工频电磁场

工频电磁场

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【专家解析】工频电磁场

【优秀范文】工频电磁场

范文一:工频电场、磁场基础问答

以下内容翻译自

1、电场和磁场基础

本章会概述一些你需要知道的术语,让你对“电场、磁场”(EMF)有一个基础的认识;同时会将其他形式的电磁能量与“电场、磁场”做比较,并简要地讨论那些“场”会如何影响我们。

问:什么是“电场和磁场”(electric and magnetic fields)?

答:电场和磁场是存在于任何电气设备周围的不可见的电力线或磁力线。输电线,电线已经电气设备都会产生电场、磁场(EMF)。当然还有很多其他的“电场、磁场”源本手册主要关注的是“工频电场、磁场”(power-frequency EMF),即在电力生产、传输和使用过程中伴随其产生的电场和磁场。

电场是由电压产生,随着电压的升高电场强度也会增大。电场计量单位是“伏特每米”(V/m);磁场是由线路或电气设备中的电流产生的,随着电流的增大磁感应强度也会增加,磁场计量单位是“高斯”(G)或“特斯拉”(T)。

对大多数电气设备而言,要产生磁场,其必须处于工作状态,有电流流动;电场却不一样,即便电气设备已经关闭,只要它的插头没有从电源插座中拔出,电场也会存在。电场、磁场瞬间增高的情况(有时称作瞬变电流)可能在电气设备打开和关闭时产生。

电场可以被导电物体屏蔽或减弱——即便是弱导体,包括树木、建筑和人体皮肤;但是磁场却不一样,他能够穿透绝大多数介质,因此它较难屏蔽。电场和磁场均随着与源的距离增加而迅速减小。

尽管电气设备、家用电器以及输电线路会同时产生电场和磁场,但从现在大多数研究来看,他们都主要关注磁场暴露带来的潜在健康影响。这样做的原因在于:一些流行病学调查通过评估磁场暴露,发现其与癌症增加有关联;但是电场暴露与癌症是没有联系的,很多电场暴露下的生物效应实验基本上都印证了这一观点。

电场和磁场的特征

电场和磁场可以用他们的波长、频率和振幅(强度)来描述。下面的图中就展示了一个交变电场或磁场的波形。场的方向从一个极向变化到了另外一个极向然后再变化回最开始时候的极向,我们把这样的一段时间称为一个周期。

波长用于描述两个相邻且同极向波峰之间的距离。场的频率,单位为赫兹(Hz),用于描述1秒钟之内周期出现的次数。在北美地区的电在1秒钟之内交变60次,也就是60Hz。在世界的其他地方电力频率为50Hz。

问:手册中的电场、磁场术语怎么使用?

答:文中所称的“电场、磁场”通常是指极低频的电场和磁场,例如在使用电力的时候伴随其产生的电场、磁场。当然“电场、磁场(EMF)”一词也可以有延伸的应用,包括用于低频或高频的电磁场。

手册中出现“电场、磁场”一词时,我们都是指的极低频的电场和磁场。频率范围从3到3000Hz(见第XX页),这个频段包含了工频(50或60Hz)场。与高频率不一样的是,在极低频(ELF)时,电场和磁场是不会相互耦合或相互关联的,因此,把它们称作“电场、磁场(EMF)”而不是称作“电磁场(electromagnetic fields)”是表述起来更为明确的。但是,在大众刊物中,你会发现这个两个词都在使用,都简写为“电磁场(EMF)”。

问:“工频电场、磁场”与其他形式的电磁辐射能量有什么不同?

答:X光、可见光、微波、无线电波以及“电场、磁场(EMF)”都是电磁能量。利用其频率特性,可以将不同形式的电磁能量区分开来。频率单位是赫兹(Hz)。“工频电磁、磁场(频率为50Hz或60Hz)”承载的能量微乎其微,没有任何电离效应,通常也没热效应(见第XX页)。正如各种化学效应会从不同渠道来影响我们身体一样,各种不同类型的电磁能量会产生各自不同的生物效应。

一些设备在使用会同时产生不同频率的电磁能量。例如,焊接过程中产生的电磁能量频率覆盖了从紫外线、可见光、红外线、射频段以及工频。微波炉工作时会产生频率为60Hz、强度为数百毫高斯的磁场,同时在微波炉内会产生频率高得多的微波能量(大约2.45GHz),通过屏蔽,我们免于暴露与高频场之下,但是60Hz的磁场我们却没有避开。

手机通过发射高频电磁场进行通讯,广播和电视的工作方式也类似。这些射频、微波场与输电线路、家用电器产生的极低频电场、磁场是完全不一样的。

问:交流电产生的电场、磁场和直流电产生的电场、磁场有什么区别? 一些设备既可以使用交流电也可以使用直流电。在美国大多数地区,如果将设备插头插入墙上的插座,那他使用的就是交流电,交流电在电线中不停的变换方向(每秒钟60次)。如果设备使用直流电,那么电流方向是不会改变的,这就会产生一个“静态的”或者说是稳态的磁场,也叫做直流电场。当然,一些电池供电的设备其功能之一就是为了能够产生时变电场。

问:当我暴露在“电场、磁场”中时,会有什么事情发生?

在大多数情况下,直流电不会在人体内感应出电流。但在一些工业环境当中,会存在强直流磁场,当人在其中走动时,直流磁场就会在人体内感应出显著的电流,这个电流对其他的一些因素更为重要,例如会对植入体内的医疗设备有潜在影响。(见第XX页以了解更多的关于心脏起搏器和其他医疗设备的内容)。

交流电产生的电场和磁场会在人体内产生微弱的电流。也称作“感应电流”。大多数关于“电场、磁场”可能影响人体健康的研究都着眼于交流感应电流。

电场:

当一个人站在高压输电线路下触摸一些能够导电的物体时,可能会感觉到轻微的触电感,这种感觉是由高压线产生的强电场造成的。这种情况只会在距离高

压线较近的范围内发生,因为电场随着与高压线距离的增大会迅速减弱。电场可以被建筑物、树木以及其他导体所屏蔽或进一步衰减。

磁场:

由交流电产生的交变磁场可以在人体内感应出很微弱的电流。但是不用紧张,感应电流的大小实在太小,比大脑、神经和心脏产生的生物电流小多了。

问:地球会产生“电场、磁场”吗?

当然会!地球也会产生“电场、磁场”,而且是静态磁场的形式,和直流电产生的“电场、磁场”类似。电场是由空气扰动和其他大气层活动引起的。地球磁场被认为是由地核中的电流引起的,其强度大概在500mG(或50μT)。由于地球产生的“电场、磁场”都是静态的,所以对于不动的物体而言,它们不会像交变电磁场那样在物体中感应出电流。但是如果物体在移动或者旋转,也是有感应电流产生的(切割磁力线)。

以下内容翻译自

1、电场和磁场基础

本章会概述一些你需要知道的术语,让你对“电场、磁场”(EMF)有一个基础的认识;同时会将其他形式的电磁能量与“电场、磁场”做比较,并简要地讨论那些“场”会如何影响我们。

问:什么是“电场和磁场”(electric and magnetic fields)?

答:电场和磁场是存在于任何电气设备周围的不可见的电力线或磁力线。输电线,电线已经电气设备都会产生电场、磁场(EMF)。当然还有很多其他的“电场、磁场”源本手册主要关注的是“工频电场、磁场”(power-frequency EMF),即在电力生产、传输和使用过程中伴随其产生的电场和磁场。

电场是由电压产生,随着电压的升高电场强度也会增大。电场计量单位是“伏特每米”(V/m);磁场是由线路或电气设备中的电流产生的,随着电流的增大磁感应强度也会增加,磁场计量单位是“高斯”(G)或“特斯拉”(T)。

对大多数电气设备而言,要产生磁场,其必须处于工作状态,有电流流动;电场却不一样,即便电气设备已经关闭,只要它的插头没有从电源插座中拔出,电场也会存在。电场、磁场瞬间增高的情况(有时称作瞬变电流)可能在电气设备打开和关闭时产生。

电场可以被导电物体屏蔽或减弱——即便是弱导体,包括树木、建筑和人体皮肤;但是磁场却不一样,他能够穿透绝大多数介质,因此它较难屏蔽。电场和磁场均随着与源的距离增加而迅速减小。

尽管电气设备、家用电器以及输电线路会同时产生电场和磁场,但从现在大多数研究来看,他们都主要关注磁场暴露带来的潜在健康影响。这样做的原因在于:一些流行病学调查通过评估磁场暴露,发现其与癌症增加有关联;但是电场暴露与癌症是没有联系的,很多电场暴露下的生物效应实验基本上都印证了这一观点。

电场和磁场的特征

电场和磁场可以用他们的波长、频率和振幅(强度)来描述。下面的图中就展示了一个交变电场或磁场的波形。场的方向从一个极向变化到了另外一个极向然后再变化回最开始时候的极向,我们把这样的一段时间称为一个周期。

波长用于描述两个相邻且同极向波峰之间的距离。场的频率,单位为赫兹(Hz),用于描述1秒钟之内周期出现的次数。在北美地区的电在1秒钟之内交变60次,也就是60Hz。在世界的其他地方电力频率为50Hz。

问:手册中的电场、磁场术语怎么使用?

答:文中所称的“电场、磁场”通常是指极低频的电场和磁场,例如在使用电力的时候伴随其产生的电场、磁场。当然“电场、磁场(EMF)”一词也可以有延伸的应用,包括用于低频或高频的电磁场。

手册中出现“电场、磁场”一词时,我们都是指的极低频的电场和磁场。频率范围从3到3000Hz(见第XX页),这个频段包含了工频(50或60Hz)场。与高频率不一样的是,在极低频(ELF)时,电场和磁场是不会相互耦合或相互关联的,因此,把它们称作“电场、磁场(EMF)”而不是称作“电磁场(electromagnetic fields)”是表述起来更为明确的。但是,在大众刊物中,你会发现这个两个词都在使用,都简写为“电磁场(EMF)”。

问:“工频电场、磁场”与其他形式的电磁辐射能量有什么不同?

答:X光、可见光、微波、无线电波以及“电场、磁场(EMF)”都是电磁能量。利用其频率特性,可以将不同形式的电磁能量区分开来。频率单位是赫兹(Hz)。“工频电磁、磁场(频率为50Hz或60Hz)”承载的能量微乎其微,没有任何电离效应,通常也没热效应(见第XX页)。正如各种化学效应会从不同渠道来影响我们身体一样,各种不同类型的电磁能量会产生各自不同的生物效应。

一些设备在使用会同时产生不同频率的电磁能量。例如,焊接过程中产生的电磁能量频率覆盖了从紫外线、可见光、红外线、射频段以及工频。微波炉工作时会产生频率为60Hz、强度为数百毫高斯的磁场,同时在微波炉内会产生频率高得多的微波能量(大约2.45GHz),通过屏蔽,我们免于暴露与高频场之下,但是60Hz的磁场我们却没有避开。

手机通过发射高频电磁场进行通讯,广播和电视的工作方式也类似。这些射频、微波场与输电线路、家用电器产生的极低频电场、磁场是完全不一样的。

问:交流电产生的电场、磁场和直流电产生的电场、磁场有什么区别? 一些设备既可以使用交流电也可以使用直流电。在美国大多数地区,如果将设备插头插入墙上的插座,那他使用的就是交流电,交流电在电线中不停的变换方向(每秒钟60次)。如果设备使用直流电,那么电流方向是不会改变的,这就会产生一个“静态的”或者说是稳态的磁场,也叫做直流电场。当然,一些电池供电的设备其功能之一就是为了能够产生时变电场。

问:当我暴露在“电场、磁场”中时,会有什么事情发生?

