时间：2023-12-29 10:37:43
序论：在您撰写电磁感应辐射时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：高压输电线路；电磁辐射；小鼠；血液生化指标；肝功能
中图分类号：R-33 文献标识码：A 文章编号：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年有报道称小儿白血病与居住地靠近某些高压输电线路之间存在联系以来，高压输电线路电磁辐射是否对人体健康存在潜在危害一直是许多国家研究者和公众长期关注的对象。有研究表明电磁辐射不但影响碳水化合物的代谢及血液中葡萄糖的酵解，而且总蛋白的含量及其成分也有所改变[1-4]，且电磁辐射一个显著的作用就是能够改变人和动物细胞膜的通透性，改变离子和生物大分子的分布[5-7]。电磁辐射生物学效应的研究备受关注[8-11]，但对于血液和肝脏功能影响的相关研究报道甚少，为此本试验研究了高压输电线电磁辐射对小鼠血液及肝脏功能的影响。
1 材料与方法
1.1 试验场地
在湖北孝感及安陆的高压变电站和空旷的高压输电区，用精密仪器测量在高压电线距离地面1.6～2.3 m的场强分布大约是 3 500～ 4 000 V/m，高压变电站内场强分布大约是 6 000～ 8 000 V/m。本试验利用该电磁场实地研究了电磁辐射对小鼠血液及肝功能的影响。
1.2 试验动物及分组
从湖北实验动物中心购买健康雄性二级昆明小鼠72只，鼠龄（65±10） d，体重（27.42±2.42） g，72只小鼠分为对照组（24只）和辐射组（48只）。对照组小鼠不作任何辐射处理，辐射组小鼠分为高压电线组（24只，场强分布 3 500～ 4 000 V/m）和高压变电站组（24只，场强分布 6 000～ 8 000 V/m）。自由，辐射组分别在相应场地场强下进行全身辐射12个月。每组小鼠均自由饮水，不限量供应饲料，尽量保证室内空气清新，并每隔2d更换笼中锯木屑垫料，定期用消毒灵对饲养笼及环境进行消毒。
1.3 血液生化指标的测定
所有动物在饲养12个月后，分别对各组小鼠用剪刀剪掉其尾部1 mm，以带有10 μL刻度的毛细玻璃管取尾血，立即吹入10 mL血液稀释液中，混匀并防止血液凝固。用各指标试剂盒和全自动生化仪分别测量血液生物学指标和肝功能的相关指标，如白细胞（WBC）、红细胞（RBC）、血红蛋白（Hgb）、红细胞压积（Hct）、丙氨酸转氨酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）、γ-谷氨酰转移酶（GGT）等。
1.4 肝组织丙二醛（MDA）、髓过氧化物酶（MPO）和超氧化物歧化酶（SOD）测定
饲养12个月试验结束时用颈椎脱臼法快速处死各组小鼠，取肝，采用南京建成生物工程研究所生产的分析试剂盒对新鲜肝组织中丙二醛 （Malondialdehyde，MDA）、髓过氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）、超氧化物歧化酶 （Superoxide dismutase，SOD） 进行分析。
1.5 肝组织病理变化
于饲养12个月试验结束时用颈椎脱臼法快速处死各组小鼠，取肝，新鲜肝组织立即浸入10%中尔马林，经常规石蜡包埋、切片、HE染色，OLYMPUS显微镜下观察肝组织病理变化，摄像。
1.6 统计学处理
数据采用SPSS 17.0统计软件处理。
2 结果与分析
2.1 电磁辐射对小鼠血液生化指标的影响
电磁辐射对小鼠血液生化指标的影响见表1、表2。由表1可见，与对照组（CON）相比，高压变电站内电场组（EFOTS）小鼠血液参数白细胞、血红蛋白和红细胞压积含量增加明显，红细胞含量下降较明显；而高压电线电场组（EFOEW）小鼠白细胞、血红蛋白和红细胞压积含量略有上升，红细胞含量略有下降。由表2可见，与对照组相比，高压变电站内电场组小鼠血清生化指标中ALT、AST、GGT活力增加明显，而高压电线电场组小鼠血清生化指标中ALT、AST、GGT活力有较大增加，但不如高压变电站内电场组明显。高压变电站内电场组、高压电线电场组小鼠血清的ALT分别为（47.80±0.45）、（39.17±0.45）U/L，高于对照组的（34.60±0.65）U/L。高压变电站内电场组、高压电线电场组小鼠血清的AST分别为（182±22）、（149±12）U/L，高于对照组的（121±15）U/L。因为ALT和AST通常用于评价肝功能，所以二者的变化反映出经过长时间的电磁辐射后，小鼠的肝功能受到了一定的影响。此外，总白细胞数和红细胞数在试验组和对照组间存在差异，表明血液中的细胞组成也受到了电磁辐射的影响。
