序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇電磁感應(yīng)效應(yīng)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

[關(guān)鍵詞]感應(yīng)電；供電作業(yè)；人身安全

中圖分類號：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0327-01

前言：隨著呼和浩特鐵路局動(dòng)力轉(zhuǎn)型，電氣化鐵路大量投入運(yùn)營，牽引供電已經(jīng)在運(yùn)輸生產(chǎn)中占據(jù)重要位置，作為呼和浩特鐵路局負(fù)責(zé)牽引供電和電力設(shè)備新建、改造、大修、日常維修質(zhì)量監(jiān)督驗(yàn)收職能部門（安全監(jiān)督管理辦公室機(jī)車車輛驗(yàn)收室），伴隨之前的監(jiān)管模式轉(zhuǎn)換為自管和直管，管內(nèi)牽引供電和電力設(shè)備的維護(hù)與檢修也逐漸日常化。電氣化鐵路在日常運(yùn)營中，牽引供電具備強(qiáng)磁場、大電流及高電壓等特點(diǎn)，其對鐵路沿線設(shè)備及電力線路影響較大。在我局管內(nèi)包西線、大包、包惠線一些地區(qū)，其鐵路10KV電力貫通線、自閉線多采用架空線路，且與接觸網(wǎng)以平行方式進(jìn)行架設(shè)，因接觸網(wǎng)其磁場較強(qiáng)，電力線產(chǎn)生感應(yīng)電壓較強(qiáng)，影響電力線路檢修安全性。有資料顯示，在牽引供電和電力設(shè)備維護(hù)和檢修過程中，人身觸電事故居于各類人身事故的首位，特別是臨近帶電運(yùn)行接觸網(wǎng)線路的電力線路上所產(chǎn)生的高電壓電磁感應(yīng)電，稍有不慎，就會造成人身觸電傷害。人身觸電事故還有可能發(fā)生群體傷害，對供電作業(yè)人員生命威脅極大。

1.感應(yīng)電的產(chǎn)生的原因及危害，感應(yīng)電與高壓觸電的區(qū)別

1.1 電磁感應(yīng)產(chǎn)生的原因

1820年，丹麥人奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)現(xiàn)象，如果一條直的金屬導(dǎo)線通過電流.那么在導(dǎo)線周圍的空間將產(chǎn)生圓形磁場。

導(dǎo)線中流過的電流越大，產(chǎn)生的磁場越強(qiáng)。磁場成圓形，圍繞導(dǎo)線周圍。這也就是“電生磁”的現(xiàn)象。

同理，牽引電流流過接觸網(wǎng)時(shí)，機(jī)車運(yùn)行時(shí)接觸網(wǎng)上的電流通常在1000A以上在接觸導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的強(qiáng)電場和強(qiáng)磁場，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，必然會在附近的電線路上產(chǎn)生電磁感應(yīng)電壓。

當(dāng)接觸網(wǎng)線路上有電力機(jī)車運(yùn)行時(shí)，接觸網(wǎng)線路中就有交流電流，其周圍就會建立起交變磁場，由于電磁感應(yīng)作用，這種交變磁場會在與其平行的附近電線路上感應(yīng)出沿電線路縱向分布的感應(yīng)電動(dòng)勢。

1.2 接觸網(wǎng)感應(yīng)電危害

感應(yīng)電對附近所有電力線路均會產(chǎn)生電磁感應(yīng)，在電線路上產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓與電磁感應(yīng)電壓。靜電感應(yīng)電壓與電磁感應(yīng)電壓會對檢修人員人身安全造成威脅，如在檢修線路接地線有一端斷開，作業(yè)人員在接觸時(shí)會通過人體形成閉合回路，導(dǎo)致感應(yīng)電流經(jīng)過人體 ，感應(yīng)電流較大，嚴(yán)重則會引起人身傷亡事故。

1.3 高壓觸電及感應(yīng)觸電危害比較

高壓觸電是指接觸網(wǎng)、變電所、電力線路、配電所等高壓設(shè)備帶電運(yùn)行時(shí)，在其電源側(cè)設(shè)有能快速切斷短路電流的繼電保護(hù)裝置，當(dāng)人體與帶電部分間的距離小于安全距離規(guī)定，將人體與帶電體的空氣擊穿形成電弧對人體放電時(shí)，電源側(cè)的保護(hù)裝置動(dòng)作，帶動(dòng)斷路器（或空氣開關(guān)）跳閘，瞬時(shí)切斷電源，多數(shù)情況下人體能與帶電設(shè)備脫開。所以發(fā)生高壓觸電時(shí)，人體造成電弧燒傷多，電擊直接死亡的較少。

感應(yīng)觸電是指在停電檢修的電線路形成的感應(yīng)電流回路中， 無任何保護(hù)裝置，只要回路閉合或存在通路，感應(yīng)電流就一直存在，當(dāng)人體一旦觸及，發(fā)生感應(yīng)觸電時(shí)，線路不具備自動(dòng)切斷感應(yīng)電的能力，觸電人員自行脫離電源的能力也已喪失，而其周圍作業(yè)人員也不易察覺，感應(yīng)電將會長時(shí)間通過人體，造成人體肌肉萎縮，多數(shù)情況下人體與帶電體不能脫離，直接造成電擊死亡。因此，感應(yīng)電對人體的安全危害更大，更隱蔽，需引起高度重視。