在大多数情况下,直流电不会在人体内感应出电流。但在一些工业环境当中,会存在强直流磁场,当人在其中走动时,直流磁场就会在人体内感应出显著的电流,这个电流对其他的一些因素更为重要,例如会对植入体内的医疗设备有潜在影响。(见第XX页以了解更多的关于心脏起搏器和其他医疗设备的内容)。

交流电产生的电场和磁场会在人体内产生微弱的电流。也称作“感应电流”。大多数关于“电场、磁场”可能影响人体健康的研究都着眼于交流感应电流。

电场:

当一个人站在高压输电线路下触摸一些能够导电的物体时,可能会感觉到轻微的触电感,这种感觉是由高压线产生的强电场造成的。这种情况只会在距离高

压线较近的范围内发生,因为电场随着与高压线距离的增大会迅速减弱。电场可以被建筑物、树木以及其他导体所屏蔽或进一步衰减。

磁场:

由交流电产生的交变磁场可以在人体内感应出很微弱的电流。但是不用紧张,感应电流的大小实在太小,比大脑、神经和心脏产生的生物电流小多了。

问:地球会产生“电场、磁场”吗?

当然会!地球也会产生“电场、磁场”,而且是静态磁场的形式,和直流电产生的“电场、磁场”类似。电场是由空气扰动和其他大气层活动引起的。地球磁场被认为是由地核中的电流引起的,其强度大概在500mG(或50μT)。由于地球产生的“电场、磁场”都是静态的,所以对于不动的物体而言,它们不会像交变电磁场那样在物体中感应出电流。但是如果物体在移动或者旋转,也是有感应电流产生的(切割磁力线)。

范文二:工频电场、磁场标准对比及建议

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m 2 卷第第1 3   期0 20 年 3月 7

力科

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频 电工 场、场磁准对 比标建议及

王 娜 , 李春生

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摘要

: 介了绍外国工频 场电、 磁场标的准建情设况 , 国外的准标进行了 对探 讨,并与我 现行国推荐准进标

行对比;对了国内 50 输V 电路进线 行了测分实析;对 小减频工电 、磁 场提场出了 几点建议。 0 k

键词:电网环关境; 频 电场;工频磁场工

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文 献标码识:  A

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[ .J 方北通交大学学报, 2 02 ,) 1(2 - . 】0 40 :2182 1

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电场安全

[ . 高电压技术, 20 2 (),71 .J 】 01 37:1— 8  [封】 滟彦俞,集.辉超高压架输 电线的工空频 电场其影  及 4响 一() .重[庆学大报, 2 o学,2 41: 4 J- 】 0 47() 0 1.

国立卫 生究所研得 结论,出暗 示频工电磁 场暴露的 [ 杨】新.村怎看样限待制工频 场电 与场 磁露暴 I的NI 5 CPR  导 则[. J 华电东力, 0,20() 3 1 ]. 23 0 21-: 5 会造 健成危康害的学证科据微弱的是 以。国内, 所  外有科没证据显学示变输设施电频电工或磁场会

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工 频电、场场磁准对标比及建 议

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C.(r h  n tc lor e reIhstt, e i1g0 4, C i .ae i gl c x e tmt ie n1N t Coia e E   rew  sca  ut Be i  n00 h 52 B ;n  i e  r r pn t h  ciPR n i jn E j ci iEa o Rsa c s t eB n i00 5 C i ea heIt t ,e i1g 7 ,0hn) rni u j   A

bt at h   b o cd tn utn s ati o n o   feru ny ee t c f l  n   g e i   e c t d   rr  s cr : T aer a o sr c   i  it   p few  q e c   l c r  dea dm an t f l  re a a e o u o ri ic i i ii t d cd ad d su sd h a e ra r raa etc pme nr ue o nics .Te b o d c r  eo ad i wnd or ony se o i i r ha t ucu t 'r c mm e d d crta h e5 0 r n  re e. T  0  iik

a ss n il e      u n ro  r a ye .S mes g t e   nr r p s d t   e u e etp we  e u ny v ntmi so  n i s rc uot a ea l z d r i n yn o   gus o ase opo e   o drc   o  r r qec   ih f ee t iedi ama d i eil . l crc fl n ng t cf d  eK  er s o r r n i nn p ;e  w e nu e ye ti  d e r o r qe  cg ef l   cyow d :p w   e e i r ve tmo rr q ce l c rfl ;p ew  e u n yma   td e gdo f c if ini

华北

力大学电科技成简果介

电站炉 声全锅息智 除能灰系统 :除 灰器 是电站 炉锅可不 少缺的重要 附 ,件能合否理 使用, 接 影直响  到锅 炉安的全经 济运 行 受 及面热换 热 效率。

, 用于电站 锅的炉见 除灰器常如:,蒸汽吹灰、器力水除灰 等器,均于属”前 触及式” 除模式灰  , 其备 设除因灰理机限的制在如下存缺:  点

( 灰除围小范存在、角死死区: 1 )   投(资大 :2 )

( 耗

能 高、用使护维用大; 3费)  (

操 作使用 不方 便 4 ) ;

对设备(有; 害5)   () 6

环境 污严 染重 。

声全智能息除 系灰统利用声能量和场息理论全 采,用能智化监技术来清除锅控换热器炉面表积灰  , 减缓炉内并焦。结

技术本是华北电大力学中在科学院声学研国究先进声学所技术础基上最 研制的适新合电于站炉的锅  声 波灰除统系,统系以笛旋 声波作发器,生照电站按锅炉的特,对低点频波声灰器除其及制控 统系进行 优化设计

。根声全 息据理和原 炉内间结构空中 的传声播性,以振特大幅衰、小、绕减射力强能等技 术 为 点特,有效能地实现全位方灰除,比以 声往灰技术具有好除的灰效果除  。 其要 主术技 标如 下:根指 不 同据锅 炉的, 降低可年 平 排均烟 度温 41 0 -5 0  c;提高热 交 换率效

2%- . . 255 %;行运果稳效可定、靠操作护方维 ,维修周期长便 费用、低 与传统。 的蒸汽灰吹、器水力  除 灰器钢珠除、器灰等比,具相有安 、装修方检 ,便控制作操方式简单,清灰全方位,不 留死角不,

污染境环等特点。

技该术装置华北为电力大最学新究成研果,术力技雄厚量产,品量质可靠,前尚未目在电锅站推  炉使广用。在国内电正站锅炉户用寻求合中伙作。伴

范文三:500kV变电站工频电磁场

500kV变电站工频电磁场分布及防护分析

Analysisofpowerfrequencyelectromagneticfieldintensitydistributionandprotectionin

500kVsubstation

李丽刘嘉文,

(广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080)

工频磁场进行仿真计算和实际测量,分析500kV变电站不摘要:通过对广东地区500kV典型变电站的工频电场、

同电压等级、不同电气设备的工频电磁场水平及分布状况,从而提出合理的防护措施。统计结果表明,站内大部分区域工频电场和磁感应强度均满足ICNIRP规定的限值要求,主控楼、站外测点均远小于我国环评要求,防电磁辐射布料对工频电场的屏蔽效果显著。

关键词:500kV变电站;工频电场;工频磁感应强度;电磁环境;模拟计算;防护

Abstract:Powerfrequencyelectric&magneticfieldsimulationcalculationandactualmeasurementintypical500kVairinsulatedsubstationinGuangdonghasbeenconducted.Thedistributionruleofelectromagneticenviron-mentin500kVsubstationisstudiedindifferentvoltagegrade,differentelectricalequipment.Theproposedmeas-uresisavailableforreferencetoprotectionstaffhealthin500kVsubstation.Theresultsshowthatthelevelofe-lectromagneticenvironmentinside500kVsubstationmeetICNIRPlimitsrequirementexceptinveryfewregions,thelevelofelectromagneticenvironmentofmaincontrolbuildingandoutside500kVsubstationislowerthanlim-itsdefinedbyenvironmentprotectingstandardinChina,thecurrentshieldinguniformcanalmostcompletelyshieldthepowerfrequencyelectricfield.

Keywords:500kVsubstation;powerfrequencyelectricalfield;powerfrequencymagneticfield;electromagneticenvironment;simulationcalculation;protection中图分类号:TM751

文献标识码:B

文章编号:1674-8069(2014)02-001-05

0引言

频电场计算,尤其是计算靠近地面的电场强度。模拟电荷法主要计算输电线附近有建筑物时的电场分

布情况,但对复杂地面边界条件等问题,模拟电荷的个数和位置较难确定。有限元方法适合于各种含有复杂媒质和不同几何边界条件问题的数值分析,对输电线电场问题,能考虑任意塔型和导线布置,得到空间中任一点的电场强度数值解。矩量法是用未知场的积分方程去计算给定媒质中场的分布,避免了复杂的模拟电荷配置问题。本文基于距量法,根据一次设备主接线图、设备平面布置图和工况参数,运

[11-13]

用CDEGS软件包的HIFREQ模块建立500kV典型变电站模型,并计算站内工频电磁场。

随着我国电力需求快速增长,电力工业近年来,

发展逐步壮大,电网建设步伐不断加快,电磁辐射对人体健康的影响越来越受到人们的关注。由于人们对电磁辐射相关知识的缺乏以及工频电磁场的不易察觉性,使公众对电磁辐射的认识产生误区。为此,了解和掌握变电站内工频电磁场分布并提出合理防护措施显得尤为重要。本文对500kV典型变电站工频电磁场进行仿真计算,并选取广东18座变电站进行对比测量,依据国家标准提出防护屏蔽措施,为今后可能出现电磁环境纠纷问题提供数据支撑。

目前,国内外计算输电线路工频电磁场的主要

[1][2-3]

、方法有:等效电荷法、模拟电荷法边界元

[4][5-8][9-10]

、。等效电荷法是有限元法矩量法法、

1

1.1

工频电磁场计算原理

工频电场计算

本文使用矩量法对变电站的工频电场分布进行

最为基本的计算方法,适用于未畸变的输电线的工

基金项目:中国南方电网公司科技项目(K-GD2011-414)

1

y'z')的电荷分在由点(x',数值计算。在静电学中,

y,z)产生的电位分布可以表示为:布在点(x,

V(x,y,z)=

y',z')dv'1ρv(x',

4πεv'R

导线周围的磁场强度。不考虑导线的镜像,用安培

环路定律计算导线电流在空间产生的磁场强度:2πh+L

式中:I为导线中的电流;h为导线假设高度;L为任意点与导线的水平距离。

对于三相线路,由相位不同形成的磁场强度水平和垂直分量都必须分别考虑电流间的相角,按相位矢量来合成。一般来说合成矢量对时间的轨迹是一个椭圆。

H=

I

(1)

