电磁的磁效应范文

前言：我们精心挑选了数篇优质电磁的磁效应文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：直流输电；直流地电场；电化效应；热力效应；电磁效应

中图书分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）32-0098-04

目前，世界上许多国家都在研究并应用直流联网模式。如，印度采用直流联网将国家电网分割成四个同步电网；美国中东部电网与西部电网、南部电网和加拿大电网采用直流隔开、限制同步电网规模的联网方式；我国的全国联网与西电东送是紧密结合的，大力发展特高压直流输电是实现全国资源优化配置的必由之路。

在特高压送端及受端地区，直流输电建成初期的单极运行方式也带来了一系列问题。巨大的直流电流注入大地后，在方圆近百公里的范围内形成直流地电场，引发电化效应、热力效应、电磁效应三种负面影响。管网、土壤及设备都有可能遭受一定的破坏，严重时还有可能危及到交直流混联系统的安全稳定运行。国内外专家学者对这三种效应做了大量研究工作，在研究时利用了诸多方法，如镜像法、递推法、有限元法、边界元法；提出了诸多模型，如地下管道传输线模型、变压器直流偏磁电路—磁路模型、动态磁滞损耗模型等；开展了诸多实验，如励磁电流实验、耐直能力实验等；提出了诸多措施，如阴极保护、电容隔直等。

本文针对直流接地系统的电热磁效应，首先介绍了求解直流地电场的泛定方程及边界条件，列出了计算土层直流电位分布的各种函数形式；其次，概述了三种效应的危害及其研究进展，包括计算方法、模型及实验；最后，提出了目前存在的问题及相关建议。

1 直流地电流场

直流地电场的研究主要集中在直流注入电流引起的地电位分布及地电流分布。地电位分布会引起跨步电压，而地电流分布不仅会引起地下管网发生电化腐蚀，还有可能窜入地上电磁设备引起偏磁效应。

2 电化效应

电化学效应的研究主要集中在高压直流输电入地电流对接地极一定范围内地下设施的电腐蚀影响。为了充分发挥直流输电的优势，避免其不利影响，需要分析直流电流地下散流对埋地管网等设施的电化腐蚀特性，提出防护措施。

3 热力效应

直流接地极的热稳定性直接影响到变电站的安全运行，近些年来由于地下腐蚀，导体截面不够，接地引下线烧断等因素引起的重大设备事故屡有发生。目前对直流输电系统接地极的热力效应的研究主要是分析接地极周围的热场分布，从而对接地极的设计提出相关的建议。

文献[23]主要阐述了接地极热力效应产生的原理。由于土壤并非是良导体，在电流的作用下，土壤温度将升高。当温度升高到一定程度，土壤中的水分将可能被蒸发掉，土壤导电性能将会变差，电极出现热不稳定，严重时可使土壤烧结，电极丧失运行功能。所以，为保证电极在运行中拥有良好的热稳定性能，土壤要有良好的电热、导电性能，具有较高的湿度和较大的热容系数。

此计算方法适用于水平双层土壤结构的发热分布计算；在接地极10m范围内的土壤中，其温度变化率较大，且最高温度出现在接地体的下表面附近；其正确性尚待模拟实验的验证。

文献[29]基于有限差分法原理，针对云广和贵广Ⅱ回直流输电系统共用接地极的3个备选极址的不同土壤参数，对共用接地极设计方案的温升曲线进行时域分析，建立了一套可对直流接地极周围温度场参数进行时域分析的数值算法。推导了三种类型的土壤内部空间节点的计算公式，该方法避免了现有接地极温升计算公式将接地极体视为等温体的缺点，提高了运算的准确性。

从以上的归纳和分析可以看出，利用有限差分法对单接地极的温度场进行分析计算的相关研究较多，而针对共用接地极的研究只是少数。随着直流输电工程的兴建，在一些地区将会出现多个接地极共存的现象。此时地下温度场分布更加复杂，需要考虑相互之间的耦合关系。

5 结 论

高压直流单极运行会在大地层形成电场分布，目前的主流计算方法是复镜象法和边界元法，前者地质剖分简单，但计算精度较差；后者地质剖分复杂，但计算时间过长，建议在距离接地极较近处及重点区域采用边界元法，较远处采用复镜像法。直流地电场分布还会引发三种负面效应：电化效应、热力效应及电磁效应。建议对地下管网采用阴极保护和加涂绝缘层的方法，保护大面积管道及绝缘层破坏处。建议在直流系统前期带电试验时通过降低功率的运行方式了解直流地电流分配特点，在直流量入侵较严重的站厂采取电容隔直的方法。

