實(shí)體材料、空氣中的可燃物直接接觸,緩慢形成高溫,引燃可燃物。在實(shí)際生活中,如果不使用專業(yè)工具很難發(fā)現(xiàn)漏電,而人體接觸漏電位置后,會(huì)因?yàn)殡娏鞯膿舸蛟斐蓳p傷,另外,漏電也會(huì)增加電量的使用,需增加用電支出。

線路的電力過載

如果線路的電流超出原定荷載量,電壓大于安全電壓,可能使線路的電流增加,某些位置的溫度不斷上升,引發(fā)電線燃燒,而電線燃燒后會(huì)點(diǎn)燃周圍的易燃物體。出現(xiàn)線路過載的原因有:完成線路安裝后,電線可承載的電壓較小,且電阻的增加降低了電流的速度;電線超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),在同一個(gè)插座上連接多個(gè)較大功率的電器,導(dǎo)致電流不穩(wěn);電線穿管直徑較小,延長(zhǎng)了線路散熱的時(shí)長(zhǎng),當(dāng)達(dá)到一定溫度后,線路發(fā)生自燃。例如,2014年2月14日慈溪市某展館發(fā)生火災(zāi),模型電氣線路出現(xiàn)故障,展館東南處的沙盤模型和大型多媒體LED顯示屏起火,過火面積達(dá)300多平方米。

1.2原因的認(rèn)定

基于上述火災(zāi)原因進(jìn)行火災(zāi)認(rèn)定,根據(jù)原因給出終結(jié)論,明確各當(dāng)事人需要承擔(dān)的責(zé)任,按照有關(guān)法律法規(guī)對(duì)主要責(zé)任人與單位給予處罰。同時(shí),終責(zé)任確定后,保險(xiǎn)公司可根據(jù)結(jié)論決定是否理賠。且行政單位與個(gè)人可從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),完善內(nèi)部消防措施,增強(qiáng)防護(hù)意識(shí)。

對(duì)于認(rèn)定要點(diǎn)的分析,從形成火災(zāi)的原因、線路的通電情況等方面展開論述。首先,火災(zāi)發(fā)生具備先決條件,即在起火點(diǎn)的周圍形成了電流回路,出現(xiàn)線路漏電,且整條線路處于通電狀態(tài),存在電路故障,電路故障產(chǎn)生的能量達(dá)到引發(fā)火災(zāi)的標(biāo)準(zhǔn)?;馂?zāi)出現(xiàn)后,會(huì)按照特定的規(guī)律向周圍蔓延。其次,對(duì)線路通電情況的分析,是確定起火線路的前端有電流經(jīng)過,并用專業(yè)設(shè)備完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘驗(yàn),檢查開關(guān)的開閉。其中,開關(guān)開閉狀態(tài)的分析是確定火災(zāi)原因的重要因素之一,如果開關(guān)相對(duì)完整,通過觀察即可知其開閉狀態(tài),但如果已嚴(yán)重?zé)龤?,則可以通過刀閘、插銷等進(jìn)行判斷。再次,現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)時(shí)按照程度進(jìn)行,包括兩點(diǎn),一是配電盤檢查,通過對(duì)外部、盤面、盤后等位置的檢查可判斷其狀態(tài),找到引起火災(zāi)的證據(jù),二是線路檢查,檢查電路型號(hào)與敷設(shè)方式及線路所在的環(huán)境,檢查整體線路接點(diǎn)的數(shù)量等。后,進(jìn)行調(diào)查訪問與現(xiàn)場(chǎng)基本情況分析,前者是向負(fù)責(zé)線路敷設(shè)的工作人員等詢問電路敷設(shè)的整體情況,確定線路周圍環(huán)境中可燃物的數(shù)量,檢查保護(hù)裝置,后者是檢查線路是否存在短路或燃燒后熔斷的問題,判斷其熔斷特征。