(8)

y'z')实质上是电位分布的源,R是点这里ρv(x',

(x,y,z)和点(x',y',z')间的距离。然而一般情况下y'z')是未知的,ρv(x',而源区电位的分布是给定的。因此,为了求出空间每个地方的电位分布,必须估计y'z')。源区的电荷分布ρv(x',

y'z')的一个解是:设ρv(x',

y'z')=ɑ1ρ1(x',y'z')+ɑ2ρ2(x',y',z')+…ρv(x',

n

2工频电磁场限值标准

+ɑnρn(x',y'z')=

y'z')∑ɑiρi(x',

i=1

(2)

y'z')是源区一些离散位置上预先选定的ρi(x',

ɑi是待定未知系数,代入式(1)得:电荷分布,

n

根据ICNIRP(国际非电离辐射防护委员会)

2010年提出的《限制时变电场和磁场暴露的原则(1Hz~100kHz)》导则,对电场和磁场的暴露限值规定:在50Hz频率下,职业曝露的工频电场强度为10kV/m,工频磁感应强度为500μT。

《500kV超高压送变电程电磁辐射而根据我国

(HJ/T24-1998)[14]的规环境影响评价技术规范》

定:以4kV/m作为居民区电场强度的评价标准,

100μT作为磁感应强度的评价标准。

1

yj,zj)=Vj=V(xj,

4πεv'

n

y'z')dv'∑ɑiρi(x',

i=1

|R|

(3)(4)

Vj=

∑ɑi

i=1

y'z')dv'i1ρi(x',

|Rji|4πεv

i

y',z')位置的电2,…,n。这里j=1,考虑在ρi(x',

V(x,y,z)可表示:荷,

y'z')dv'i1ρi(x',

i=1,2,…,n(5)Vji=

|Rji|4πεv

3

3.1

500kV典型变电站仿真计算

500kV典型变电站模型

i

n

Vj=

∑ɑiVji

i=1

(6)

广东省500kV变电站有70%以上是空气绝缘

的敞开式开关设备变电站,而且相对于混合式气体绝缘封闭开关设备或气体绝缘封闭开关设备的变电

[15]

站,敞开式开关设备变电站工频电场强度最大,所以本文以500kV敞开式开关设备变电站模型为例,根据不同电压将500kV变电站等级分为500kV区域和220kV区域,分别建立区域仿真模型,详见图1和图2。

y,z)在源区是已知的,由于V(x,所以未知系数

ɑ1,ɑ2,…ɑn可以由数列确定,或表示成矩阵形式:

V1V11

Vj=Vj1VVn1

n

V1j



VjjVnj



V1nɑ1VjnɑjVnnɑ

n

(7)

ɑ求出后,利用式(2),就可以确定源区的电荷

y'z')。接着就可以用式(3)计算空间任分布ρi(x',

意点的电位分布,进而计算场强分布。

1.2工频电场计算

根据“国际大电网会议第36.01工作组”推荐

[1]

的计算方法,使用安培定律计算高压线路的空间工频电场。在工频情况下,线路的磁场仅由电流产生。应用安培定律,将计算结果按矢量叠加,可得出2

1

变电站500kV区域仿真模型

图2变电站220kV区域仿真模型

2014年3.2

刘嘉文等:500kV变电站工频电磁场分布及防护分析第2

500kV典型变电站工频电磁场计算

500kV区域下方地面1.5m的工频电场和工频

磁场仿真计算结果如图3(a)和图3(b)所示

图3500kV区域工频电场、工频磁场分布

工频电场最强的区域在断路从图3可以看出,

器附近和母线的下方,在两母线之间也存在着工频电场较强的区域。仿真计算的工频电场最大值为14.8kV/m。这里需要说明的是,因此,仿真计算的是磁场强度,单位为A/m,磁场强度1A/m约等于磁感应强度1.26μT。仿真计算的工频磁场最大值为18.78A/m,即23.6μT。

500kV区域电场强度小从工频电场分布分析,

于或等于4kV/m的测点占29%,工频电场强度在5kV/m~7kV/m范围内的测点分别占38%,电场强度在7kV/m~10kV/m范围内的测点占28%,电场强度大于10kV/m的测点占5%。磁感应强度小于

或等于20μT有测点占96%,电场强度在20μT~100μT范围内的测点占4%。

同样,对220kV区域下方的工频电场和工频磁场仿真计算,结果见图4(a)和图4(b)。从图中可220kV母线下方和断路器附近的工频电场以看出,强度较大,最大值为5.47kV/m;隔离开关和母线附近的工频磁场强度较大,最大值为28.08A/m,即35.38μT。从工频电场分布分析,220kV区域电场强度小于或等于4kV/m的测点占76%,电场强度在5kV/m~7kV/m范围内的测点分别占24%。磁感应强度小于或等于20μT有测点占93%,电场强度在20μT~100μT范围内的测点占7%

图4220kV区域工频电场、工频磁场分布

4

4.1

500kV典型变电站测量

测点设置

根据对500kV典型变电站的仿真计算结果,本

内和站外,具体测点分布位置为:(1)主变压器的高

压侧、中压测、低压侧;(2)隔离开关和断路器连线的中垂线,断路器和CT连线的中垂线;(3)边相母线的正下方;(4)高压设备旁,如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、电抗器、电容器等;(5)值班室操作台;(6)变电站围墙外5m和20m。依据《高压交流架空送电线路、变电站工频电(DL/T988-2005)[16]进行测场和磁场测量方法》

3

文选取了广东省18座500kV变电站进行现场实

HGIS变电站有4测,其中敞开式变电站有13座,GIS变电站有1座。考虑到工作人员在变电站座,

巡检的区域和变电站对周边影响,测量范围包括站

量,本次测量使用NardaNBM-550电磁场测量仪和EHP-50D探头。4.2

测量结果

18个500kV变电站各区域工频电磁场强度分

强度在大于10kV/m,其中最大值为12.3kV/m,略低于14.8kV/m,仿真计算工频电场仿真计算结果的分布规律与实测的工频电场分布规律基本一致。

所测量变电站在35kV电抗器和电容器处磁感应强度都大于100μT,最大值为435μT。有59%变电站在主变低压侧处的磁感应强度在20μT~100μT范围,最大值为80.4μT。在220kV区域有10%变电站在隔离开关处的磁感应强度在20μT~100μT范围,最大值为23.0μT。工频磁场仿真计算结果的分布规律与实测的工频磁场分布规律也是基本一致的。

布的百分比见表1。从表1可知,在500kV区域,有73%变电站在断路器和电流互感器引线的电场强度在7kV/m~10kV/m范围,有13%变电站在断路器和电流互感器引线的电场强度在大于10kV/m,其中最大值为10.7kV/m。有47%变电站在断路器和隔离开关引线的电场强度在4kV/m~7kV/m范围,有13%变电站在断路器和电流互感器引线的电场

表1

测点位置主控楼值班室主变高压侧主变中压侧主变低压侧

500kV断路器和隔离开关引线500kV断路器和电流互感器引线

500kV断路器500kV隔离开关500kV电流互感器500kV电压互感器500kV避雷器500kV母线500kV进线

220kV断路器和隔离开关引线220kV断路器和电流互感器引线

220kV断路器220kV隔离开关220kV电流互感器220kV电压互感器220kV避雷器220kV母线220kV出线35kV电抗器站门口外5m围墙外20m

500kV变电站工频电磁场强度的分布百分比

工频电场强度分布百分比/%

工频磁感强度分布的百分比/%

E>10000013130000000000000000000

B≤2010010078411001008310010010010061001001009490100100891001000100100

20<B≤100

0022590017000094000610001100000

B>100000000000000000000000010000

?1E10006735005000006003900311639175094100

1<E≤4

043336500282943717807120564420100616750785060

4<E≤7

05700401456715729227223504411800817115000

7<E≤10

000047731100002803006000000000

此外,统计结果显示敞开式变电站工频电场强4

度明显大于GIS变电站,而工频磁场由于GIS距离

强度普遍大于敞开式变电站的同等电气地面较近,

设备。变电站内大部分测点工频电场和磁感应强度满足ICNIRP规定的限值要求,所测量变电站主控楼和站外测点均小于1kV/m,距离我国环评限值有一定裕度,不会对周边居民和站内工作人员的身体健康造成影响。

有屏蔽效果,而含20%和30%铁丝织物,纳米合金镀膜织物对工频电场的屏蔽效果明显,屏蔽率都在99%以上,但对工频磁场屏蔽效果不佳,建议从控制接触距离和接触时间方面考虑防护措施。

参考文献:

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[16]DL/T988-2005,变电站工频电场和高压交流架空送电线路、

S].磁场测量方法[

.[17]GB/T22583-2009,S]防辐射针织品[

收稿日期:2013-12-28;修回日期:2014-02-16

作者简介:刘嘉文(1983-),工程师,主要从事电磁环男,硕士,境及电磁干扰计算、测量及评估等方面的研究工作。E-mail:liu_jw2003@163.com

5500kV典型变电站电磁场防护

目前,对高压变电站工频电磁场的防护,可采取

改变线路高度,相间距,导线半径等措施,但从建设规模和运行成本方面考虑,这些措施都是不明智的。在不改变变电站现有规模和运行时间情况下,从保障工作人员的健康出发,可主要通过以下三个途径降低工频电磁场强度:(1)防护距离的增加;(2)接触时间的控制;(3)穿着屏蔽服。

本文选取市面上常见的屏蔽布料,如含20%和30%铁丝织物,纳米合金镀膜织物,以及普通棉质工

[17]

作服在不同电磁场强度下进行屏蔽效能的测试。测试结果表明,普通棉质工作服几乎对电场和磁场

都没有任何屏蔽效果,而含20%和30%铁丝织物,纳米合金镀膜织物对工频电场、磁场的屏蔽效果都在99%以上,上述布料对工频电场的屏蔽效能都非常明显,而纳米合金镀膜织物在5个工况下的屏蔽率更达到99.99%以上。不同布料对工频磁场屏蔽率都很低,屏蔽率在6.3%~13.0%之间,屏蔽效能不明显,所以对工频磁场防护只能采取控制接触距离和接触时间等其他防护措施。

6结语

(1)利用矩量法对500kV变电站建立仿真模

型,电场强度和磁感应强度计算结果与实测数据基本一致,可为日后新建或扩建变电站电磁环境的预测提供参考依据。

(2)通过分析广东18座500kV变电站的工频电磁场水平,结果显示敞开式变电站工频电场强度明显大于GIS变电站。敞开式变电站工频电场强度在500kV断路器和电流互感器或隔离开关引线以及500kV母线正下方处较大。磁感应强度在35kV电抗器处较大。站内大部分测点工频电场和磁感应强度满足ICNIRP规定的限值要求,主控楼、站外测点均远小于我国环评要求。

(3)棉质工作服对工频电场、工频磁场几乎没

5

范文四:如何测量工频电磁辐射(工频磁场)

如何测量工频电磁辐射(工频电磁场)

电磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两个部分,其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动,不向外发射,称为感应场;另一部分电磁场能量脱离辐射体,以电磁波的形式向外发射,称为辐射场。中国电力工业(包括民用和工业用电)的标准频率定为50赫兹,也有一些国家的电力工业的标准频率为60赫兹,因此通常所说的工频指50或者60赫兹(50/60Hz)。由于工频的频率很低,不足产生对外传播的电磁波,是一种感应场,因此,测量工频电磁辐射,更确切的说法应该是测量工频电磁场,测量的是工频电场强度及工频磁场强度。