2.2 电磁辐射对小鼠肝组织MDA、MPO、SOD的影响
SOD、MDA和MPO是表征肝功能的常见指标，高压输电线路对小鼠SOD、MDA和MPO的影响见表3。由表3可见，与对照组相比，高压变电站内电场组和高压电线电场组小鼠SOD活力有所降低，MPO与MDA含量均有明显增加。表明电磁辐射可降低肝脏的抗氧化能力。
2.3 肝脏组织切片病理学观察结果
饲养12个月后，肉眼观察对照组小鼠肝未见异常，高压变电站内电场组、高压电线电场组小鼠肝脏切面呈灰白色或灰红色。肝脏组织切片病理学观察结果见图1，由图1可见，对照组（图1A）肝组织小叶结构完整，肝细胞板围绕中央静脉呈放射状排列，肝细胞轮廓清晰，胞质粉染，核圆形、居中，多为单核，可见双核。辐射后高压变电站内电场组（图1B）较之对照组和高压电线电场组（图1C）肝细胞胞质更疏松，着色浅淡、甚至透亮，核居中，肝细胞胞质内可见大小不等的空泡，核偏位。病变趋势由中央静脉向汇管区方向渐轻，严重者累及全小叶，偶见肝细胞点状或小灶状嗜酸性坏死。高压电线电场组肝脏胞质变疏松，肝细胞胞质内可见大小不等的空泡，病变趋势由中央静脉向汇管区方向渐轻，偶见肝细胞点状坏死。
3 结论
在220 kV变电站及输电线路实地研究长期的电磁辐射对小鼠血液及肝功能的影响，结果辐射后小鼠肝脏SOD、MDA和MPO变化及病理组织切片表明辐射对小鼠肝脏细胞造成伤害，较强的电磁辐射对小鼠血液、肝功能及肝脏组织有一定程度的不利影响，辐射越强影响越大。
参考文献：
[1] KULA B， WARDAS M. Effect of electric fields on the living organism. III. Activity of fructose-1，6-diphosphate aldolase and malate dehydrogenase in whole liver homogenate and in subcellular liver fractions in guinea pigs[J]. Medycyna Pracy，1990，41（1）：3-9.
[2] KULA B， WARDAS M. Effects of power freqency electrical field upon some low-molecular constituents in the guinea pig blood[J]. Revue Roumaine de Biochimie，1992，29：193-197.
[3] KULA B， GRZESIK J， WARDAS M， et al. Effect of magnetic field on the activity of hyaluronidase and β-D-glukuronidase and the level hyaluronic acid and chondroitin sulfates in rat liver[J]. ANNALS Academy of Medicine Singapore，1991，24：77-81.
[4] KULA B， DR？魷ZDZ M. A study of magnetic field effects on fibroblasts cultures part 1.The evaluation of effects of static and extremely low frequency（ELF） magnetic fields on vital functions of fibroblasts[J]. Bioelectrochemistry and Bioenergetics，1996，39：21-26.
[5] KULA B， DR？魷ZDZ M. A study of magnetic field effects on fibroblast cultures part 2. The evaluation of the effects of static and extremely low frequency （ELF） magnetic fields on free-radical processes in fibroblast cultures[J]. Bioelectrochemistry and Bioenergetics，1996，39：27-30.