對(duì)起火原因的認(rèn)定有三個(gè)步驟,分別是現(xiàn)場(chǎng)資料的搜集、技術(shù)鑒定與調(diào)查。

短路火災(zāi)的認(rèn)定:對(duì)于這類情況,是發(fā)現(xiàn)起火點(diǎn)周圍有出現(xiàn)短路的點(diǎn),并發(fā)現(xiàn)熔痕,而出現(xiàn)短路的回路需與火場(chǎng)保持一定的距離,絕緣層沒有破損。確定這些證據(jù)后,由技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)鑒定,以從中發(fā)現(xiàn)與短路特征一致的熔痕。通過對(duì)周圍居民、電力公司的走訪,確定火災(zāi)發(fā)生過程中電器出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況,火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的電壓有明顯的上升。

接觸不良的認(rèn)定:在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)故障接頭的殘留,并檢查各導(dǎo)線、設(shè)備之間的接頭是否完好,并收集固定連接的釘、墊片等。技術(shù)人員檢查接頭處是否有燃燒后形成的碳渣與燃燒溶解,墊片等表面是否有電火花灼燒的痕跡,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況判斷接頭的連接方式。通過調(diào)查了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)是否有大功率機(jī)器,搜集線路的安裝、檢修情況。

漏電情況的認(rèn)定:對(duì)于這類情況,是找到現(xiàn)場(chǎng)的起火點(diǎn)、漏電點(diǎn)、接地點(diǎn)等,并在現(xiàn)場(chǎng)搜集相關(guān)物證,經(jīng)分析后完成認(rèn)定工作。

線路過度負(fù)載的認(rèn)定:重要的是現(xiàn)場(chǎng)取證,即在現(xiàn)場(chǎng)的室內(nèi)外找到殘留的導(dǎo)線,根據(jù)導(dǎo)線外觀、接頭的狀態(tài)判斷原因并給出結(jié)論。

2.低壓線路常見電氣火災(zāi)的綜合預(yù)防

雖然采取了預(yù)防措施,但由于缺少相關(guān)的法規(guī),管理不足等,影響了預(yù)防的效果。我國(guó)還未建立完善的行政法規(guī),技術(shù)法規(guī)內(nèi)容單一,采用的管理措施與實(shí)際情況有很多出入;工作人員的安全意識(shí)和工作素養(yǎng)都有待增強(qiáng),技術(shù)措施不完善?;诖?,為增強(qiáng)常見電氣火災(zāi)的預(yù)防,可從以下幾個(gè)方面著手。

2.1建立健全法律法規(guī)

需根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)章制度,結(jié)合電氣安全管理相關(guān)內(nèi)容,制定完善的安全管理行政規(guī)章,著重突出預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生的要點(diǎn)及操作時(shí)的基本要求,同時(shí),要明確追責(zé)制度的建立,要求供電、設(shè)計(jì)、維護(hù)等部門切實(shí)履行自己的職責(zé)。規(guī)章制度制定時(shí)要注意的是,內(nèi)容的提出在保證利益的基礎(chǔ)上,保證企業(yè)利益,多部門協(xié)調(diào)配合,確保制度內(nèi)容的科學(xué)性與合理性。各地方管理部門應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐幕厩闆r,參照行政規(guī)章的內(nèi)容,因地制宜,制定符合本地的安全用電規(guī)章制度。在地方的規(guī)章制度內(nèi),包含的內(nèi)容有防火設(shè)計(jì)的方法與規(guī)范,規(guī)范使用的技術(shù),并要求防火設(shè)計(jì)結(jié)束后將其作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。

2.2優(yōu)化管理,加大管理力度

首先,實(shí)現(xiàn)多部門聯(lián)合,讓多個(gè)部門共同參與安全用電的管理工作。其次,要求負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、施工與檢驗(yàn)的單位與部門接受資格審核,由于設(shè)計(jì)或安裝、檢驗(yàn)不到位而發(fā)生火災(zāi)的,需對(duì)負(fù)責(zé)的部門給予處罰。再次,對(duì)建設(shè)的單位和使用的個(gè)人進(jìn)行再教育,并審核其是否有使用的資格,提升其對(duì)故障的預(yù)防能力。此外,根據(jù)電氣工程的變化制定新的管理制度,從源頭消除隱患。后,定期檢測(cè)電氣工程,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患并消除。