工频电磁场主要来自电力系统的电磁辐射,包括高压输变电系统中的线路、变电站,家里的电吹风、电视机、电脑、电冰箱、手机等电器周围。测量工频电磁场,应尽量选用具有全向性探头的综合场强仪,如COLIYE300电磁场强度分析仪,具有很好的测量精度和强大的数据处理功能,在测量时不必调整探头方向,精度高达±1dB,满足国家标准《GB8702-88电磁辐射防护规定》中对电磁辐射测量仪(场强仪)的要求。

此外,国家环境保护部在输变电工程环境影响评价技术规范中规定,居民区输变电工程工频电场强度的推荐限值为4千伏/米。工频磁感应强度限值是0.1毫特(即100微特)。

范文五:高压输电线的工频磁场分析

摘 要:本文采用了模拟电荷法和有限元法两种计算方法来研究输电线周围的电场强度,建立了输电线路的计算模型,对其下方地面场强和输电线表面场强进行了计算和分析,并对地面场强的影响因素进行了分析。阐述了两种对地面磁场场强计算方法,并利用二维计算方法对本文所采用的模型地面处的磁场强度进行了计算,并对其影响因素进行了分析。提出了有效减小工频电磁场的方法,对未来的施工建设具有一定的现实意义。

关键词: 高压输电线;电磁环境;工频电磁场

中图分类号:TM73 文献标识码;A

近30年来,世界各国对工频磁场的生物效应进行了大量的试验研究。虽然有些问题得到了比较一致的看法,例如现有输电线路下的电磁场对人体不会有明显的直接影响,但是不少问题仍在研究之中。另外,随着微电子技术不断向着高集成度、高灵敏度、低功耗方向发展,强电系统对弱电系统的干扰尤为突出。这种干扰主要是由高压输电线的静电效应和磁场效应的影响引起的。为了慎重起见,需要对于输电线路附近的磁场强度要给予一定限制;尽量减少工频磁场对周围环境和设备的影响。

1镜像导线深度的问题

学术上镜像导线深度 主要有两种算法,一种是按下式计算:

(1)

式中 d--镜像导线深度,m

p--大地电阻率,Ω,m ;

f --频率,Hz。

另一种是采用镜像理论的算法计算镜像导体的深度。设导线在地面以上高度为 ,则复镜像深度为 ,其中 是复数。设导线 上有电流I,大地的作用等效于镜像导线 上有等值且方向相反的电流。

其中σ为大地导电率。 f为高压线上电流的频率。

通常土壤电阻率为100~200Ω,m ,工频频率50Hz,则由公式计算可得到导线镜像深度非常大,约1000m,而一般架空线路的离地高度不超过30m。对同一观察点,镜像导线对地面上观察点的磁场强度与实际导线相比其值很小,因此实际工程中,忽略大地回流是可以接受的。在式3-2计算过程中,如果取f=50Hz; σ=0.025S/m,则计算得到的镜像深度的模值大约是800m。对于同一个观察点,镜像导线距离观察点的距离远大于实际导线到观察点的距离,那么镜像导体对地面上观察点的磁场强度与实际导线相比 其值也是很小,在实际的工程计算中镜像导线的作用也可以忽略不计。所以实际工程计算中对大地回流这一因素的忽略是有依据的。结果能满足工程的需要。

下面的算法是基于不考虑镜像导线的假设。

2工频磁场二维计算方法

国际大电网会议第36.01工作组推荐了计算高压输电线路空间工频磁场强度的方法,在工频情况下,线路的磁场仅由电流产生,可直接应用安培环路定律分别计算每根导线电流产生的磁场,然后将计算结果叠加,得出导线周围的强度。

由安培环路定律计算导线电流在空间产生的磁场强度:

为符合单位规范,实际应用中应转换为磁感应强度B(mT)表示。对于三相交流输电线路,空间磁场为各相电流产生的磁场叠加。

在三相和多相输电线下,空间场强矢量的旋转轨迹为一椭圆,它随着空间位置的变化而变化,磁场强度的最大值(椭圆长轴)及其相位也随之而变化。在某个空间高度下,无论导线如何布置,磁场横向分布的极大值总是出现在导线档距中央的附近。

3工频磁场三维计算方法

下面是忽略镜像导线,采用毕奥-沙伐定律推导导线周围任一点的工频磁场。

一根任意走向的载流导体都可以看成是由若干段直载流导线所组成,无屏蔽时,载流导体在周围任一点上产生的磁场都可以看成是这些直导线段在该点产生的磁场的矢量和。因此,只要推导出有限长任意直导线的磁场计算公式,就可根据叠加原理,采用数值计算方法编制软件计算载流导体作用下的磁场分布。

空间任一载流线段RS,端点为xq,yq,zq 和xq+1,yq+1,zq+1 ,载流iq 。经推导,它在空间任一点p(x,y,z) 上产生的磁场

(4)

式中 ;

μ0=4π×10-7,为真空磁导率。RS 、PR 、PS 是P、R、S三点间的距离。

复杂的多载流导线可以看成是由多个载流导线段组成,根据叠加定理,导线周围任一观测点上的磁场是每段导线在该点磁场矢量和。对于有N个所载电流各不相同的导线,其周围任一观测点上的磁场在各坐标方向上的分量为:

式中:Bx,i 、By,i 、Bz,i 分别是第i根载流为 Ii的导线在该点产生的磁场在 x、z 和 轴z方向上的分量; φi为第 i根导线所载电流 Ii的相位角。

显然,在该观测点上的合成总磁场为:

(8)

以上是对于一条已知空间首尾三维坐标的载流直线段,其周围空间的工频磁场的理论计算方法。实际的架空输电线路是有悬垂的,在分割后是一段段很短的弧线,然而,当分割的足够短,则可以用短弧的割线来近似替代弧线,注意:应用该方法的前提是一定要将悬垂架空线路分割的足够短,否则每段导线线段对同一观测点的工频磁场强度累加后将非常大。从理论上分析,分割的越细,计算所得的数值解越接近实际值,然而分割的越细,计算所花的时间就越多,实际工程计算当中还应该考虑到计算机的实际运算能力和数据储存能力,这种方法的磁场预测精度取决于导线长度与界面尺寸的比和分段近似对实际导线空间结构的逼近程度。实际的输电线路电缆的长度远大于电缆的截面尺寸,所以该算法的预测精度是很高的。

利用二维计算方法算得220kV双回路输电线路下方地面1米处的磁场单位为 。

由图1可以看出,所选模型的工频磁场的影响是非常小的。符合国家标准0.1mT以下。

4工频磁场影响因素   输电线下方空间磁场的大小除了与线路负荷电流大小有关外,还和导线的布置形式、几何位置等有关。

4.1线路负荷电流的影响

由毕奥-萨伐定律:

可以看出,线路上的载电流越大,则磁场也越大,这是成正比关系的。这和电压等级有关,一般电压等级越高,负荷电流越大,因而线路下方工频磁场越大。电流的变化正比于磁场强度的变化,可以根据这种正比例关系推导出任意大小的载电流导线附近的空间工频磁场强度。

4.2相导线对地高度的影响

为研究相导线对地高度变化对线路下方工频磁场强度的影响,对220kV白凉东西线路的对地高度分别取12、14、16、18、20m进行地面1米处的磁场强度的计算。如图2,单位为 。

由图像可以看出,随着对地高度的增加,地面1米处的磁场场强依次减小,而且当地面磁场场强增大到一定程度时,地面磁场场强的最大值并不是在中心点投影处出现,而是在导线投影处出现。

4.3相间距离的影响

研究相间距离线路下方工频磁场强度的影响,对220kV白凉东西线路的相间距离分别取6.2、7.2、8.2、9.2、10.2m进行地面1米处的磁场强度的计算。如图3,单位为 。

可以看出,减小相间距离时,最大场强值和高场强覆盖范围都相应减小,但场强的减小程度没有增加线路对地距离的效果明显。

4.4相序布置的影响

为研究不同相序对磁场场强的影响,现对对ABC-A'B'C'、ABC-A'C'B'、ABC-B'A'C'、ABC-B'C'A'、ABC-C'A'B'、ABC-C'B'A'六种相序排列方式进行仿真。仿真 结果见图4,单位为μT。

可以看出同相序布置时,地面磁场场强最大。而当相序为ABC-B'A'C'时,地面1米处磁场场强最小。

结语

本文介绍了二维工频磁场和三维工频磁场两种对工频磁场的计算方法,并利用二维计算方法对本文所选的模型220kV白凉东西输电线的工频磁场进行了计算,其最大值小于国家标准限定值。输电线路的设计方案是可行的。并对影响输电线周围磁场分布因素进行了研究与分析,可以得出,输电线产生的磁场强度分布都是在其正下方比较集中,在两边的输电线以外则呈快速下降趋势;提高塔高度,减小相间距离,采用不同相序都可以达到降低输电线路下方磁场强度的目的。

根据"国际大电网会议第36.01工作组"推荐的方法,采用二维方法计算输电线路下方地面处的磁场强度值。并在导线对地高度、相间距、等导线结构参数中,导线对地高度对输电线路下方工频磁场的影响最大,效果也最明显。对于本文所选用的同塔双回路模型,两回路相序排列方式对输电线路下方工频磁场的影响较大。

参考文献

[1]钱永林,卞荣.220kV输电线路对城区环境影响的分析[J].电力建设,2005(04).

[2]任杰.输电线路周围工频磁场分布计算[A].山东电机工程学会第五届供电专业学术交流会论文集[C].2008.