1.4 感應(yīng)電強(qiáng)弱的因素

感應(yīng)電壓并非空穴來風(fēng)、無風(fēng)起浪，它也有它的強(qiáng)弱規(guī)律可循.其計(jì)算公式為：U=BLVCOSδ。

u―感應(yīng)電壓：B―磁場的強(qiáng)度；L―感應(yīng)導(dǎo)體的長度；v―感應(yīng)導(dǎo)體在磁場中移動(dòng)的速度；δ感應(yīng)導(dǎo)體在磁場中移動(dòng)的方向與磁場的方向；COSδ―角的余弦。

由此公式可以看出感應(yīng)電壓的大小與上、下行線路的間距、平行長度有關(guān)，停電設(shè)備、線路以及其它導(dǎo)體與正在運(yùn)行的接觸網(wǎng)線路、設(shè)備距離越近，并行距離越長，感應(yīng)電壓越高。同時(shí)還與導(dǎo)線輸送電流的大小有關(guān)，電流越大，磁場越強(qiáng)。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)影響更大.特別是一些區(qū)段的電力貫通線或自閉線與接觸網(wǎng)臨近架設(shè)時(shí)，兩線距離小，其感應(yīng)電壓很高，足以危及人的生命安全。在復(fù)線區(qū)段V形停電作業(yè)，裝拆地線程序錯(cuò)誤也會發(fā)生感應(yīng)電將人擊傷擊亡事故。

2.感應(yīng)電的預(yù)防和消除

在停電線路與設(shè)備上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，具有隱蔽性、欺騙性和危險(xiǎn)性。因此，感應(yīng)電電擊傷亡事故經(jīng)常發(fā)生，嚴(yán)重威脅人身安全.所以對于感應(yīng)電應(yīng)引起相關(guān)人員的高度重視。但如果安全措施采取得當(dāng)，還是可以預(yù)防和消除的。

2.1 預(yù)防和消除感應(yīng)電的主要措施

⑴ 在V形天窗作業(yè)時(shí)，作業(yè)區(qū)段內(nèi)接觸懸掛和附加導(dǎo)線（如架空地線、回流線等）及同桿架設(shè)的其它供電線路（如供電線、加強(qiáng)線、低壓照明線路、電力線路等）均需停電，并需在兩端可靠裝設(shè)接地線（兩地線間距大于1000米時(shí)，需增設(shè)接地線），主要目的就是為了消除感應(yīng)電。

⑵ 若只在接觸懸掛部分作業(yè)（作業(yè)人員不得越過與水平拉桿懸式絕緣子和平腕臂、斜腕臂棒式絕緣子，也不能攀登支柱超過斜腕臂底座以下500毫米處），不侵入附加導(dǎo)線及同桿架設(shè)的其它供電線路的安全距離（作業(yè)人員包括所持的機(jī)具、材料、零部件等與周圍帶電設(shè)備的距離在25KV電壓等級時(shí)不得小于1000毫米），從感應(yīng)電產(chǎn)生的原理分析，可不對附加懸掛及同桿架設(shè)的其它供電線路接地，但為了防止作業(yè)人員作業(yè)中意外接觸附加懸掛及同桿架設(shè)的其它供電線路情況下發(fā)生觸電，必須對附加懸掛及同桿架設(shè)的其它供電線路也要可靠設(shè)置接地線。

⑶ 在直供加回流或架空地線供電方式的復(fù)線區(qū)段作業(yè)時(shí)，為切實(shí)消除感應(yīng)電的危害，作業(yè)地點(diǎn)兩端（間距不超過1000米）的接觸懸掛和回流線或架空地線上均需接地線，在有與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)的其它線路如供電線時(shí)，供電線必須停電并掛接地線，目的是為了防止外來電、消除感應(yīng)電危害，并使作業(yè)區(qū)內(nèi)所有導(dǎo)體均成為等電位。這種接地線法雖然對作業(yè)線路意外出現(xiàn)斷口能起到保護(hù)作業(yè)人員安全的作用，但《接觸網(wǎng)安全工作規(guī)程》規(guī)定的斷口處應(yīng)該做短封線的地方必須要按規(guī)定要求做短封線，不能以接地線代替短封線，接地線是保護(hù)作業(yè)人員安全的最后一道防線。