[6] KULA B. A study of magnetic field effects on fibroblast cultures part 3. The evaluation of the effects of static and extremely low frequency （ELF） magnetic fields on glycosaminoglycan metabolism in fibroblasts， cell coats and culture medium[J]. Bioelectrochemistry and Bioenergetics，1996，39：31-37.
[7] BERG H. Electrostimulation of cell metabolism by low frequency electric and electromagnetic fields[J]. Bioelectrochemistry and Bioenergetics，1993，31：1-25.
[8] TYNES T， KLAEBOE L， HALDORSEN T. Residential and occupational exposure to 50 Hz magnetic fields and malignant melanoma： a population based study[J]. Occupational and Environmental Medicine ，2003，60（5）：343-347.
[9] ELBETIEHA A， AL-AKHRAS M A， DARMANI H. Long-term exposure of male and female mice to 50 Hz magnetic field： effects on fertility[J]. Bioelectromagnetics，2002，23（2）：168-172.
[10] HEIKKINEN P， KOSMA V M， HUUSKONEN H， et al. Effects of 50 Hz magnetic fields on cancer induced by ionizing radiation in mice[J]. International Journal of Radiation Biology，2001，77（4）：483-495.
[11] NAKAZAWA Y， CHISUWA H， MITA A， et al. Life-threatening veno-occlusive disease after living-related liver transplantation[J]. Transplantation，2003，75（5）：727-730.
收稿日期：2012-02-08
基金项目：中国博士后基金项目（20090460950）
历史悠久的无线充电技术
无线充电技并不是什么新兴技术，最早可追溯到一百多年前特斯拉(Nikola Tesla，1856―1943)的沃登克里佛广播塔实验，其本质就是借助电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。随着技术的日益成熟，无线充电可分为电磁感应式、电磁谐振式和电磁辐射式三种。电磁感应可用于低功率、近距离传输；电磁谐振适用于中等功率、中等距离传输；电磁辐射则可用于大功率、远距离传输。对于普通消费者来说，最常见到的是电磁感应和电磁谐振两种技术。
当前消费者在市场上见到的无线充电设备大多采用电磁感应技术，成本相对低廉，通常售价在150元左右。不过这类无线充电器不但充电效率较低，而且需要较长时间才能为手机充满电，受手机外壳材质、阻碍物等因素影响也较大，消费者体验感受较差。
超极本杀手锏
相比传统基于电磁感应技术的无线充电，Intel在IDF2012推出的无线充电技术采用电磁谐振，用超极本作为充电源，配合充电软件和发射端,能方便地为智能手机充电。这一方案不仅系统功耗较低，而且对智能手机的摆放位置几乎没有要求（传统电磁感应技术需要接收器（Rx）在发送器（Tx）上面）。
从Intel无线充电技术硬件架构图中可以看出，发送端和接收端均采用了高度集成设计，如此可有效降低产品生产成本。此外，Intel还表示将为无线充电设计专门的软件，用于检测充电设备、智能控制充电、设备位置校验等。让人兴奋的是，该软件还可以控制发射端的电磁波发射范围和方向，从而既保证了无线充电效率，又可防止别人盗电。
Intel无线充电技术采用的谐振技术，具备可与电磁感应相匹配的效率，一般是指线圈到线圈的效率，而实际效率则包括右图中的整个流程。通过实验发现，无线充电的效率随着线圈之间（发送端与接收端）的距离增加而迅速下降，相比电磁感应技术，谐振技术能提供更平稳的变化，也就是说对位置的敏感度低一些。
Abstract： With the rapid development of economy and technology，electronic equipment is more and more widely used in people's daily life. Charging problems of portable electronic products are in urgent need to be resolved. The paper combines mobile electronic devices with wireless charging system， and provides electricity for mobile devices， using the electromagnetic induction principle， so as to identify charging terminal intelligently and match wireless charging current automatically.