范文六:电磁辐射与射频电磁场

五、电磁辐射与射频电磁场

能量以电磁波的形式通过空间传播的现象称为电磁能辐射或电磁辐射。当电磁辐射强度超过人体或仪器设备所能容许的限度时将产生电磁污染和对其他系统的干扰。

1、电磁辐射

这里研究单元辐射子的电磁辐射规律。有电偶极子型和磁偶极子型两类。

传导电流与位移电流共同激励磁场,磁场变化与库仑电荷共同激励电场,而电磁场以波的方式传播。

电磁波是横波,电磁场分布具有方向特性。

2电磁功率的面密度为坡印亭矢量S,单位是W/m SEH

2、射频电磁场

无线电波按其频率和波长可以分为八大类。其频率从3kHz至3000GHz,波长对应于100km至0.1mm。射频电磁场通常是指100kHz以上的无线电波。微波是分米波、厘米波和毫米波的统称。继无线电波之后是红外线、可见光、紫外线、X射线和射线。

影响场强的因素有两类:一类是场源分布;另一类是介质的分布。

3.2 电磁耦合途径

电磁耦合途径分为三类:辐射耦合、传导耦合、感应耦合(电感应耦合、磁感应耦合)。

一、辐射耦合

辐射耦合:射频设备所形成的电磁场,在半径为一个波长的范围之外是以空间辐射的方式将能量传播出去的;射频设备视为发射天线。

而在半径为一个波长的范围之内则主要是以感应的方式将能量施加于附近的设备和人体上的。

借助单元辐射子理论,分析射频电路所产生的辐射耦合影响,无论是小段电路单元还是小型回路,辐射电场强度均与1/r成比例。

二、传导耦合

传导耦合:通过电路回路间公共阻抗或互阻抗形成的耦合。

借助电路理论可以直接计算传导耦合的影响。若回路1和2各自独立,互不影响,回路1中有电流,回路2中无电流。若回路1和2有公共阻抗,回路1有电流则回路2也有电流,形成传导耦合。

典型的共阻抗耦合发生于接同一地网的两回路之间。如回路1为工频电力线路,接地网阻抗可视为电阻,则共阻抗耦合成为电阻性耦合。

降低耦合的两种思路:“短路”和“断路”。电磁污染电源和感受设备之间的相互作用可表述为一个双端口网络,其间经由阻抗ZA、ZB、ZC形成的T型网络相连。如果ZC0即短路,

则发送端向感受端输送的能量为零。如果ZA、ZB为无限大,即开路,发送端向感受端输送的能

量也为零。实际应用中,根据短路的概念尽量降低接地电阻;根据开路的概念尽量隔开发送与感受的两端,距离越远越好,或者在其间加入屏蔽,减少耦合。

三、电感应耦合

以平行接近的架空电力线路与通信线路为例。高压架空线路对地电压U1很高。其导线上充

有电荷,并在周围建立有强电场。处于该电场中的通信线路导线上将感应有对地电压U2。通信

线路导线表面靠近电力线路一侧感应有异号电荷;另一测感应出同号电荷。通过库仑电场产生耦合,称为电感应耦合。若站在地上的人接触通信线路,则将有电流流过人体,电流过大,可能产生危险。

四、磁感应耦合

两对短传输线平行并接近,当回路1中有交流电流I1时,由于两回路间互磁链的存在,在回

路2中将产生互感电压。若回路2是通路,将产生电流。这就是电磁感应耦合,简称磁感应耦合。通过互感产生耦合,又称电感性耦合。耦合的强弱与互感量的大小相关;如果互感量为零,将无电感性耦合。

3.3 大环境中的电磁污染

影响大环境的污染源可分为天然型和人为型两类。

天然型电磁污染源有:大气层雷电,太阳黑子爆发,银河系射电,地球磁场波动,火山喷发和地震等。

人为型电磁污染源:大中型电磁发射系统,大型工业、科学和医疗射频设备,高压大容量电力系统和电气化铁道,偶发性的核弹爆炸产生的脉冲电磁场。

一、电磁发射系统的电磁辐射与污染

电磁发射系统是以发射无线电波为目标的设备群体,以广播电视发射系统和微波发射系统为主。

广播是使广大公众接受信号的电波发射,不同于无线电通信和导航(特定对象接受信号)。广播分为声音广播和电视广播。

声音广播又细分为中波、短波调幅和甚高频调频广播。

微波辐射电磁污染源包括:雷达天线、工作电路、磁控管、速调管和敞开的波导管等。 根据国家标准GB 8702—88《电磁辐射防护规定》:输出功率等于和小于15W的移动式无线电通讯设备和向没有屏蔽空间的辐射等效功率小于表5—3—9所列数值可以免于管理。

国际大电网会议36.04工作组编写的《发电厂和变电站电磁兼容导则》,给出了授权的无线电发射装置的一些技术参数,包括:辐射功率、在居民区典型的发射—接受距离、计算电场强度,见表5—3—10。表中电场强度按下式计算最大值

EkPER

r

工业、科学和医疗用频率:世界无线电行政会议划定11个窄频段,供工业、科学和医疗使用。见表5—3—11

二、电力系统的电磁污染

高压与超高压输配电线路导体表面电场强度很强,常引发电晕放电和间隙放电,产生射频电磁辐射。导致周围伴有工频电场和工频磁场。工频电场与线路电压有关;工频磁场与线路电流有关。

1、电晕放电和间隙放电

电晕放电是指通过导线表面向空间放电的现象。对地为正电位时,称为正电晕;它具有幅值大和脉冲波顶较平缓的特点;对地为负电位时,称为负电晕,其脉冲波顶为瞬间的尖脉冲。重复产生的结果就形成了高频电波,并且频率范围分布较宽,常以0.5MHz作中心值。电晕主要构成对通讯系统的干扰,如有线电话、无线电接受和电视等。

2、工频电场

架空电力线路施加电压后,导体表面必带电荷。电荷在地面以上空气中产生工频电场,距离

线路越近越强,电压越高越强,尤以超高压电力线路最为突出。利用等效电荷法计算单相或三相送电线下空间工频电场强度。

3、工频磁场

架空电力线路在地面空气中还产生工频磁场,电流越大越强,距离线路越近越强。应用安培定律和叠加原理可计算单相或三相送电线周围的工频磁场强度。

输电线塔型:酒杯型铁塔,导线按水平布置;猫头型铁塔,导线按正三角形布置;紧凑型铁塔,导线按三角形布置;双回路鼓型铁塔,导线按鼓型布置。

4、电力线路对平行接近的通信线路的危险影响

危险影响:通信线路遭受电力线路感应产生的电压和电流,足以危害电信运行围护人员的生命安全;损坏通信线路或设备;引起构筑物火灾以及铁路信号设备误动而危及行车安全。对电力线路与通信线路间可能发生的危险影响应有评估,包括:

(1)中性点直接接地系统的三相对称电力线路发生单相接地短路时对通信线路的电感性耦合影响。

(2)中性点不直接接地系统的三相对称电力线路两相在不同地点同时发生短路时对通信线路的电感性耦合影响。

(3)中性点不直接接地系统的三相对称电力线路发生单相接地短路时对通信线路的电容性耦合影响。

(4)不对称电力线路在正常运行和接地短路状态下对通信线路的电感性耦合、电容性耦合影响,对单线通信线路的电阻性耦合影响。

(5)发电厂和变电站地电位升对通信线路和人体的电阻性耦合影响。

三、电气化铁道产生的电磁污染

电气化铁道产生的电磁污染有无线电辐射的影响和对通信线的干扰。无线电辐射来自电力机车的受电弓接触点与接触网局部放电处。前者的辐射发生于电力机车运行时刻;后者的辐射则伴生于整个供电期内。

接触网的供电方式有单向供电制和双向供电制。双向供电制在正常运行时对通信线路的影响必单向供电制小。电力牵引正常运行时,采用双向供电。

接触网的短路电流值取决于牵引变电所与短路点之间的距离。

在分析评估电气化铁道对通信线路的影响时,可采用评估电力线路的方法。

牵引网电流一般用等效电流Ied表示 Ied

四、电磁污染的主要危害

电磁污染造成的主要后果:电磁辐射对信号接收的干扰,强电系统对弱电系统的干扰和危险影响,空间电磁场对人体健康的影响。

1、电磁辐射对信号接收的干扰

射频强电磁辐射,可以造成通信信息失误或中断;使电子仪器、精密仪器不能正常工作;铁路自控信号失误;飞机飞行误航;甚至造成导弹与人造卫星失控。电磁辐射会对有线通信设备产生干扰。

2、强电系统对弱电系统的干扰和危险影响

3、空间电磁场对人体健康的影响

作业:

一、填空题

1、能量以形式通过空间传播的现象称为电磁能辐射或电磁辐射。 iIililn

2、传导电流与与库仑电荷共同激励电场,而电磁场以波的方式传播。

3、电磁波是横波,电磁功率的面密度称为坡印亭矢量S,坡印亭矢量的单位

是 。

4、无线电波按其频率和波长可分为八大类,其频率从。射频电磁场通常是指频率在 以上的无线电波。

5、微波是 、 和 的统称。

6、电磁耦合的途径可以分为三类:。

7、通过电路回路间公共阻抗或互阻抗形成的耦合是 。

8、影响大环境的污染源可分为天然型和人为型两类。天然型电磁污染源有: 。人为型电磁污染源: 。

9、高压与超高压输电线路导体表面电场强度很强,常常引发电晕放电和间隙放电,产生 。导线周围伴有工频电场和工频磁场。工频电场与线路 有关;工频磁场与 有关。

10、电力线路对平行接近的通信线路的危险影响: 。

11、电气化铁道产生的电磁污染有: 和 。

12、电气化铁道产生的电磁污染中无线电辐射来自 。该辐射发生于电力机车运行时刻。

13、电气化铁道的输电线路在正常供电情况下,接触网的供电方式有 和 两种。正常运行时 对通信线路的影响比单向供电制小。

14、电磁污染造成的主要后果包括:1,

2)3。

15、强电系统对弱电系统的干扰和危险影响,强电系统是指,弱电系统是指 。

解答:该节作业大多是基本概念,应该记住,也可见教材。

1、电磁波。2、位移电流;变化磁场。3、EH;瓦/米2(W/m2)。4、3kHz;3000GHz;100km;0.1mm;100kHz。5、分米波;厘米波;毫米波。6、辐射耦合;传导偶合;感应耦合。

7、传导耦合。8、大气层雷电,太阳黑子爆发,银河系射电,地球磁场波动,火山喷发和地震等;大中型电磁发射系统,大型工业、科学和医疗射频设备,高压大容量电力系统和电气化铁道,偶发性的核弹爆炸产生的脉冲电磁场。9、射频电磁辐射;电压;电流。10、通信线路遭受电力线路感应产生的电压和电流,足以危害电信运行围护人员的生命安全;损坏通信线路或设备;引起构筑物火灾以及铁路信号设备误动而危及行车安全。11、无线电辐射的影响;对通信线的干扰。

12、电力机车的受电弓接触点与接触网局部放电处。13、单向供电制;双向供电制;双向供电制。

14、电磁辐射对信号接收的干扰;强电系统对弱电系统的干扰和危险影响;空间电磁场对人体健康的影响。15、高电压、大功率供电系统,包括电力系统与电气化铁道接触网系统;通信网、计算机网、监测与控制线路等信息系统。 五、电磁辐射与射频电磁场

能量以电磁波的形式通过空间传播的现象称为电磁能辐射或电磁辐射。当电磁辐射强度超过人体或仪器设备所能容许的限度时将产生电磁污染和对其他系统的干扰。

1、电磁辐射

这里研究单元辐射子的电磁辐射规律。有电偶极子型和磁偶极子型两类。

传导电流与位移电流共同激励磁场,磁场变化与库仑电荷共同激励电场,而电磁场以波的方式传播。

电磁波是横波,电磁场分布具有方向特性。

2电磁功率的面密度为坡印亭矢量S,单位是W/m SEH

2、射频电磁场

无线电波按其频率和波长可以分为八大类。其频率从3kHz至3000GHz,波长对应于100km至0.1mm。射频电磁场通常是指100kHz以上的无线电波。微波是分米波、厘米波和毫米波的统称。继无线电波之后是红外线、可见光、紫外线、X射线和射线。