（4）接觸網(wǎng)感應(yīng)電對通信線路及設(shè)備存在著干擾問題，導(dǎo)致通信質(zhì)量較低，對設(shè)備安全及人身安全影響較大。為消除感應(yīng)電，可以在電氣化鐵路建設(shè)及改造中采取防干擾及消除感應(yīng)電技術(shù)，如在通訊線路中應(yīng)用光纜技術(shù)，減低電磁影響；消除靜電感應(yīng)對作業(yè)人員的危害；人員在登桿作業(yè)時(shí)，必須做好安全措施，佩戴安全帶，如在移動(dòng)過程中需要脫離安全帶，則應(yīng)做好其他安全防護(hù)措施，防止出現(xiàn)高空墜落事故；人員在檢修作業(yè)時(shí)應(yīng)佩戴防護(hù)橡膠手套，防止出現(xiàn)感應(yīng)電擊穿事故。采取有效措施，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，可以最大限度降低甚至是避免接觸網(wǎng)感應(yīng)電對電力線路及對工作人員的危害，實(shí)現(xiàn)鐵路供電安全。

3.結(jié)束語

安全是鐵路永恒的主題，而作業(yè)人員人身安全更是重中之重。只要加強(qiáng)對感應(yīng)電的正確認(rèn)識，只要技術(shù)改造和技術(shù)保證到位，只要在作業(yè)過程中安全措施采取得當(dāng)，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，感應(yīng)電觸電人身傷亡事故是完全可以避免的。

參考文獻(xiàn)

[1] 何平，文習(xí)山等.關(guān)于架空線路感應(yīng)過電壓的計(jì)算問題。高電壓技術(shù)，1999.

篇2

【摘要】本文利用中頻電磁感應(yīng)加熱技術(shù)，在電磁感應(yīng)磁場中依靠加熱裝置內(nèi)部感應(yīng)加熱件所產(chǎn)生的感應(yīng)熱對空氣加熱得到高溫空氣。在實(shí)驗(yàn)中，利用中頻電磁感應(yīng)加熱能快速方便的產(chǎn)生高溫空氣，同時(shí)得出了加熱體形狀、加熱功率對空氣溫度有重要影響：減小加熱體與感應(yīng)線圈之間的距離，可以減小間隙無功功率；增大加熱體表面積可以提高出口空氣溫度。

 

【關(guān)鍵詞】電磁感應(yīng)；高溫空氣；升溫特性；加熱件

1.引言

感應(yīng)加熱技術(shù)應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬熔煉、熱處理和焊接等過程，己成為冶金、國防、機(jī)械加工等部門不可缺少的技術(shù)。中頻感應(yīng)加熱技術(shù)因其具有加熱速度快、熱效率高、無污染易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化等優(yōu)點(diǎn)[3、4]，因此這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在許多行業(yè)中得到應(yīng)用[5﹑6]。在常規(guī)的電磁感應(yīng)加熱爐中，利用感應(yīng)熱對金屬進(jìn)行熱處理，不同金屬會呈現(xiàn)出不同的升溫特性。本文在加熱裝置上進(jìn)行試驗(yàn)研究，以探求這種高溫空氣發(fā)生裝置的可行性以及加熱功率、加熱體表面積、加熱體形狀等因素對空氣加熱特性的影響。

 

2.原理設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）電磁感應(yīng)定理：法拉第電磁感應(yīng)定律說明：在一個(gè)電路圍繞的區(qū)域內(nèi)存在交變磁場時(shí)，電路兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)電路閉合時(shí)則產(chǎn)生電流。這個(gè)定律是感應(yīng)加熱的理論基礎(chǔ)。

 

當(dāng)感應(yīng)線圈上通交變的電流i時(shí)，線圈內(nèi)部會產(chǎn)生相同頻率的交變磁通φ，交變磁通φ又會在金屬工件中產(chǎn)生感應(yīng)電勢e。根據(jù)麥克斯韋電磁方程式，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為：

由式（1-5）可以看出，感應(yīng)電勢和發(fā)熱功率與磁場強(qiáng)弱有關(guān)。感應(yīng)線圈中流過的電流越大，其產(chǎn)生的磁通也就越大，因此提高感應(yīng)線圈中的感應(yīng)電流可以使工件中產(chǎn)生的渦流增大，從而增加加熱效果，使工件升溫更快。

 

3.實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

3.1 實(shí)驗(yàn)流程

在實(shí)驗(yàn)開始前第一步是打開裝置的水冷卻系統(tǒng)，對設(shè)備內(nèi)及感應(yīng)器通水冷卻；接著打開空氣壓縮機(jī)，使通氣設(shè)備儲存一定的空氣量；第三步則是打開中頻感應(yīng)設(shè)備對金屬導(dǎo)體進(jìn)行加熱，同時(shí)通氣進(jìn)行熱交換加熱空氣；最后用熱電偶對出口空氣溫度進(jìn)行測量，記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)裝備流程如圖3所示。

 

3.2 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 加熱體表面積﹑形狀對空氣溫度的影響

實(shí)驗(yàn)條件如下：通入恒定空氣流量為1m3/h，開始加熱金屬導(dǎo)體的同時(shí)即通入空氣；在感應(yīng)設(shè)備輸出電流為800A的情況下加熱5分鐘，然后每隔30秒記錄一次出口空氣溫度；每隔3分鐘改變一次輸出電流，分別為：800A，900A，1000A，1100A，1200A，1300A，1400A。