关键词： 无线充电；电磁感应；智能识别
Key words： wireless charging；Electromagnetic induction；intelligent identification
中图分类号：TN01 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）32-0034-02
0 引言
电子产业快速发展，各种各样的电子产品出现在市场上，随之而来的是越来越多的充电器。不用品牌的充电器不具备通用性，使得使用者携带及充电有很大的不便。无线充电技术可以较好地解决这个问题。
Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织，它推出的无线充电标准具备便捷性和通用性。如果无线充电器满足此规范，那么所有满足此规范的手机产品都可以在这个充电器上充电。
1 无线充电技术的原理
目前无线电能传输技术主要包括三种：电磁感应方式、电波辐射方式和磁场共振方式。其中电磁感应方式[1]是以法拉第的电磁感应耦合定律为基础的，因磁通量变化产生感应电动势，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，区别在于实现的是非接触式的能量传输方式，此种方式对线圈的位置及线圈的工艺较敏感；电波辐射方式通过天线的发射和接收过程中的电磁波传输电能；磁场共振方式是以共振原理为基础，通过两个振幅相同的物体之间完成能量的传输。
比较三种无线电能传输技术，电磁感应方式支持的功率较大，但允许的距离较短；电波辐射方式适合较长距离的传输，但是允许的功率较小；电磁共振方式支持的功率和距离介于两者之间，但实现较难。综合考虑，电磁感应方式最适合于目前便携式设备的无线充电。
2 无线充电系统的电路
在无线充电过程中，整个流程主要分为两个部分：充电器端和接收端。
充电器端流程主要实现的是手机的检测、温度的检测以及功率的发射等。当有金属物接触到电器端时，充电器会检测所放置的金属物是否为需充电物体，如果是，充电器会收到特定信号，并开始对需充电物体进行充电，否则，不进行充电。在充电过程中，如果收到充电物体发送的节点信号，立即进行确认，然后每5秒检测充电物体是否离开。在充电过程中，如果检测到充电器温度过高，立即停止充电。
接收端流程主要包括指示灯控制、检测充电过程、停止充电控制等。如果接收端收到充电器发来的检测信号，及时作出回应，然后等待充电器开始充电。当接收端检测自身电池已经充满时，向充电器端发送节电信号以停止充电。
尤其注意的是，在充电过程中，如果充电器端检测到电压或电流异常、温度过高等，应立即停止充电，并且指示灯闪烁。如果充电正常停止，则指示灯不闪烁。
2.1 充电器端电路 整套充电器电路主要包含电源部分，存储器部分，控制电路部分以及线圈。
电源的主要功能是将交流电转换为直流电，并通过电路转换得到特定的电流和电压。存储器主要功能是存储充电过程中的各种状态和各种参数。控制电路是整个充电系统中最重要的部分，主要功能是线圈控制、功率控制以及模数转换等。线圈是核心器件，主要功能是将电能转换为磁能并通过空间进行传输。充电器的工作原理图如图1所示。
2.2 接收端电路 接收端的电路主要包含整流部分、控制电路部分以及线圈。控制电路是接收端的中心，包括通信单元、功率控制单元以及模数转换器等。接收端的线圈与充电器端的线圈功能相反，主要完成将接收到的磁能转换为电能。接收端的电路如图2所示。
3 总结
本文研究的无线充电技术采用电磁感应原理，旨在解决便携式设备需经常充电但又不方便充电的问题，同时能够保证无线充电过程中的安全性。但是无线充电技术的实现还具有一些问题，需要进一步研究。
参考文献：
[1]孟庆奎.手机无线充电技术的研究[D].北京：北京邮电大学，2012：27-38.
[2]陈新，张桂香.电磁感应无线充电的联合仿真研究[J].电子测量与仪器学报，2014：434-438.
[3]熊承龙，沈兵，赵宁.基于电磁感应的无线充电技术传输效率的仿真研究[J].电子器件，2014：131-133.