影响场强的因素有两类:一类是场源分布;另一类是介质的分布。

3.2 电磁耦合途径

电磁耦合途径分为三类:辐射耦合、传导耦合、感应耦合(电感应耦合、磁感应耦合)。

一、辐射耦合

辐射耦合:射频设备所形成的电磁场,在半径为一个波长的范围之外是以空间辐射的方式将能量传播出去的;射频设备视为发射天线。

而在半径为一个波长的范围之内则主要是以感应的方式将能量施加于附近的设备和人体上的。

借助单元辐射子理论,分析射频电路所产生的辐射耦合影响,无论是小段电路单元还是小型回路,辐射电场强度均与1/r成比例。

二、传导耦合

传导耦合:通过电路回路间公共阻抗或互阻抗形成的耦合。

借助电路理论可以直接计算传导耦合的影响。若回路1和2各自独立,互不影响,回路1中有电流,回路2中无电流。若回路1和2有公共阻抗,回路1有电流则回路2也有电流,形成传导耦合。

典型的共阻抗耦合发生于接同一地网的两回路之间。如回路1为工频电力线路,接地网阻抗可视为电阻,则共阻抗耦合成为电阻性耦合。

降低耦合的两种思路:“短路”和“断路”。电磁污染电源和感受设备之间的相互作用可表述为一个双端口网络,其间经由阻抗ZA、ZB、ZC形成的T型网络相连。如果ZC0即短路,

则发送端向感受端输送的能量为零。如果ZA、ZB为无限大,即开路,发送端向感受端输送的能

量也为零。实际应用中,根据短路的概念尽量降低接地电阻;根据开路的概念尽量隔开发送与感受的两端,距离越远越好,或者在其间加入屏蔽,减少耦合。

三、电感应耦合

以平行接近的架空电力线路与通信线路为例。高压架空线路对地电压U1很高。其导线上充

有电荷,并在周围建立有强电场。处于该电场中的通信线路导线上将感应有对地电压U2。通信

线路导线表面靠近电力线路一侧感应有异号电荷;另一测感应出同号电荷。通过库仑电场产生耦合,称为电感应耦合。若站在地上的人接触通信线路,则将有电流流过人体,电流过大,可能产生危险。

四、磁感应耦合

两对短传输线平行并接近,当回路1中有交流电流I1时,由于两回路间互磁链的存在,在回

路2中将产生互感电压。若回路2是通路,将产生电流。这就是电磁感应耦合,简称磁感应耦合。通过互感产生耦合,又称电感性耦合。耦合的强弱与互感量的大小相关;如果互感量为零,将无电感性耦合。

3.3 大环境中的电磁污染

影响大环境的污染源可分为天然型和人为型两类。

天然型电磁污染源有:大气层雷电,太阳黑子爆发,银河系射电,地球磁场波动,火山喷发和地震等。

人为型电磁污染源:大中型电磁发射系统,大型工业、科学和医疗射频设备,高压大容量电力系统和电气化铁道,偶发性的核弹爆炸产生的脉冲电磁场。

一、电磁发射系统的电磁辐射与污染

电磁发射系统是以发射无线电波为目标的设备群体,以广播电视发射系统和微波发射系统为主。

广播是使广大公众接受信号的电波发射,不同于无线电通信和导航(特定对象接受信号)。广播分为声音广播和电视广播。

声音广播又细分为中波、短波调幅和甚高频调频广播。

微波辐射电磁污染源包括:雷达天线、工作电路、磁控管、速调管和敞开的波导管等。 根据国家标准GB 8702—88《电磁辐射防护规定》:输出功率等于和小于15W的移动式无线电通讯设备和向没有屏蔽空间的辐射等效功率小于表5—3—9所列数值可以免于管理。

国际大电网会议36.04工作组编写的《发电厂和变电站电磁兼容导则》,给出了授权的无线电发射装置的一些技术参数,包括:辐射功率、在居民区典型的发射—接受距离、计算电场强度,见表5—3—10。表中电场强度按下式计算最大值

EkPER

r

工业、科学和医疗用频率:世界无线电行政会议划定11个窄频段,供工业、科学和医疗使用。见表5—3—11

二、电力系统的电磁污染

高压与超高压输配电线路导体表面电场强度很强,常引发电晕放电和间隙放电,产生射频电磁辐射。导致周围伴有工频电场和工频磁场。工频电场与线路电压有关;工频磁场与线路电流有关。

1、电晕放电和间隙放电

电晕放电是指通过导线表面向空间放电的现象。对地为正电位时,称为正电晕;它具有幅值大和脉冲波顶较平缓的特点;对地为负电位时,称为负电晕,其脉冲波顶为瞬间的尖脉冲。重复产生的结果就形成了高频电波,并且频率范围分布较宽,常以0.5MHz作中心值。电晕主要构成对通讯系统的干扰,如有线电话、无线电接受和电视等。

2、工频电场

架空电力线路施加电压后,导体表面必带电荷。电荷在地面以上空气中产生工频电场,距离

线路越近越强,电压越高越强,尤以超高压电力线路最为突出。利用等效电荷法计算单相或三相送电线下空间工频电场强度。

3、工频磁场

架空电力线路在地面空气中还产生工频磁场,电流越大越强,距离线路越近越强。应用安培定律和叠加原理可计算单相或三相送电线周围的工频磁场强度。

输电线塔型:酒杯型铁塔,导线按水平布置;猫头型铁塔,导线按正三角形布置;紧凑型铁塔,导线按三角形布置;双回路鼓型铁塔,导线按鼓型布置。

4、电力线路对平行接近的通信线路的危险影响

危险影响:通信线路遭受电力线路感应产生的电压和电流,足以危害电信运行围护人员的生命安全;损坏通信线路或设备;引起构筑物火灾以及铁路信号设备误动而危及行车安全。对电力线路与通信线路间可能发生的危险影响应有评估,包括:

(1)中性点直接接地系统的三相对称电力线路发生单相接地短路时对通信线路的电感性耦合影响。

(2)中性点不直接接地系统的三相对称电力线路两相在不同地点同时发生短路时对通信线路的电感性耦合影响。

(3)中性点不直接接地系统的三相对称电力线路发生单相接地短路时对通信线路的电容性耦合影响。

(4)不对称电力线路在正常运行和接地短路状态下对通信线路的电感性耦合、电容性耦合影响,对单线通信线路的电阻性耦合影响。

(5)发电厂和变电站地电位升对通信线路和人体的电阻性耦合影响。

三、电气化铁道产生的电磁污染

电气化铁道产生的电磁污染有无线电辐射的影响和对通信线的干扰。无线电辐射来自电力机车的受电弓接触点与接触网局部放电处。前者的辐射发生于电力机车运行时刻;后者的辐射则伴生于整个供电期内。

接触网的供电方式有单向供电制和双向供电制。双向供电制在正常运行时对通信线路的影响必单向供电制小。电力牵引正常运行时,采用双向供电。

接触网的短路电流值取决于牵引变电所与短路点之间的距离。

在分析评估电气化铁道对通信线路的影响时,可采用评估电力线路的方法。

牵引网电流一般用等效电流Ied表示 Ied

四、电磁污染的主要危害

电磁污染造成的主要后果:电磁辐射对信号接收的干扰,强电系统对弱电系统的干扰和危险影响,空间电磁场对人体健康的影响。

1、电磁辐射对信号接收的干扰

射频强电磁辐射,可以造成通信信息失误或中断;使电子仪器、精密仪器不能正常工作;铁路自控信号失误;飞机飞行误航;甚至造成导弹与人造卫星失控。电磁辐射会对有线通信设备产生干扰。

2、强电系统对弱电系统的干扰和危险影响

3、空间电磁场对人体健康的影响

作业:

一、填空题

1、能量以形式通过空间传播的现象称为电磁能辐射或电磁辐射。 iIililn

2、传导电流与与库仑电荷共同激励电场,而电磁场以波的方式传播。

3、电磁波是横波,电磁功率的面密度称为坡印亭矢量S,坡印亭矢量的单位

是 。

4、无线电波按其频率和波长可分为八大类,其频率从。射频电磁场通常是指频率在 以上的无线电波。

5、微波是 、 和 的统称。

6、电磁耦合的途径可以分为三类:。

7、通过电路回路间公共阻抗或互阻抗形成的耦合是 。

8、影响大环境的污染源可分为天然型和人为型两类。天然型电磁污染源有: 。人为型电磁污染源: 。

9、高压与超高压输电线路导体表面电场强度很强,常常引发电晕放电和间隙放电,产生 。导线周围伴有工频电场和工频磁场。工频电场与线路 有关;工频磁场与 有关。

10、电力线路对平行接近的通信线路的危险影响: 。

11、电气化铁道产生的电磁污染有: 和 。

12、电气化铁道产生的电磁污染中无线电辐射来自 。该辐射发生于电力机车运行时刻。

13、电气化铁道的输电线路在正常供电情况下,接触网的供电方式有 和 两种。正常运行时 对通信线路的影响比单向供电制小。

14、电磁污染造成的主要后果包括:1,

2)3。

15、强电系统对弱电系统的干扰和危险影响,强电系统是指,弱电系统是指 。

解答:该节作业大多是基本概念,应该记住,也可见教材。

1、电磁波。2、位移电流;变化磁场。3、EH;瓦/米2(W/m2)。4、3kHz;3000GHz;100km;0.1mm;100kHz。5、分米波;厘米波;毫米波。6、辐射耦合;传导偶合;感应耦合。

7、传导耦合。8、大气层雷电,太阳黑子爆发,银河系射电,地球磁场波动,火山喷发和地震等;大中型电磁发射系统,大型工业、科学和医疗射频设备,高压大容量电力系统和电气化铁道,偶发性的核弹爆炸产生的脉冲电磁场。9、射频电磁辐射;电压;电流。10、通信线路遭受电力线路感应产生的电压和电流,足以危害电信运行围护人员的生命安全;损坏通信线路或设备;引起构筑物火灾以及铁路信号设备误动而危及行车安全。11、无线电辐射的影响;对通信线的干扰。

12、电力机车的受电弓接触点与接触网局部放电处。13、单向供电制;双向供电制;双向供电制。

14、电磁辐射对信号接收的干扰;强电系统对弱电系统的干扰和危险影响;空间电磁场对人体健康的影响。15、高电压、大功率供电系统,包括电力系统与电气化铁道接触网系统;通信网、计算机网、监测与控制线路等信息系统。 

范文七:五、电磁辐射与射频电磁场

五、电磁辐射与射频电磁场

能量以电磁波的形式通过空间传播的现象称为电磁能辐射或电磁辐射。当电磁辐射强度超过人体或仪器设备所能容许的限度时将产生电磁污染和对其他系统的干扰。

1、电磁辐射

这里研究单元辐射子的电磁辐射规律。有电偶极子型和磁偶极子型两类。

传导电流与位移电流共同激励磁场,磁场变化与库仑电荷共同激励电场,而电磁场以波的方式传播。 电磁波是横波,电磁场分布具有方向特性。

2电磁功率的面密度为坡印亭矢量S,单位是W/m SEH

2、射频电磁场

无线电波按其频率和波长可以分为八大类。其频率从3kHz至3000GHz,波长对应于100km至0.1mm。射频电磁场通常是指100kHz以上的无线电波。微波是分米波、厘米波和毫米波的统称。继无线电波之后是红外线、可见光、紫外线、X射线和射线。