 

方案一：通風(fēng)管道內(nèi)感應(yīng)加熱體為兩個(gè)螺旋形鋼絲，空氣與之進(jìn)行熱交換后出口空氣溫度記錄如表3.1。

方案二：為了與方案一形成對比，探討熱交換面積的大小對出口空氣溫度的影響，在與方案一實(shí)驗(yàn)條件相同的情況下，只把雙螺旋形鋼絲變成單螺旋形鋼絲，出口空氣溫度見表3.2。

 

方案三：為了探討加熱體形狀對出口空氣溫度的影響，在與方案一實(shí)驗(yàn)條件相同的情況下，用小鋼管作為空氣加熱的熱源，與空氣熱交換后出口空氣溫度見表3.3。 

3.2.2 加熱功率對空氣溫度影響

在此實(shí)驗(yàn)方案中，空氣流量為一恒定值1m3/h，通過改變中頻感應(yīng)設(shè)備的輸出功率來探求加熱功率對出口處空氣溫度的影響。中頻感應(yīng)輸出電流分別為800A、1000A、1200A，每加熱1min記錄一次出口空氣溫度，總加熱時(shí)間為30分鐘。在此條件下空氣溫度如表3.4所示。

 

由表3.4可知：改變中頻感應(yīng)設(shè)備的輸出功率，隨著加熱功率的增加，出口處空氣溫度增加。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

加熱體形狀﹑表面積對空氣溫度的影響：

（1）小鋼管為加熱體條件下空氣加熱效果

從圖4.1可以看出，小鋼管為加熱體時(shí)，空氣溫度經(jīng)過初期快速升溫后，升溫幅度略微減小，近似為直線關(guān)系。隨著加熱時(shí)間的延長，出口空氣溫度也隨之增加。這是因?yàn)橥ㄈ氲睦淇諝獠荒芗皶r(shí)帶走小鋼管的熱量，小鋼管的熱含量越來越多，表面溫度升高，有利于熱量從小鋼管傳遞給空氣，因此隨著加熱時(shí)間的延長，出口空氣溫度升高。

 

（2）雙螺旋鋼絲為加熱體條件下空氣加熱效果

由圖4.2可知：雙螺旋鋼絲為加熱體，出口空氣在經(jīng)過初期的快速升溫后，升溫幅度迅速減小，升溫曲線近似水平，說明冷空氣帶走的熱量與雙螺旋鋼絲感應(yīng)產(chǎn)生的熱量近似平衡，加熱效果不理想。

 

（3）螺旋形鋼絲與鋼管的感應(yīng)加熱效果對比

從圖4.1和圖4.2對比可知：在相同的條件下，螺旋形鋼絲與小鋼管相比較，螺旋形鋼絲在感應(yīng)加熱過程中感應(yīng)加熱效果不明顯，加熱效果的效果較差。

（4）單螺旋及雙螺旋形鋼絲條件下空氣溫度的對比

由圖4.3可知：當(dāng)用雙螺旋形鋼絲作為感應(yīng)加熱體與空氣進(jìn)行熱交換時(shí)，出口空氣溫度大約是單螺旋形鋼絲條件下的兩倍。因此，增大加熱體表面積可以提高出口空氣溫度。

參考文獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng)定律；物理學(xué)史；運(yùn)用

電磁感應(yīng)定律是物理學(xué)的關(guān)鍵內(nèi)容，它展示了電和磁之間的聯(lián)系。當(dāng)大學(xué)生在學(xué)習(xí)物理電磁理論時(shí)，由于中學(xué)的重要基礎(chǔ)，因此會比較熟悉教材中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象和規(guī)律。這樣一來，學(xué)生在上課過程中就有可能輕視電磁感應(yīng)的相關(guān)問題，而一旦涉及應(yīng)用，學(xué)生往往又會感覺到力不從心。這說明，學(xué)生對電磁感應(yīng)定律的內(nèi)涵理解還不夠深刻和透徹。因此，加強(qiáng)對電磁感應(yīng)定律的運(yùn)用是本次研究的重點(diǎn)。