2.3引入技術(shù),加大技術(shù)研究力度

技術(shù)的引入可以讓技術(shù)人員用更優(yōu)的方式完成電氣工程的檢測(cè),提高工作效率,在引進(jìn)技術(shù)的同時(shí),要針對(duì)不同的情況研發(fā)新的技術(shù),并把技術(shù)在實(shí)際工作中應(yīng)用。根據(jù)電氣工程周圍環(huán)境的不同使用相關(guān)技術(shù),比如在公共場(chǎng)所內(nèi),為了控制火勢(shì)的蔓延,可以把阻燃、耐火的電纜作為線路,提升線路的耐燃性。同時(shí),電氣工程在不同性質(zhì)建筑中的應(yīng)用需要對(duì)線路的電壓、電力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可在工程中加入電路保護(hù)器裝置。此外,可以進(jìn)行以下操作:在建筑中使用紅外測(cè)溫儀、超聲探波儀等設(shè)備,定期進(jìn)行預(yù)防檢查;研發(fā)電弧故障斷路器,減少電弧性短路的出現(xiàn);在工程的配電裝置中加入過熱探測(cè)裝置,如果線路出現(xiàn)局部過熱或電流過大,可及時(shí)預(yù)警;根據(jù)以往出現(xiàn)的火災(zāi)類型建立危險(xiǎn)評(píng)估體系,評(píng)估不同火災(zāi)類型的危險(xiǎn)性,并不斷嘗試提升評(píng)估體系的可靠性;優(yōu)化火災(zāi)痕跡的鑒定技術(shù)。

2.4加強(qiáng)教育培訓(xùn)

對(duì)于短路的預(yù)防,是優(yōu)化對(duì)線路絕緣層的保護(hù)。在敷設(shè)電路時(shí),可以用不同方式引導(dǎo)導(dǎo)線,盡量避免導(dǎo)線直接暴露在環(huán)境中,如果導(dǎo)線周圍的環(huán)境較差,需用不同的措施加以保護(hù)。如果導(dǎo)線要經(jīng)過溫度較高的環(huán)境,應(yīng)盡可能避開,并用防火槽等裝置進(jìn)行保護(hù)。發(fā)生電路短路后需要馬上切斷電源,控制火勢(shì)的蔓延,在電源沒有切斷前不可用水滅火。此外,選擇導(dǎo)線截面的大小時(shí)保證截面可承載的流量超過線路的額定流量。

對(duì)于漏電故障的處理,是確保絕緣層完好的情況下,安裝漏電保護(hù)開關(guān),并在安裝前與安裝后進(jìn)行檢查,如果線路發(fā)生漏電,開關(guān)會(huì)及時(shí)關(guān)閉,避免火災(zāi)發(fā)生。同時(shí),應(yīng)在建筑內(nèi)部設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng),因?yàn)榻ㄖ?nèi)部有大量的電氣設(shè)備,通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的異常,在一時(shí)間消除火災(zāi)隱患,優(yōu)化對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)。另外,電路系統(tǒng)中會(huì)使用大量的PE線,為預(yù)防其發(fā)生漏電,可以在整條線路設(shè)計(jì)中設(shè)置多個(gè)接地點(diǎn),如果其他位置的線路發(fā)生漏電,形成的高壓會(huì)隨著電路流入PE線內(nèi),以保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)。

對(duì)于接觸不良的預(yù)防,是在線路安裝過程中確保每個(gè)導(dǎo)線的接頭都連接緊密,可用絕緣膠帶保護(hù),如果導(dǎo)線位于室外,需在導(dǎo)線表面做防水處理。安裝結(jié)束后,需由專業(yè)人員檢查,并在特定位置涂抹變色漆等材料,通過觀察變色漆顏色的變化,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