[4]李松林.基于电磁感应耦合的无线电能传输研究[D].成都：电子科技大学，2012：10-13.
一、电磁感应与图像
图1例1（2011年江苏物理第5题）如图1所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触.t=0时，将开关S由1掷到2.Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象中正确的是
解析t=0时，将开关S由1掷到2，电容器通过导轨、导体棒构成的回路放电，导体棒中有电流通过，导体棒受到安培力作用，导体棒产生加速度，导体棒做加速运动；导体棒速度逐渐增大，导体棒切割磁感线产生与放电电流方向相反的感应电动势.由于放电电流逐渐减小，导体棒的加速度逐渐减小，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动.当导体 棒切割磁感线产生的感应电动势与电容器两极板之间电压相等时，电容器放电电流减小到零，导体棒做匀速运动.选项BC错误；综合上述可知，足够长时间 后，电容器所带的电荷量不为零，选项A错误D正确.
点评电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法：根据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像.
二、电磁感应与力学综合
图2例1（2011福建理综）如图2所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0
A. ab运动的平均速度大小为 12v
B.平行导轨的位移大小为qRBL
C.产生的焦耳热为qBLv
D.受到的最大安培力大小为B2L2vRsinθ
解析由于金属棒ab下滑做加速度越来越小的加速运动，ab运动的平均速度大小一定大于12v，选项A错误；由q=ΔΦR=BLxR，平行导轨的位移大小为x=qRBL，选项B正确；产生的焦耳热为Q=I2Rt=qIR，由于I随时间逐渐增大，选项C错误；当金属棒的速度大小为v时，金属棒中感应电流I=BLvR最大，受到的安培力最大，大小为F=BIL=B2L2vR，选项D错误.
点评此题考查电磁感应、安培力、焦耳定律、平均速度等知识点.解答电磁感应中的力电综合问题的思路：先根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后根据闭合电路欧姆定律求出回路中的感应电流及导体棒中的电流，再应用安培力公式及左手定则确定安培力的大小及方向，分析导体棒的受力情况应用牛顿运动定律列出方程求解.
三、电磁感应与电路综合
图3例3（2011年全国理综）如图3所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L1，电阻不计.在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直.现将一质 量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放.金属棒下落过程中保持水平， 且与导轨接触良好.已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g.求：
（1）磁感应强度的大小：
（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率.
解析（1）设小灯泡额定电流为I0，则有P=I20R.由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为I=2I0，此时金属棒MN所受的重力安培力相等，下落的速度达到最大值，有mg=BIL.联立解得B=mg2LRP；
（2）设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得E=BLv，E=I0R，联立解得v=2Pmg.
点评此题以电磁感应和电路切入，考查电功率、电路、电磁感应、闭合电路欧姆定律、物体平衡等知识点、综合性强，但难度不大.解决电磁感应与电路综合问题的基本方法：首先明确其等效电路，然后根据电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向，再根据电路的有关规律进行综合分析计算.
四、重视模型的对比性构建
例4足够长的水平固定的光滑U型金属框架宽为L，其上放一质量为m的金属棒ab，左端连接一阻值为R的电阻（金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计），整个装置处在垂直框架向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现给棒ab作用一水平力F，使其从静止开始运动，最大速度为v，如图4甲所示，求：
图4（1）水平力F的大小；
（2）金属棒从开始运动到电阻器产生的电热为Q（此时金属棒已经达到最大速度）时，金属棒所通过的位移；
（3）如果将U形金属框架左端的电阻R换为一电容为C的电容器，金属棒ab在水平力F作用下从静止开始做匀加速运动，加速度为a，其他条件不变，如图4乙所示，求水平力F的大小和金属棒从开始运动到电容器贮存的电能为E时，所经历的时间t.（ 不计电路向外辐射而损耗的能量）
解析这里，两个电路的“电源”部分均受恒定外力作用，故达到稳定态时，纯电阻电路中电流恒定，金属棒所受安培力与外力相等，金属棒做匀速直线运动；纯电容电路中电流恒定，金属棒所受安培力与外力的合力为ma，金属棒做匀加速直线运动.