一、從物理學(xué)史認(rèn)識電磁感應(yīng)定律

1.借助直覺思維，實(shí)現(xiàn)新突破

電流磁效應(yīng)于1820年被丹麥物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)充分展現(xiàn)了電和磁之間的關(guān)系，突破了長久以來對電和磁在認(rèn)識上的局限性，這一巨大的科學(xué)浪潮證明了電和磁是密切相關(guān)的。在直覺思維的推動(dòng)下，科學(xué)家認(rèn)為因?yàn)殡娍梢陨纱牛源乓彩强梢陨呻姷摹?9世紀(jì)20年代，法拉第仔細(xì)觀察了磁鐵之間存在的相互作用問題，以及電流之間產(chǎn)生作用等一系列的電磁現(xiàn)象，在經(jīng)過嚴(yán)格的分析和比對之后，法拉第猜測，磁鐵能夠使影響范圍內(nèi)的鐵感應(yīng)具有磁性，而電荷可以讓近處的導(dǎo)體在感應(yīng)上帶有電荷，所以電流也是同理，一樣可以讓附近的線圈因受到磁感應(yīng)而產(chǎn)生電流。之后，法拉第對電和磁之間的關(guān)系問題展開了持久的探索工作，并于1825年將導(dǎo)線的回路放置在另一通以強(qiáng)電流的回路附近，他希望通過這樣的布置能夠使導(dǎo)線回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，但這次的試驗(yàn)以失敗告終。到19世紀(jì)末，法拉第再次設(shè)計(jì)出專門的裝置，讓導(dǎo)線的回路和磁鐵不在同一位置上，但結(jié)果仍然不理想。這段時(shí)期，不僅法拉第，其他物理學(xué)家也在進(jìn)行相應(yīng)的嘗試，但均以失敗告終。

雖然經(jīng)歷了大量的失敗，但在一次次的失敗中，法拉第已經(jīng)通過直覺和經(jīng)驗(yàn)感覺到磁能夠生成電，因此他更加堅(jiān)信這一理念，至19世紀(jì)30年代，法拉第再次進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。他通過鐵環(huán)和線圈驗(yàn)證了自己觀點(diǎn)的正確性。在繼續(xù)試驗(yàn)的過程中，法拉第也逐漸意識到，如果保持通電，磁針就不會有反應(yīng)。通過長期的研究觀察，法拉第更加堅(jiān)信自己的理論，并突然意識到，電磁感應(yīng)是一種在變化和運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的非恒定暫態(tài)效應(yīng)。在接下來的探索和試驗(yàn)中，法拉第終于向世人揭示了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。從這一點(diǎn)上來看，借助直覺思維并不斷進(jìn)行試驗(yàn)，就能夠有效突破魍徹勰畹氖縛，雖然未必能夠?qū)崿F(xiàn)自己的目標(biāo)，但可能因此產(chǎn)生新的收獲。

2.抓住本質(zhì)形象，建立電磁感應(yīng)定律

法拉第在發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)規(guī)律之后，又緊接著進(jìn)行了多項(xiàng)此類試驗(yàn)，并總結(jié)規(guī)律，將產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)情形歸納為運(yùn)動(dòng)恒定電流、變化電流、運(yùn)動(dòng)磁鐵、變化磁場以及在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體五類。19世紀(jì)30年代初，法拉第認(rèn)識到，在同樣的條件之下，不同金屬導(dǎo)體中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流和導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，這說明感應(yīng)電勢會在一定條件下形成，而感應(yīng)電流則是因和導(dǎo)體性質(zhì)無關(guān)的感應(yīng)電勢產(chǎn)生的，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因就是感應(yīng)電勢。

上述的五種情況都可以產(chǎn)生感應(yīng)電勢，閉合導(dǎo)體中的自由電荷也就因此定向移動(dòng)。法拉第認(rèn)為，感應(yīng)電勢產(chǎn)生的原因主要是由于磁鐵及電流會產(chǎn)生張力，使物質(zhì)處于張力狀態(tài)下，這樣的狀態(tài)從出現(xiàn)到消失，整個(gè)過程都會產(chǎn)生電勢。為了直觀地描述這樣的狀態(tài)，法拉第以其豐富的想象力將力線創(chuàng)造性地引入概念以解釋電緊張的狀態(tài)。法拉第力線是由于物質(zhì)產(chǎn)生的，它會充滿整個(gè)空間，而兩個(gè)磁極的相互作用也是通過力線進(jìn)行傳遞。力線的源頭不變，力線的分布就不會改變。等到通過導(dǎo)體回路的磁力線發(fā)生數(shù)量上的變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢就會在回路中產(chǎn)生，感應(yīng)電流也就因此形成。

二、電磁感應(yīng)定律的表述

電磁學(xué)的重要規(guī)律就包括電磁感應(yīng)定律，它主要有兩種表達(dá)方式，第一種可以表述為：

①ε=-d/dt

這是電磁感應(yīng)在宏觀上的表現(xiàn)形式。在進(jìn)一步分析電磁通量變化的原因后，可以得到第二種表述：

②ε=L（v×b）*dl-*ds

這兩種表述是否等價(jià)，目前不好下定論，很多文獻(xiàn)均處于探討階段。

三、電磁感應(yīng)定律的運(yùn)用

根據(jù)公式②可以看出，它在揭示電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，是通過微觀機(jī)理出發(fā)揭示的，不僅將電磁感應(yīng)的微觀本質(zhì)展現(xiàn)出來，并且也更有利于日后對電磁感應(yīng)理論的應(yīng)用。根據(jù)公式②，不僅能夠?qū)Ψ情]合的導(dǎo)體進(jìn)行方便的計(jì)算，計(jì)算其在進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電勢；也方便了對凈值閉合導(dǎo)體的相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，計(jì)算出其在磁場的變化狀態(tài)中自身產(chǎn)生的感應(yīng)電勢。