影响场强的因素有两类:一类是场源分布;另一类是介质的分布。

3.2 电磁耦合途径

电磁耦合途径分为三类:辐射耦合、传导耦合、感应耦合(电感应耦合、磁感应耦合)。

一、辐射耦合

辐射耦合:射频设备所形成的电磁场,在半径为一个波长的范围之外是以空间辐射的方式将能量传播出去的;射频设备视为发射天线。

而在半径为一个波长的范围之内则主要是以感应的方式将能量施加于附近的设备和人体上的。

借助单元辐射子理论,分析射频电路所产生的辐射耦合影响,无论是小段电路单元还是小型回路,辐射电场强度均与1/r成比例。

二、传导耦合

传导耦合:通过电路回路间公共阻抗或互阻抗形成的耦合。

借助电路理论可以直接计算传导耦合的影响。若回路1和2各自独立,互不影响,回路1中有电流,回路2中无电流。若回路1和2有公共阻抗,回路1有电流则回路2也有电流,形成传导耦合。

典型的共阻抗耦合发生于接同一地网的两回路之间。如回路1为工频电力线路,接地网阻抗可视为电阻,则共阻抗耦合成为电阻性耦合。

降低耦合的两种思路:“短路”和“断路”。电磁污染电源和感受设备之间的相互作用可表述为一个双端口网络,其间经由阻抗ZA、ZB、ZC形成的T型网络相连。如果ZC0即短路,则发送端向感受端输送的能量为零。如果ZA、ZB为无限大,即开路,发送端向感受端输送的能量也为零。实际应用中,根据短路的概念尽量降低接地电阻;根据开路的概念尽量隔开发送与感受的两端,距离越远越好,或者在其间加入屏蔽,减少耦合。

三、电感应耦合

以平行接近的架空电力线路与通信线路为例。高压架空线路对地电压U1很高。其导线上充有电荷,并在周围建立有强电场。处于该电场中的通信线路导线上将感应有对地电压U2。通信线路导线表面靠近电力线路一侧感应有异号电荷;另一测感应出同号电荷。通过库仑电场产生耦合,称为电感应耦合。若站在地上的人接触通信线路,则将有电流流过人体,电流过大,可能产生危险。

四、磁感应耦合

两对短传输线平行并接近,当回路1中有交流电流I1时,由于两回路间互磁链的存在,在回路2中将

产生互感电压。若回路2是通路,将产生电流。这就是电磁感应耦合,简称磁感应耦合。通过互感产生耦合,又称电感性耦合。耦合的强弱与互感量的大小相关;如果互感量为零,将无电感性耦合。

3.3 大环境中的电磁污染

影响大环境的污染源可分为天然型和人为型两类。

天然型电磁污染源有:大气层雷电,太阳黑子爆发,银河系射电,地球磁场波动,火山喷发和地震等。 人为型电磁污染源:大中型电磁发射系统,大型工业、科学和医疗射频设备,高压大容量电力系统和电气化铁道,偶发性的核弹爆炸产生的脉冲电磁场。

一、电磁发射系统的电磁辐射与污染

电磁发射系统是以发射无线电波为目标的设备群体,以广播电视发射系统和微波发射系统为主。 广播是使广大公众接受信号的电波发射,不同于无线电通信和导航(特定对象接受信号)。广播分为声音广播和电视广播。

声音广播又细分为中波、短波调幅和甚高频调频广播。

微波辐射电磁污染源包括:雷达天线、工作电路、磁控管、速调管和敞开的波导管等。

根据国家标准GB 8702—88《电磁辐射防护规定》:输出功率等于和小于15W的移动式无线电通讯设备和向没有屏蔽空间的辐射等效功率小于表5—3—9所列数值可以免于管理。

国际大电网会议36.04工作组编写的《发电厂和变电站电磁兼容导则》,给出了授权的无线电发射装置的一些技术参数,包括:辐射功率、在居民区典型的发射—接受距离、计算电场强度,见表5—3—10。表中电场强度按下式计算最大值

EkPER r

工业、科学和医疗用频率:世界无线电行政会议划定11个窄频段,供工业、科学和医疗使用。见表5—3—11

二、电力系统的电磁污染

高压与超高压输配电线路导体表面电场强度很强,常引发电晕放电和间隙放电,产生射频电磁辐射。导致周围伴有工频电场和工频磁场。工频电场与线路电压有关;工频磁场与线路电流有关。

1、电晕放电和间隙放电

电晕放电是指通过导线表面向空间放电的现象。对地为正电位时,称为正电晕;它具有幅值大和脉冲波顶较平缓的特点;对地为负电位时,称为负电晕,其脉冲波顶为瞬间的尖脉冲。重复产生的结果就形成了高频电波,并且频率范围分布较宽,常以0.5MHz作中心值。电晕主要构成对通讯系统的干扰,如有线电话、无线电接受和电视等。

2、工频电场

架空电力线路施加电压后,导体表面必带电荷。电荷在地面以上空气中产生工频电场,距离线路越近越强,电压越高越强,尤以超高压电力线路最为突出。利用等效电荷法计算单相或三相送电线下空间工频电场强度。

3、工频磁场

架空电力线路在地面空气中还产生工频磁场,电流越大越强,距离线路越近越强。应用安培定律和叠加原理可计算单相或三相送电线周围的工频磁场强度。

输电线塔型:酒杯型铁塔,导线按水平布置;猫头型铁塔,导线按正三角形布置;紧凑型铁塔,导线按三角形布置;双回路鼓型铁塔,导线按鼓型布置。

4、电力线路对平行接近的通信线路的危险影响

危险影响:通信线路遭受电力线路感应产生的电压和电流,足以危害电信运行围护人员的生命安全;损坏通信线路或设备;引起构筑物火灾以及铁路信号设备误动而危及行车安全。对电力线路与通信线路间可能发生的危险影响应有评估,包括:

(1)中性点直接接地系统的三相对称电力线路发生单相接地短路时对通信线路的电感性耦合影响。

(2)中性点不直接接地系统的三相对称电力线路两相在不同地点同时发生短路时对通信线路的电感性耦合影响。

(3)中性点不直接接地系统的三相对称电力线路发生单相接地短路时对通信线路的电容性耦合影响。

(4)不对称电力线路在正常运行和接地短路状态下对通信线路的电感性耦合、电容性耦合影响,对单线通信线路的电阻性耦合影响。

(5)发电厂和变电站地电位升对通信线路和人体的电阻性耦合影响。

三、电气化铁道产生的电磁污染

电气化铁道产生的电磁污染有无线电辐射的影响和对通信线的干扰。无线电辐射来自电力机车的受电弓接触点与接触网局部放电处。前者的辐射发生于电力机车运行时刻;后者的辐射则伴生于整个供电期内。

接触网的供电方式有单向供电制和双向供电制。双向供电制在正常运行时对通信线路的影响必单向供电制小。电力牵引正常运行时,采用双向供电。

接触网的短路电流值取决于牵引变电所与短路点之间的距离。

在分析评估电气化铁道对通信线路的影响时,可采用评估电力线路的方法。

牵引网电流一般用等效电流Ied表示 IedIili lin

四、电磁污染的主要危害

电磁污染造成的主要后果:电磁辐射对信号接收的干扰,强电系统对弱电系统的干扰和危险影响,空间电磁场对人体健康的影响。

1、电磁辐射对信号接收的干扰

射频强电磁辐射,可以造成通信信息失误或中断;使电子仪器、精密仪器不能正常工作;铁路自控信号失误;飞机飞行误航;甚至造成导弹与人造卫星失控。电磁辐射会对有线通信设备产生干扰。

2、强电系统对弱电系统的干扰和危险影响

3、空间电磁场对人体健康的影响

作业:

一、填空题

1、能量以

2、传导电流与共同激励磁场,与库仑电荷共同激励电场,而电磁场以波的方式传播。

3、电磁波是横波,电磁功率的面密度称为坡印亭矢量S。

4、无线电波按其频率和波长可分为八大类,其频率从至至场通常是指频率在 以上的无线电波。

5、微波是和

6、电磁耦合的途径可以分为三类:、

7、通过电路回路间公共阻抗或互阻抗形成的耦合是。

8、影响大环境的污染源可分为天然型和人为型两类。天然型电磁污染源有: 。人为型电磁污染源: 。

9、高压与超高压输电线路导体表面电场强度很强,常常引发电晕放电和间隙放电,产生 。导线周围伴有工频电场和工频磁场。工频电场与线路 有关;工频磁场与 有关。

10、电力线路对平行接近的通信线路的危险影响: 。

11、电气化铁道产生的电磁污染有: 和 。

12、电气化铁道产生的电磁污染中无线电辐射来自 。该辐射发生于电力机车运行时刻。

13、电气化铁道的输电线路在正常供电情况下,接触网的供电方式有 和 两种。正常运行时 对通信线路的影响比单向供电制小。

14、电磁污染造成的主要后果包括:1),

2),3)

15、强电系统对弱电系统的干扰和危险影响,强电系统是指,弱电系统是指 。

解答:该节作业大多是基本概念,应该记住,也可见教材。

1、电磁波。2、位移电流;变化磁场。3、EH;瓦/米2(W/m2)。4、3kHz;3000GHz;100km;

0.1mm;100kHz。5、分米波;厘米波;毫米波。6、辐射耦合;传导偶合;感应耦合。7、传导耦合。8、大气层雷电,太阳黑子爆发,银河系射电,地球磁场波动,火山喷发和地震等;大中型电磁发射系统,大型工业、科学和医疗射频设备,高压大容量电力系统和电气化铁道,偶发性的核弹爆炸产生的脉冲电磁场。

9、射频电磁辐射;电压;电流。10、通信线路遭受电力线路感应产生的电压和电流,足以危害电信运行围护人员的生命安全;损坏通信线路或设备;引起构筑物火灾以及铁路信号设备误动而危及行车安全。11、无线电辐射的影响;对通信线的干扰。12、电力机车的受电弓接触点与接触网局部放电处。13、单向供电制;双向供电制;双向供电制。14、电磁辐射对信号接收的干扰;强电系统对弱电系统的干扰和危险影响;空间电磁场对人体健康的影响。15、高电压、大功率供电系统,包括电力系统与电气化铁道接触网系统;通信网、计算机网、监测与控制线路等信息系统。

范文八:输变电设施与家用电器的工频电磁场强度比较

输变电设施与家用电器的工频电磁场强度比较

王燕杰 王忠亮 河北省任丘市环境保护局

(IC-NIRP)1999年颁布的标准,工频电磁场强度公众暴露限值为:工频电场强度5000伏/米,工频磁场强度100微特斯拉;我国的推荐限值为:工频电场强度4000伏/米,工频磁场强度100微特斯拉。

测试目标选择北京市朝阳区220kV西大望路变电站。220kV西大望路变电站有3台220kV变压器和2台110kV变压器。变压器都被厚厚的水泥墙挡在室内。变压器全部被安置在室内,首先将测试仪架设在距离变压器室外风机约5米远的地方,测试仪最终结果为:电场强度6.49伏/米,磁场强度25.6纳特斯拉。这里的工频电场强度和工频磁场强度分别只有推荐限值的0.16%和0.0256%。