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第2篇

关键词：特高压输电线；雷达；电磁波；衰减；缩尺比

中图分类号：TN973 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2008)1514603

Test Study on the Attenuation Effects of Electromagnetic Wave Caused by

UHV Overhead Transmission Lines and towers

CHEN Jingping,LIU Jianping,TIAN Junsheng

(Radar Institute,Air Force Equipment Academy,Beijing,100085,China)

Abstract：The"Electromagnetic Scale-reduced"method is used to analyze the attenuation effects of the electromagnetic wave which is caused by the 1 000 kV UHV overhead transmission lines and towers.The test is carried out in an open area in order to improve the veracity of the data.The results show that the most attenuation values of the received signal are above 3 dB and after the distance between the lines with the towers and the transmission antenna has gone to a definite level,the value would trend to change little.The results are valuable when it comes to define the defence distance of radar to the UHV overhead transmission lines and towers.

Keywords：UHV transmission lines;radar;electromagnetic wave;attenuation;scale-reduced

布置在雷达周围的高压架空送电线塔等地面设施会对雷达的探测性能产生影响。在一定距离条件下，塔线等障碍物对雷达天线发射的直射波和反射波都有可能产生遮蔽损耗。即使在有效反射面(菲涅尔区)最远点外某一距离上，也有可能使地面反射波受到遮蔽，使雷达低仰角的探测性能受到较大影响或对空间某点地面反射波和直射波的向量和产生影响，这就要求高压架空送电线在架设时要考虑雷达与它的防护间距问题。为了评估1 000 kV级特高压架空送电线塔线等地面设施对雷达的遮蔽影响，需要进行其对雷达电磁波能量的衰减效应试验。理想的情况下，试验应在实际线路上进行，在输电线的两侧分别进行信号的发射和接收，测得塔线存在和不存在两种情况下的接收信号变化情况，从而确定塔线对电磁波的遮蔽损耗。但考虑到雷达天线一般架设较低而输电线塔高度较高、尺寸较大，这就要求对应的接收天线架设很高，实际中难以操作和实施，因此，决定采用“电磁缩尺比”法来进行试验。

1 “缩尺比法”原理

目标对电磁波的作用如反射、绕射、透射、衍射等综合电磁效应主要取决于目标的几何尺寸和波长的比例关系，例如：当波长与目标的尺寸可以相比时就会发生绕射、衍射等现象。因此，对于不同的目标尺寸和波长的组合，比例关系相同时表现出来的特性是相同的。如设目标和模型的尺寸、波长分别为(d1,λ1)和(d2,λ2)，满足t=d1/λ1=d2/λ2。这时，尺寸为d1的目标在波长为λ1时的电磁效应与尺寸为d2在波长为λ2时的电磁效应相同。因此，当目标实物的尺寸过大、无法或难以进行测试时，可依据此原理建立同比例缩小的 “缩尺比”模型来替代目标实物进行试验，得到的结果将是一致的。

“缩尺比”法的理论基础是麦克斯韦方程，见式(1)。×+μ氮t=0

×－ε氮t－σ=0(1)式中，E和H分别表示实物空间的电场强度和磁场强度；μ和ε为周围媒质的磁导率和介电常数；σ表示实物的电导率；引入空间坐标和时间变量x,y,z,t，所有变量均采用标准单位制。将上述变量加下标1表示模型变量，则同理有：1×1+μ1氮1t1=0

1×1－ε1氮1t1－σ1=0(2) 由麦克斯韦方程的线性及式(3)关系，式(1)可变为式(4)。=e1,=h1,μ=μ1,ε=ε1,

σ=σkσ1,(x,y,z)=k(x1,y1,z1),t=tkt1(3)

×1+khtkeμ氮1t1=0

×1－ketkhε氮1t1－σkkehσ11=0(4) 令：khtke=ketkh=σkkeh=1(5)则式(4)可进一步变为：×1+μ氮1t1=0

×1－ε氮1t1－σ11=0(6) 可以看出式(6)和式(1)具有相同的表示形式，说明模型和实物对各自场的效应相同。对于远场，其波阻抗是不变的,即:/=1/1。故e=h，代入式(5)中可得到：tk=1/k, σk=k(7) 式(7)说明要使模型与实物在各自场中的表现效应相同，则当目标尺寸缩小k倍时，其所处环境的电磁波的频率要提高k倍，对应的电导率也要提高k倍。实际中，频率提高k倍易于实现而电导率提高k倍难于实现，但当目标为良导体时，电导率不按k倍增长是完全可以的。