在論證公式①時(shí)，根據(jù)當(dāng)前的教材可知：在對ε的正負(fù)值進(jìn)行討論之前，應(yīng)統(tǒng)一回路的繞向，以其邊界的曲面矢量n為統(tǒng)一的右手螺旋定理。以下四種情況如圖1所示，統(tǒng)一規(guī)定繞向，以右手為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)φ>0并且φ增加時(shí)，d/dt>0，因此ε

雖然按照這樣的方式判斷電勢是準(zhǔn)確的，但還不夠簡潔，因此就建議采用如圖2的方法進(jìn)行分析，具體如下：規(guī)定n的方向和φ的方向一致，得到φ>0，d/dt的正負(fù)也就很好判定，簡化了分析判斷的過程，并且不易出錯(cuò)。

四、結(jié)語

物理是一門重視實(shí)踐的課程，因此通過實(shí)踐運(yùn)用的方式學(xué)習(xí)物理學(xué)中電磁感應(yīng)定律也是非常有效的。通過物理學(xué)史，學(xué)生們首先認(rèn)識電磁感應(yīng)定律的基本含義和原理，再通過改變課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方式簡化判斷，在充分運(yùn)用電磁感應(yīng)定律的同時(shí)，也簡化了分析研究的步驟。

參考文獻(xiàn)：

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篇4

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；電磁輻射；小鼠；血液生化指標(biāo)；肝功能

中圖分類號：R-33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2012）21-4827-03

Effects of Electromagnetic Radiation from High-voltage Transmission Lines on Haematological and Liver Function of Mice

ZHAO Hui-jun1，XU Xiao-hong2

（1. Power Supply Company of Xiaonan District in Xiaogan City， Xiaogan 432000， Hubei， China；

2. Hanchuan People’s Hospital， Hanchuan 432300， Hubei， China）

Abstract： The haematological and serum parameters， liver pathological changes induced by electromagnetic radiation from high-voltage transmission lines were on-spot studied in the electromagnetic field of high-voltage transmission. The results showed that after 12 hours electromagnetic radiation， the total white blood cell （WBC） number， the hemoglobin content and haematocrit in mice blood at high voltage station were apparently higher than the control group， but the red blood cell （RBC） number were apparently lower. The activity of alamine aminotransferase， aspartate aminotransferase and γ-glutamyl transferase （GGT） was increased after electromagnetic radiation. The activity of superoxide dismutase（SOD） in liver was reduced， and the content of malondialdehyde（MDA） was also trend to decrease. There was light degeneration in the liver tissue. A certain changes were also observed in such indices of the mice under the electromagnetic from transmission line.

Key words： high-voltage transmission line； electromagnetic radiation； blood parameters； liver function

自1979年有報(bào)道稱小兒白血病與居住地靠近某些高壓輸電線路之間存在聯(lián)系以來，高壓輸電線路電磁輻射是否對人體健康存在潛在危害一直是許多國家研究者和公眾長期關(guān)注的對象。有研究表明電磁輻射不但影響碳水化合物的代謝及血液中葡萄糖的酵解，而且總蛋白的含量及其成分也有所改變[1-4]，且電磁輻射一個(gè)顯著的作用就是能夠改變?nèi)撕蛣?dòng)物細(xì)胞膜的通透性，改變離子和生物大分子的分布[5-7]。電磁輻射生物學(xué)效應(yīng)的研究備受關(guān)注[8-11]，但對于血液和肝臟功能影響的相關(guān)研究報(bào)道甚少，為此本試驗(yàn)研究了高壓輸電線電磁輻射對小鼠血液及肝臟功能的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)場地

在湖北孝感及安陸的高壓變電站和空曠的高壓輸電區(qū)，用精密儀器測量在高壓電線距離地面1.6～2.3 m的場強(qiáng)分布大約是 3 500～ 4 000 V/m，高壓變電站內(nèi)場強(qiáng)分布大約是 6 000～ 8 000 V/m。本試驗(yàn)利用該電磁場實(shí)地研究了電磁輻射對小鼠血液及肝功能的影響。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及分組

從湖北實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心購買健康雄性二級昆明小鼠72只，鼠齡（65±10） d，體重（27.42±2.42） g，72只小鼠分為對照組（24只）和輻射組（48只）。對照組小鼠不作任何輻射處理，輻射組小鼠分為高壓電線組（24只，場強(qiáng)分布 3 500～ 4 000 V/m）和高壓變電站組（24只，場強(qiáng)分布 6 000～ 8 000 V/m）。自由，輻射組分別在相應(yīng)場地場強(qiáng)下進(jìn)行全身輻射12個(gè)月。每組小鼠均自由飲水，不限量供應(yīng)飼料，盡量保證室內(nèi)空氣清新，并每隔2d更換籠中鋸木屑墊料，定期用消毒靈對飼養(yǎng)籠及環(huán)境進(jìn)行消毒。