对纯电阻电路，棒做加速度减小的加速运动，达到稳定时，外力等于此时的安培力，即F=BBlvRl；
由动能定理求出从开始运动到电阻器产生的电热为Q，满足
BBlvRl・s-Q=12mv2.
得s=（mv2+2Q）R2B2l2v.
对纯电容电路，稳定时棒做匀加速运动，有
[关键词]电磁感应、误区、改进
引言
电磁感应雷击是感应雷击的一种表现形式。雷雨云放电时，在雷电流的周围空间里，还会产生强大的变化电磁场和电磁干扰。电磁干扰是任何可能引起设备或系统性能降低或对有生命及无生命物质产生损害作用的电磁现象。在实际工作中，我们发现，目前在电磁感应的防护方面存在一定的误区。本文就这方面的问题进行探讨。
1、存在的误区
1.1在屏蔽的作用和使用上的误区。
屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。屏蔽是减少电磁干扰的基本措施，在实施过程中宜在建筑物和房间的外部设屏蔽，并以合适的路径敷设，屏蔽线路。目前人们对如何使用屏蔽来防护电磁感应这个问题的认识上存在误区，例如：屏蔽不接地；者屏蔽接地了，但只有一个接地点等等。
1.2在浪涌保护器设置上的误区。
浪涌保护器用于防止雷电过电压和瞬态过电压对直流电源系统和用电设备造成的损坏，浪涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过高电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。目前，在浪涌保护设置问题上，存在着盲目设置的误区。对于设置信息系统的建筑物，是否需要防雷击电磁脉冲，应在完成直接、间接损失评估和建设、维护投资预测后认真分析和综合考虑，做到安全、适用、经济。因为浪涌保护器较其他开关电器相对昂贵，要尽量减少开发商的经济负担，就不能不讲投资而盲目设置。在设计中要考虑现有的保护装置的有效利用，要与供电系统的型式、暴露程度，所有线缆的架设，设备自身的耐压水平，选用防雷装置的特性及其有机配合，以及装设后对设备的正常工作是否产生不允许的影响，雷击发生后的反应和自复能力等等复杂的因素进行综合考虑，当然，还应考虑投资与效益的关系。
1.3对电磁感应易发多发区段上认识模糊。
由于直击雷电流有极大幅值和陡度，在它周围的空间将有强大的、变化的电磁场，处在这电磁场中的导体会感应出较大的电动势。能够引起较大感应的就是直击雷电流，但是电磁感应的多发区是在直击雷电流运行的哪个方向上？人们对这个问题的看法目前还存在误区。
2、电磁感应雷击的形成及其防护
被雷电击中的装置的电位升高，产生电磁辐射干扰，伴随着急剧的电流、电压的瞬时变化。当雷云对地放电时，在雷击点主放电过程中，在雷击点附近的架空线路、电气设备或架空管道上，由于电磁感应产生电磁感应过电压。过电压幅值可达到几十万伏，当线路或网络附近发生了电磁场的变化时，如发生了直击雷，因电磁效应，在线路上就会产生感应电动势；如果存在回路，感应电动势就会在回路中形成电流。感应雷击有二种现象：一是带电云层由于静电感应，使地面某一范围带上异种电荷形成的，当直击雷发生以后,云层带电迅速消失,地面某些范围由于散流电阻大，以致出现局部雷击后产生的短时高压而形成的；二是由于直击雷放电过程中，强大的电磁脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应而形成的。
电磁感应的防护手段，主要包括屏蔽和设置浪涌保护器。不过，由于对电磁感应的认识上的不足或错误，导致在对屏蔽和浪涌保护器上的使用出现许多错误，出现防护效果不佳甚至失败。结合本人多年经验，下面就这几个方面作一些探讨。
3、关于屏蔽的作用及正确的使用方法
屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。电磁屏蔽采用低电阻的金属材料，利用电磁场在屏蔽金属内部产生涡流起屏蔽作用的。一般所谓的屏蔽，多半是指电磁屏蔽。如果将屏蔽板接地，则同时也兼有静电屏蔽的作用。屏蔽无疑防护电磁感应的好方法，问题主要出在使用上。接地的一大前提，就是可将地球视作一个巨大的导体球，其电势永远为零。则任一导体接地后，由于电势差的关系，其表面的第三种电荷总是会流入大地，以达到内部的平衡。所以，当接地时，会有电荷流入大地，造成原本不带电的导体总体上反而带电了。在屏蔽的使用上存在三种错误。第一个错误是屏蔽不接地，这使屏蔽形同虚设；第二个错误是屏蔽接地了，但只有一个接地点，这同样对电磁感应的防护无意义；第三个错误是虽然屏蔽层上有两个以上的接地点，但接地方法和位置选择错误也导致屏蔽的作用大打折扣。正确使用屏蔽的方法是：在一段屏蔽层上，至少应选择两个点接地；而且屏蔽层的两个端点必须接地；而每一个接地都应遵从独立和就近接地的原则。
4、关于浪涌保护器的设置
浪涌指线路上电压的瞬时变得很大，如雷击、其他感应、谐波等，高电压进如用电器会发生击穿现象，所以在线路的输入端都会设置浪用吸收器来保护下游的用电器。浪涌保护器的工作原理，两个电极分别与L（或者N）和PE线相联，两个电极之间形成一个电气间隙。电网在不超过最大持续运行电压的情况下运行时，两个电极之间呈高阻状态。如果电网因雷击或者操作过电压使两个电极之间的电压超过点火电压时，间隙被击穿，通过弧光放电将过电压能量释放。
浪涌保护器也是可以用于防护电磁感应的，尽管其效果并不理想，至少，他没有正确设置的屏蔽体的防护效果好。问题主要出在设置上。在许多的地方，一条线路上只设置了一级浪涌保护，而一级浪涌保护，而一级流涌保护至少还需要一条用户终端才能与之构成一个感应电流的消耗回路。固而同样存在雷击设备的威胁。另外，浪涌保护器本身有自己的先天不足，如需要启动电压，反应需要时间等，再加上如果位置不当或感应区段距浪涌保护器距离太大，都加大了浪涌保护器失效的机会。正确的方法是准确判定感应区段，并在感应区段的首尾之间至少设置两级独立的浪涌保护器，且每级浪涌保护器也要各自独立地主近接地，这样才能起到一定的防护作用。
5、关于电磁感应的易发多发区段
这个问题其实是一个常识，只是未能引起人们的充分的重视。我们知道，能够引起较大感应的就是直击雷电流，而直击雷电流的运行主要就是在竖直方向上的，因而，从理论上讲，它只能在线路的竖直分布的区段上产生感应，而在水平分布的区段上感应为零。所以，在任何一条线路上，电磁感应的易发多发区段就是那些竖在分布的区段，而防护的重点，就是这个区段，在这个区段上，无论采用屏蔽，还是设置浪涌保护器都是可以实现有效防护的。而只要确定了这个重点区段，其实没有必要在全线路上大撒网，不仅可以节省成本，也能大大提高防护效果。
6、结束语
现代防雷技术是一系统工程，系统结构愈合理，相互之间的作用就越协调，才能使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。电磁感应的防护，是防雷的一个重要方面。也是一个值得继续探讨的永恒的课题，只要多实践，一定会找到更好的防护方法。
参考文献
[1]《电磁场与电磁波》杨显清
关键词：P91钢 热处理 电阻加热 电磁感应加热
中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0030-03