3.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

3.1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng),已通過消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證,并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn),保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行,現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對(duì)剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視,實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警,當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測(cè)到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求,還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

3.2應(yīng)用場(chǎng)合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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3.4系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的剩余電流、溫度信息,報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào),同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈亮,顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型,記錄報(bào)警時(shí)間,聲光報(bào)警一直保持,直至按設(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動(dòng)消除。

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當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路報(bào)警時(shí),控制輸出繼電器閉合,用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備,當(dāng)報(bào)警消除后,控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報(bào)警:當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障或探測(cè)器本身發(fā)生故障時(shí),監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示,同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮,并發(fā)出故障報(bào)警聲音。電源故障報(bào)警:當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí),監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息,可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

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當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí),將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中,當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí),同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

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3.5配置方案

應(yīng)用場(chǎng)合 型號(hào) 產(chǎn)品照片 功能
消防控制室 Acrel-6000/B wKgaomZ7pTyAUOquAAAWp7y0W7k449.png 適用于1~4條通信總線多可連接256個(gè)探測(cè)器,可適用于壁掛安裝的場(chǎng)所。
Acrel-6000/Q wKgZomZ7pTyAUtVlAAATiTeRdpY481.png 適用于大型組網(wǎng),壁掛式監(jiān)控主機(jī)數(shù)量較多且需集中查看的場(chǎng)所,主要監(jiān)測(cè)壁掛主機(jī)信息。
一、二級(jí)
低壓配電
ARCM200L-Z2 wKgaomZ7pT2AXFhGAABSzUif-YI347.png 三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中),視在電能、四象限電能計(jì)量,單回路剩余電流監(jiān)測(cè),4路溫度監(jiān)測(cè),2路繼電器輸出,4路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時(shí)鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,2路獨(dú)立RS485/Modbus通訊
ARCM200L-J8 8路剩余電流監(jiān)測(cè),2路繼電器輸出,4路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時(shí)鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊
ARCM300-J1 wKgZomZ7pUGAA40wAAAgtqr14JY382.png 1路剩余電流監(jiān)測(cè),4路溫度監(jiān)測(cè),1路繼電器輸出,事件記錄,LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊
AAFD-□ wKgaomZ7pUGAK3-gAAAXCt0tGXE611.png 檢測(cè)末端線路的故障電弧,485通訊,導(dǎo)軌式安裝。
ASCP200-□ wKgZomZ7pUGAGf4GAAARlxzu7Lw255.png 短路限流保護(hù)、過載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè),1路RS485通訊,1路GPRS或NB無線通訊,額定電流為0-40A可設(shè)。
wKgaomZ7pUKAFIgbAAAU2FdcQgw600.png 短路限流保護(hù)、過載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè),1路RS485通訊,1路NB或4G無線通訊,額定電流為0-63A可設(shè)。
配套附件 AKH-0.66 wKgZomZ7pUKATdybAAAeyAGJ_TE868.png 測(cè)量型互感器,采集交流電流信號(hào)
AKH-0.66/L wKgaomZ7pUOAbQU_AAAexldGsV0373.png 剩余電流互感器,采集剩余電流信號(hào)
ARCM-NTC wKgZomZ7pUOAO-xjAAAMENfC6Js800.png 溫度傳感器,采集線纜或配電箱體溫度

4.結(jié)束語

綜上,低壓線路電氣火災(zāi)會(huì)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失和傷亡,對(duì)于電廠或其他建筑來說,為實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),需分析發(fā)生火災(zāi)的原因,采用技術(shù)分析完成認(rèn)定,基于此給出應(yīng)對(duì)方案,以保證電力設(shè)備的安全,減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。

【參考文獻(xiàn)】

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作者簡(jiǎn)介:程瑜,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橛秒姲踩芾淼难邪l(fā)與應(yīng)用,手機(jī):18702112087(微信同號(hào))

審核編輯 黃宇

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