1.3 血液生化指標(biāo)的測定

所有動(dòng)物在飼養(yǎng)12個(gè)月后，分別對各組小鼠用剪刀剪掉其尾部1 mm，以帶有10 μL刻度的毛細(xì)玻璃管取尾血，立即吹入10 mL血液稀釋液中，混勻并防止血液凝固。用各指標(biāo)試劑盒和全自動(dòng)生化儀分別測量血液生物學(xué)指標(biāo)和肝功能的相關(guān)指標(biāo)，如白細(xì)胞（WBC）、紅細(xì)胞（RBC）、血紅蛋白（Hgb）、紅細(xì)胞壓積（Hct）、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶（GGT）等。

1.4 肝組織丙二醛（MDA）、髓過氧化物酶（MPO）和超氧化物歧化酶（SOD）測定

飼養(yǎng)12個(gè)月試驗(yàn)結(jié)束時(shí)用頸椎脫臼法快速處死各組小鼠，取肝，采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的分析試劑盒對新鮮肝組織中丙二醛 （Malondialdehyde，MDA）、髓過氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）、超氧化物歧化酶 （Superoxide dismutase，SOD） 進(jìn)行分析。

1.5 肝組織病理變化

于飼養(yǎng)12個(gè)月試驗(yàn)結(jié)束時(shí)用頸椎脫臼法快速處死各組小鼠，取肝，新鮮肝組織立即浸入10%中爾馬林，經(jīng)常規(guī)石蠟包埋、切片、HE染色，OLYMPUS顯微鏡下觀察肝組織病理變化，攝像。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 電磁輻射對小鼠血液生化指標(biāo)的影響

電磁輻射對小鼠血液生化指標(biāo)的影響見表1、表2。由表1可見，與對照組（CON）相比，高壓變電站內(nèi)電場組（EFOTS）小鼠血液參數(shù)白細(xì)胞、血紅蛋白和紅細(xì)胞壓積含量增加明顯，紅細(xì)胞含量下降較明顯；而高壓電線電場組（EFOEW）小鼠白細(xì)胞、血紅蛋白和紅細(xì)胞壓積含量略有上升，紅細(xì)胞含量略有下降。由表2可見，與對照組相比，高壓變電站內(nèi)電場組小鼠血清生化指標(biāo)中ALT、AST、GGT活力增加明顯，而高壓電線電場組小鼠血清生化指標(biāo)中ALT、AST、GGT活力有較大增加，但不如高壓變電站內(nèi)電場組明顯。高壓變電站內(nèi)電場組、高壓電線電場組小鼠血清的ALT分別為（47.80±0.45）、（39.17±0.45）U/L，高于對照組的（34.60±0.65）U/L。高壓變電站內(nèi)電場組、高壓電線電場組小鼠血清的AST分別為（182±22）、（149±12）U/L，高于對照組的（121±15）U/L。因?yàn)锳LT和AST通常用于評價(jià)肝功能，所以二者的變化反映出經(jīng)過長時(shí)間的電磁輻射后，小鼠的肝功能受到了一定的影響。此外，總白細(xì)胞數(shù)和紅細(xì)胞數(shù)在試驗(yàn)組和對照組間存在差異，表明血液中的細(xì)胞組成也受到了電磁輻射的影響。

2.2 電磁輻射對小鼠肝組織MDA、MPO、SOD的影響

SOD、MDA和MPO是表征肝功能的常見指標(biāo)，高壓輸電線路對小鼠SOD、MDA和MPO的影響見表3。由表3可見，與對照組相比，高壓變電站內(nèi)電場組和高壓電線電場組小鼠SOD活力有所降低，MPO與MDA含量均有明顯增加。表明電磁輻射可降低肝臟的抗氧化能力。

2.3 肝臟組織切片病理學(xué)觀察結(jié)果

飼養(yǎng)12個(gè)月后，肉眼觀察對照組小鼠肝未見異常，高壓變電站內(nèi)電場組、高壓電線電場組小鼠肝臟切面呈灰白色或灰紅色。肝臟組織切片病理學(xué)觀察結(jié)果見圖1，由圖1可見，對照組（圖1A）肝組織小葉結(jié)構(gòu)完整，肝細(xì)胞板圍繞中央靜脈呈放射狀排列，肝細(xì)胞輪廓清晰，胞質(zhì)粉染，核圓形、居中，多為單核，可見雙核。輻射后高壓變電站內(nèi)電場組（圖1B）較之對照組和高壓電線電場組（圖1C）肝細(xì)胞胞質(zhì)更疏松，著色淺淡、甚至透亮，核居中，肝細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見大小不等的空泡，核偏位。病變趨勢由中央靜脈向匯管區(qū)方向漸輕，嚴(yán)重者累及全小葉，偶見肝細(xì)胞點(diǎn)狀或小灶狀嗜酸性壞死。高壓電線電場組肝臟胞質(zhì)變疏松，肝細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見大小不等的空泡，病變趨勢由中央靜脈向匯管區(qū)方向漸輕，偶見肝細(xì)胞點(diǎn)狀壞死。