2 模型建立

试验原型为平均高度100 m的“鼓型”塔，输电线路采用8分裂双回路形式，导线分裂间距为400 mm，导线型号为8×LGJ-500/35型钢芯铝绞线，半径为16 mm。相邻铁塔间档距为500 m，地线采用钢芯铝绞线，其接地电阻不大于15 Ω。

采用30∶1的缩尺比建立缩比模型。按前面所述原理，模型所处场的频率要提高30倍，试验频段选为100~400 MHz，则模型所处场的频率即信号源的频率应大于12 GHz；模型塔高约为3.3 m，档距约为17 m，仍为8分裂传输线；选用良导体铜制漆包线作为模型材料，导线分裂间距约为13 mm，半径约0.5 mm。输电线两端通过200 Ω的电阻接地以模拟无限长输电线路，架空地线采用半径为0.5 mm的铜制漆包线并在铁塔模型两端按实际情况接地。

选择4塔3档距模型进行试验。

3 试验仪器和场地布置

按照缩尺比，收发天线均采用1~18 GHz的双脊喇叭天线，平均增益为11.3 dB，阻抗为50 Ω，最大功率300 W，峰值功率500 W。

信号源采用E8257D型正弦波发生器，最大输出功率为10 dBm，最高工作频率可达40 GHz。

采用E4408B型频谱分析仪作为接收机，其工作频段为9 kHz~26.5 GHz。

试验布置图见图1。

图1 试验布置图图1中参数如下：h1为发射天线架设高度；D1为发射天线和模型间距；D2为接收天线和模型间距；H为模型塔高；h2为接收天线架高，以上参数单位均为m。α为发射天线和塔最高点之间连线与水平线间的夹角；β为收发天线连线与水平线之间的夹角；二者单位均为度。

在考虑信号源功率和接收距离的前提下设置收发天线之间距离即D1+D2为100 m，测试频点选择3 GHz,7 GHz和12 GHz。

试验时，收发天线分别置于模型的两边，信号源与发射天线连接，频谱仪与接收天线连接，考察不同情况下接收信号的变化情况。

4 试验内容和步骤

试验选择在背景噪声低的郊区开阔场地进行,以提高测试数据的准确性。试验内容及步骤如下：

(1) 测试电磁波在自由空间中的传播特性

① 按间隔100 m固定好发射天线与接收天线，发射天线架高1.5 m(雷达天线平均架高为10 m左右，若按缩尺比计算，试验室应为30 cm，此时，在某些试验点上对应的接收天线要架设很高，条件难以满足；再者，天线离地面过近时，信号受地面影响越大，不利于试验的进行。因此，试验时根据情况选择将发射天线架设在1.5 m的高度上)；

② 发射信号频率分别设置为3 GHz,7 GHz和12 GHz时，记录接收天线分别架高2.1 m,2.5 m,3 m,6 m(确保收发天线连线穿过输电线中央，根据塔线模型与发射天线的距离进行调整)时频谱仪显示的功率读数；

(2) 测试有塔无线时对电磁波传播特性的影响

保持信号源的输出功率、频谱仪的参数设置和收发天线的位置均不变，将铁塔模型(不架线)分别架设在距发射天线70 m,50 m,30 m和10 m处，接收天线对应架设高度分别为2.1 m,2.5 m,3 m,6 m高度处，记录频谱仪显示的功率读数；

(3)测试有塔有线时对电磁波传播特性的影响

保持信号源的输出功率、频谱仪的参数设置和收发天线的位置均不变，在铁塔上将线也架设好，将模型分别设置在距发射天线70 m,50 m,30 m和10 m处，记录频谱仪显示的功率读数。

5 结果分析

对测试结果进行如下处理：

(1) 剔除异常数据；

(2) 将有塔无线和有塔有线情况下的值均与背景值作差，得到衰减量,结果见表1。

将雷达作为分析对象时，由于发射电磁波存在往返过程，因此需要将表中的衰减量乘以2。由此可得：在试验所设置的条件下，无论是有塔无线还是无塔无线，塔线对信号的衰减量在大部分情况下都超过了3 dB；塔线与发射天线之间的距离在超过一定程度时，衰减量的减小渐趋于平缓，这与仿真结果基本上是一致的。