在安放变压器的室内,在距电缆头不到1米的地方进行测量,测试仪上显示的数值分别为:电场强度4.12伏/米,磁场强度10.48微特斯拉。这里的工频电场强度和工频磁场强度为推荐限值的0.103%和10.48%。出现这样测量结果的原因是工频电场和工频磁场很容易受周边环境影响(如周边建筑、车辆、天气),工频电场很容易屏蔽,工频磁场随着距离的增加快速衰减。

在距离变电站约40米处的一座过街天桥上再次进行测量,磁场强度数值为16.7纳特斯拉。通常在没有任何电磁设备的野外进行测试,其磁场强度应该在18~20纳特斯拉左右,这说明变电站产生的所谓电磁辐射在这里已经没有任何影响。

国际上工频磁场强度标准为100微特斯拉,超过这个范围就可能会对人体产生影响,所以西大望路变电站监测的数字绝对是安全的。

管的电场强度为230伏/米,电脑屏幕的电场强度和磁场强度分别为15伏/米和0.88微特斯拉;没有启动的电冰箱电场强度为39伏/米,磁场强度为0.22微特斯拉;微波炉的电场强度和磁场强度分别为4伏/米和17.5微特斯拉;电视机工频电场测量值在0.08 ̄0.12千伏/米中间跳动,磁场强度为1.7微特斯拉。显而易见,测量家用电器得出的许多数值都比变电站的工频电磁场要高。

3输变电设施与家用电器工频电磁场强度现场监测数据比较

前言

随着环保意识的增强,人们越来越关注电磁辐射这个话题。因为电力部门的输变电设施多建设在居民小区附近,因此许多关于电磁辐射的投诉和意见都集中在这类设施上。由中冶集团建筑研究总院环境监测中心专业人士对输变电设施所做的现场监测数据,并通过与家用电器监测数据的类比,说明输变电工程产生的工频电磁场强度很小,经过适当的环境管理,输变电工程并不会对人们的身体健康产生影响。

由中冶集团建筑研究总院环境监测中心专业人士对变电站和家用电器进行的一系列实地监测表明,变电站设施周边的工频电磁场远低于家用电器周围的数值。

1输变电设施的现场监测

所有未经物理接触而产生的能量发散现象都称为辐射。在我国输变电设施的频率仅为50赫兹,并不能产生有效的电磁辐射。就此而言,我国输变电设备周围只存在工频电场和工频磁场,而不存在电磁辐射。为了避免歧义,采用工频电磁场强度这个更准确的词汇。

1.1测量仪器和测量目标

工频电磁场测量仪器叫工频电磁场测试仪,能够分别测量电场和磁场。为了模拟普通人的身高,仪器通常设立在1.5~1.7米高的三脚架上。按照国际非电离辐射协会

4结论

城市人口密集区往往就是用电高负荷地区。而变电站存在有效的供电半径问题,为满足居民的用电需求,变电站必然会建在人口较为密集的住宅区附近。在日本,香港等其他人口较为密集的国家和地区,也都采取类似的做法。在我国,按照有关规定,除110千伏的以下的输变电设施可以豁免外,其他输变电设施在建设前都要通过环境影响评价的审批手续,不仅要提供理论计算的数值,还要由国家环

2家用电器的现场监测

为了更好的说明变电站工频电磁场对人体影响是很小的,测试人员还对一些常用家用电器进行测量。测试距离选为距这些电器10厘米左右,监测结果显示节能灯

在非线性PID控制器中,参数Kp、Ki、Kd(与常规PID控制器中比例、积分和微分的三个参数有所区别)是不确定的,其选用的值,即在常规PID中输入的参考值ki、kp、kd为21.0000、26.9923、0.6510。参考值的变化会影响最终的仿真效果,需要在参数整定中确定最优值。

在实际控制中,不允许控制信号过大,故经常存在一个saturation驱动限幅非线性环节。然后建立如图3所示的仿真模型,再设置各选项的参数,并设置终止仿真时间为10s。该驱动限幅非线性环节在非线性PID控制中作用很大,其特点之一是当零输入响应为衰减的情况时,saturation的设置能减少衰减,使系统更加稳定。

(可调参数列表)栏目中填写待定的参数kp,ki和kd,同时将这些变量的最小值都设置为0,按下Done关闭对话框,可以单击约束设置界面的Start按钮,就可以寻优并动态显示结果,如图4所示。经过寻优过程,得出了满意的响应曲线。通过示波器观察得到如图5所示的阶跃响应结果。

保总局认证的中介机构,寻找一个类似的变电站进行测量,得出类比测量的数值,只有这些数值都符合标准后才可以获得批准建设。变电站建成投产前环保局的直属机构还会对其进行实测,随后进入日常监管体系,环保部门会不定期对其进行抽查以确保其运行安全。而且变电站选址时在满足有效供电半径的前提下,也会考虑尽量将变电站远离居民区,或者考虑建设地下站。

国外有些机构进行有关电磁辐射导致病理性病变的研究,但是这些研究都是在一定的电磁辐射数值基础上进行的,远远超过工频电场和工频磁场数值,一些人看到这类材料后断章取义,忽略了这些研究的具体数值,而片面地认为所有电磁辐射都会导致病变。网上流传的所谓“建在居民小区附近的变电站、高压线塔、手机通信基站会产生电磁辐射,长期在其附近生活可能诱发癌症”,这些言论是缺乏事实根据的。世界卫生组织也对此已进行了长达10年的连续研究,得出的结论相对非常谨慎,认为有些机构提出的变电站、高压线塔等设施会威胁的健康观点至今没有证据,无法得到证实。

由中冶集团建筑研究总院环境监测中心专业人士进行的监测结果也表明,和家用电器产生的工频磁场与工频电场强度相比,输变电设备对周边居民的影响是非常小的。

图5 示波器观察到的仿真阶跃响应结果

从图5中可以看出加入非线性PID控制器的汽车发动机系统,其快速性、平稳性和稳态精度都得到了明显的提高,取得了令人满意的控制效果。

4、结语

本文采用Matlab/Simulink仿真软件对汽车发动机系统进行了常规PID控制器

图3  加入非线性PID控制器的汽车发动

机系统仿真模型

在仿真模型中,系统输出口附加了一个NCD Outport模块。双击NCDOutport模块则得出一个界面,在其对话框中允许用户用图形的方式选择系统阶跃响应的各个指标,如超调量、上升时间、调节时间等,调整方式很简单,只需拖动水平或垂直滚动栏就可以设置希望的响应区域。

欲获得最优的PID控制参数,则需选择其Optimization/Parameters菜单项,得出对话框,在其中的Tunable parameters

图4 基于NCD 工具箱的非线性系统仿真

曲线

和非线性PID控制器的校正仿真设计,还对非线性PID控制器进行了优化设计。仿真结果表明,这两种设计方法不仅调试参数相当方便、快捷,结果直观,省去了传统方法反复修改参数、反复试运行的麻烦,而且能使汽车发动机系统具有令人满意的控制精度和动态性能。

范文九:工作场所物理因素测量第2部分:高频电磁场

工作场所物理因素测量

第2部分:高频电磁场

Measurement of Physical Agents in

Workplace

Part 2: High Frequency Electromagnetic

Field

GBZ/T 189.2-2007

中华人民共和国卫生部 2007-04-12 发布 2007-11-01 实施

前 言

本部分是在GB18555-2001《作业场所高频电磁场职业接触限值》有关测量方法部分的基础上修订的。

与 GB18555-2001有关测量方法部分相比主要修改如下:

——纳入工作场所物理因素测量系列;

——规范了使用范围、测量方法。

本部分为工作场所物理因素测量系列标准之一。

本部分由卫生部职业卫生标准专业委员会提出。

本部分由中华人民共和国卫生部批准

本部分起草单位:北京大学公共卫生学院。

本部分起草人:王生、何丽华、姜槐

工作场所物理因素测量

第2部分:高频电磁场

1 范围

本部分规定了工作场所高频电磁场的测量方法。

本部分适用于工作场所高频电磁场的测量。但不适用于环境辐射及作为医疗和诊断为目的辐射。

2 测量仪器

选择量程和频率适合于所测量对象的测量仪器,即量程范围能够覆盖

10V/m~1000V/m和0.5A/m~50A/m,频率能够覆盖0.1MHz~30MHz的高频场强仪。 3 测量对象的选择

3.1 相同型号、相同防护的高频设备选择有代表性的设备及其接触人员进行测

量。

3.2 不同型号或相同型号不同防护的超高频设备及其接触人员应分别测量。

3.3 接触人员的各操作位应分别进行测量。

4测量方法

4.1测量前应按照仪器使用说明书进行校准。

4.2 测量操作位场强时,一般测定头部和胸部位置。当操作中其他部位可能受更强烈照射时,应在该位置予以加测。

4.3 测量高频设备场强时,由远及近,仪器天线探头距离设备不得小于5cm,当发现场强接近最大量程或仪器报警时,应立刻停止前进。

4.4 手持测量仪器,将检测探头置于所要测量的位置,并旋转探头至读数最大值方向,探头周围1m以内不应有人或临时性地放置其他金属物件。磁场测量不受此限制。每个测点连续测量3次,每次测量时间不应小于15s,并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时,应适当延长测量时间,取三次值的平均数作为该点的场强值。

5 测量记录

测量记录应该包括以下内容:测量日期、测量时间、气象条件(温度、相对湿度)、测量地点(单位、厂矿名称、车间和具体测量位置)、高频设备型号和参数、测量仪器型号、测量数据、测量人员等。

6 测量结果处理

不同操作岗位的测量结果应分别计算和评价。

7 注意事项

在进行现场测量时,测量人员应注意个体防护。

范文十:工作场所高频电磁场测量作业指导书

工作场所高频电磁场测量作业指导书

1. 适用范围

本部分适用于工作场所高频电磁场的测量。但不适用于环境照射及作为医疗和诊断为目的照射。

2. 测量仪器

选择量程和频带覆盖面适合于所测量对象的测量仪器。即量程能覆盖10V/m~1000V/m和0.5 A/m -50A/m,频带能覆盖0.1MHz~30MHz的高频场强仪。采样高频场强测定仪。

3. 测量对象的选择

3.1相同型号、相同防护的超高频设备选择有代表性的设备及其接触人员进行测

量。

3.2不同型号或相同型号不同防护的超高频设备及其接触人员应分别测量。

3.3接触人员的各操作位应分别进行测量。

4. 测量方法

4.1测量前应按照仪器使用说明书进行校准。

4.2 测量操作位场强时,一般测量头和胸部位置。当操作中某些部位可能受更强烈照射时,应在该位置予以加测。

4.3测量高频设备场强时,由远及近,仪器天线探头距离设备不得小于5cm,当发现场强接近最大量程或仪器报警时,应立刻停止前进。

4.4 手持测量仪器,将检测探头置于所要测量的位置,并旋转探头至读数最大值方向,探头周围1m以内不应有人或临时性地放入其他金属物件。磁场测量不受此限制。 每个测点连续测量3次,每次测量时间不应小于15s,并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时,应适当延长测量时间,取三次值的平均数作为该点的场强值。

5. 测量记录

测量记录应该包括以下内容:测量日期、测量时间、气象条件(温度、相对湿度)、测量地点(单位、厂矿名称、车间和具体测量位置)、高频设备型号和参数、测量仪器型号、测量数据、测量人员等。

6. 测量结果处理