3 結(jié)論

在220 kV變電站及輸電線路實(shí)地研究長期的電磁輻射對小鼠血液及肝功能的影響，結(jié)果輻射后小鼠肝臟SOD、MDA和MPO變化及病理組織切片表明輻射對小鼠肝臟細(xì)胞造成傷害，較強(qiáng)的電磁輻射對小鼠血液、肝功能及肝臟組織有一定程度的不利影響，輻射越強(qiáng)影響越大。

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收稿日期：2012-02-08

基金項(xiàng)目：中國博士后基金項(xiàng)目（20090460950）

篇5

關(guān)鍵詞：雙回輸電線路 同桿架設(shè) 電磁感應(yīng)

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0098-01

架空輸電線路向同桿雙回、多回路并架發(fā)展已成為一種必然趨勢，且由于負(fù)荷密度高、輸送容量大，因此也具有采用大截面導(dǎo)線的特點(diǎn)。該文以佛山某電廠至變電站的220千伏同桿架設(shè)雙回輸電線路為例，分析其中的電磁感應(yīng)問題，為此類同桿架設(shè)雙回輸電線路的安全作業(yè)提供依據(jù)。

1 線路的基本情況

線路全長31km，兩回線路導(dǎo)線均采用LGJ-630/45。根據(jù)發(fā)電廠裝機(jī)容量及接入系統(tǒng)情況，單回導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)輸送容量為376 MW，極限輸送容量為1128 MW。對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)輸送電流為1161A，極限輸送電流為3483A。兩回線路導(dǎo)線均采用垂直布線，左側(cè)線路甲從上到下分別為A1、B1、C1，右側(cè)線路乙從上到下分別為C2、B2、A2，主要桿塔及其布線方式如圖1。

2 感應(yīng)電壓的產(chǎn)生

當(dāng)線路甲運(yùn)行，線路乙停電檢修時(shí)，將會在線路乙上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓分靜電感應(yīng)電壓和電磁感應(yīng)電壓，靜電感應(yīng)電壓是由于兩線路間存在的電容耦合效應(yīng)而產(chǎn)生，電磁感應(yīng)電壓是由于運(yùn)行線路流過的交流電流產(chǎn)生的交變磁場，在停電線路上感應(yīng)出來的縱電動(dòng)勢。靜電感應(yīng)電壓的大小與附近運(yùn)行線路的電壓等級有關(guān)，運(yùn)行線路電壓越高，靜電感應(yīng)電壓值越大。電磁感應(yīng)電壓與鄰近運(yùn)行線路流過的電流大小有關(guān)，運(yùn)行線路流過的電流越大、同桿架設(shè)的線路越長，則電磁感應(yīng)電壓越高。

根據(jù)有關(guān)研究數(shù)據(jù)，對于220kV同桿架設(shè)的線路，在停電線路不接地的情況下，靜電感應(yīng)電壓將達(dá)到千伏級，在停電線路接地的情況下，感應(yīng)電壓則以電磁感應(yīng)電壓起主要作用。由于在通常的停電檢修作業(yè)中，停電線路不可能不接地，因此，該文著重對電磁感應(yīng)電壓進(jìn)行探討。

3 電磁感應(yīng)電壓的計(jì)算

當(dāng)線路甲運(yùn)行，線路乙停電檢修時(shí)，在A2相上的電磁感應(yīng)電壓計(jì)算公式如下：

U A2=I?（XA2C1-1/2?XA2A1-1/2?XA2B1）

XA2C1=0.628?10-4[Ln（2L/D）-1]

式中 U A2是A2相導(dǎo)線的電磁感應(yīng)電壓（V/m）；

I是線路甲中的三相工作電流或三相短路電流（A）；

XA2C1是線路乙中A2相對線路甲中C1相單位長度的平均互感抗（Ω/m），XA2A1、XA2B1的意義以此類推；

L是線路長度（m）；

D是線路甲C1相與線路乙A2相之間的平均間距。

根據(jù)以上條件，可以分別算出在經(jīng)濟(jì)輸送電流和極限輸送電流兩種情況下，停電線路各相的電磁感應(yīng)電壓值如表1。

按照以上的計(jì)算結(jié)果，當(dāng)某作業(yè)點(diǎn)距離接地點(diǎn)在500m左右時(shí)，就有可能存在超過安全電壓的感應(yīng)電壓了。對于220kV線路，一些有跨越的檔距，超過500米是較為普遍的。在這些跨越檔的桿塔上作業(yè)，若僅有前、后檔桿塔的接地點(diǎn)，仍然是不足的，需要在作業(yè)現(xiàn)場設(shè)一接地點(diǎn)，才能對作業(yè)人員的安全有更好的保障。

4 結(jié)論

對于輸送容量大且較長的雙回或多回同桿并架輸電線路，當(dāng)其中一會停電檢修時(shí)，若僅在線路兩端的變電站側(cè)接地，則線路中可能會存在危及作業(yè)人員安全的感應(yīng)電壓。因此，在作業(yè)現(xiàn)場或附近增設(shè)接地點(diǎn)是十分必要的。

參考文獻(xiàn)