6 结 语

依据GJB13618-92即《对空情报雷达站电磁环境防护要求》中的要求：在干扰不可避免的情况下，允许雷达存在5%的距离损失。由雷达距离方程Rmax=PtG2λ2σ(4π)3Smin知：在只允许发射功率改变，其他参量不变的前提下，这5%的距离损失可等效为允许雷达的发射功率降低0.9 dB，而试验结果表明特高压输电线、塔等对信号功率的衰减量大部分情况下在3 dB以上，远远超过了允许值。可见，在雷达天线周围存在高压架空输电线塔线等设施时，须将它们作为电磁遮蔽物对待。该试验结论在确定雷达对特高压架空输电线的防护间距时具有借鉴和参考价值。

表1 两种情况下对接收信号的衰减量

发射频率

/GHz塔线距发射

天线距离 /m有塔无线

/dB有塔有线

/dB3102.7－302.43.2500.71.6700.81.67103.44.130－3.6503.63.5702.23.712102.32.7301.61.6501.21.5701.4－

参 考 文 献

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［3］汤仕平，陈黎平，顶晓峰,等.舰船缩尺模型预测自动测试系统［J］.测控技术，2003,22(2):11-13,27.

第3篇

一、纸质词典与电子词典的优缺点

(一)纸质词典的优缺点。纸质词典的优点在于：一是解释全面。学习者通过查阅可以得到更加全面的信息。二是在查完某个单词后可以在纸质词典上记录自己的感悟，如可以针对对单词的掌握程度作不同的标记，或者可以针对某些单词作更加详细的备注，拼写相似的词：在china处注上chair；同义词：favorite和like，反义词：above和below，always和sometimes等等，可以达到在掌握一个词的基础上掌握多个词甚至是一类词。

缺点：一是体积大，携带不便。由于是纸质印刷，因而有一定的体积及重量，携带不方便。二是纸质词典在排列上是按字母的先后顺序排列，故在查阅时需逐页逐行查找，比较繁琐。

(二)电子词典的优缺点。优点主要表现在：一是体积小、重量轻，便于携带，便于查阅，可以随时随地使用。这也是广大学生喜欢使用电子词典的最直接、最重要的原因。二是功能多。随着电子技术的不断发展，现在的电子词典除了具备查阅词性、词义等一般的功能外，还融下载、自建词库、计算、娱乐等于一体，深受广大英语学习的喜爱。三是具有发音设备，可以复读。可对所选择的词汇进行反复多次的阅读，可以纠正学生的发音，从而使学习者加强记忆、深化理解。

缺点：一是由于电子词典的显示屏的局限性，只能分页显示，词条的所有属性不能一次显示完全，每次只能显示一部分，不利于学生全面理解与整体把握。二是对词条的解释不是很全面。电子词典在对词条的释义、词的用法、例句等方面不像纸质词典那样全面而丰富，不利于学生对英语的全面学习与掌握，也不利于今后的英语学习。三是所收录的词汇量少。目前的电子辞典的有效词汇量在6万至8万，有些电子词典只是多本词典的简单叠加，没有专业人员进行相应的整理，有大量词汇是重复的，所以多数英语学习者反映词汇量太少。

二、电子词典与纸质词典在英语学习中的效率比较

在具体的教学实践中，我选取两个基础差不多的班电子词典(实验班)与纸质词典(对比班)完成一些试题的时间来进行效率比较，详见下表。(试题主要包括：词条搭配、翻译、单词拼写、快速阅读。)

通过上表，我们可以看出实验班和对比班学生完成各类试题人均花费的时间。在词条搭配与翻译这类试题上，实验班人均所花费的时间高于对比班，而在单词拼写和快速阅读这两类试题上，实验班人均所花费的时间低于对比班。从中我们可以看出电子词典和纸质词典各有利弊。

另外我调查了所带班级使用电子词典与纸质词典的情况，发现：42％的学生常使用电子词典，56％的学生经常使用纸质词典，只有2％的学生两者交替使用。

上述两个调查表明：学生对电子词典和纸质词典的具体运用还没有一个全面而又理性的认识，还不能发挥主观能动性来正确而合理地选择各类词典，对两类词典的优势与不足认识不足，因此在平时的教学中，广大英语教师要注意渗透电子词典和纸质词典的选择与使用方法，对学生进行词典选择与使用的指导，以达到最优化的使用。

三、教师对英语电子词典和纸质词典选择与使用上的指导

(一)根据学习目的来进行词典的选择。在查阅词条的搭配、语法以及完成翻译、写作、口语训练这些以运用为目的的言语活动中适合使用纸质词典。而在快速阅读、听力训练及单词的拼读中就适合使用电子词典。