当今火力发电锅炉机组以大容量、高参数、超临界为发展趋势；为确保机组设备安全、可靠运行，满足高温、高压管道的需要，提高生产效率和经济效益；热强性高、工艺性好、价格低廉材料的开发是最关键的问题。而P91钢具有高温持久强度和抗蠕变断裂性能，与P22（10CrMo910）钢相比在相同使用温度和压力的条件下，管壁厚减薄50%；与奥氏体钢相比，膨胀系数较小、热传导性好、热裂纹倾向小、价格也相对便宜，使得P91钢成为高温过热器联箱、主蒸汽管道等高温、高压管道的首选及替代钢种。无论是使用性能，还是经济性，P91钢都表现出了它的优越性，其使用量也在不断增加。但由于采用的热处理方法不够科学，至使焊后热处理的过程中内外壁温差严重，使其个别性能指标不理想，尤其是不能保证焊缝根部的冲击韧性。因此，选用合适的焊后热处理方法，对就热处理温度特别敏感的P91钢来说具有重要的现实意义。
近些年随着市场竞争的日趋激烈，加之感应热处理的诸多优点，越来越多的客户都明确要求承包商使用电磁感应加热设备对P91等大径厚壁管焊缝进行热处理。印度塔尔万迪3×660 MW燃煤电站项目的业主就明确要求对P91钢焊缝采用电磁感应加热方法进行焊接热处理。
1 电阻加热与电磁感应加热方法对比
1.1 电阻加热的原理
电阻加热法是辐射加热。其加热原理是从加热器发出的热能以辐射的形式传到工件的外表面，依靠金属导热，从外表面向内部传导。
1.2 电磁感应加热设备及其工作原理
1.2.1电磁感应加热设备
目前使用较多的电磁感应加热设备是由美国米勒公司生产的Proheat35型加热设备，其功率为35 kW，频率5～30 kHz，属高频感应加热；其主要设备构成包括：感应加热电源、两个输出连接器、输出加长电缆、水冷加热电缆、预热护套、数字记录仪、热电偶加长电缆、K型焊接式热电偶（金属丝）、强力冷却水箱、用户绝缘毯等。加热时，输出电流、电压、频率和功率通过微电脑自动匹配，数据为电脑储存；加热导线为柔性线，内通水冷却，便于现场安装和拆卸；保温棉为耐高温、可重复使用的环保型产品。
1.2.2工作原理
设备通电后线圈内的交变电流产生交变磁场，使工件中产生感应电流，靠感应电流加热工件；工件整个截面有感应加热电流，内部温度梯度小，最热区域在工件表面下方，热量在金属内部快速传导（如图1所示）。
1.3 P91钢的热处理特性
P91钢的最佳热处理温度为（760±10）℃，也就是说，热处理温度的上限为770 ℃，下限为750 ℃。热处理温度范围相对比较窄，在这一温度范围内，P91钢焊接接头焊后热处理才能获得良好的综合性能，特别是焊缝的冲击韧性。
1.4 电磁感应加热方法的优势
目前，焊后热处理广泛采用的是电阻加热设备，从原理上分析，这种从外表面向内部传导热能的方法，对大口径厚壁管很可能会造成内、外壁温差过大的现象，而这种过大的温差对温度特别敏感的P91钢而言，是对冲击韧性不利的。而电磁感应加热法，从原理上讲，它的热源来自由金属内部产生的感应电流使材料发热，这种热处理法对大口径厚壁管造成的内、外壁温差应该小，对温度敏感的P91钢焊接接头热处理应该更为有利。
2 试验材料、设备及方法
2.1 试验材料
选用P22和P91两种材料进行工艺评定期间的对比试验：材质为SA335-P91的材料规格为φ697 mm×65 mm，材质为SA335-P22的材料规格为φ559 mm×60 mm，两种材料的长度均为1 200 mm。
2.2 热处理设备
2.2.1采用电阻加热的P22材质
设备：电阻加热设备；加热装置：柔性陶瓷加热器；保温材料：硅酸铝保温毡；测温热电偶：K型焊接热电偶丝。
2.2.2采用电磁感应加热的P91材质
设备：Proheat 35型电磁感应加热设备进行热处理；加热装置：内部通水冷却的柔性加热电磁感应线圈；保温材料：可多次重复利用的环保型石棉布；测温热电偶：K型焊接热电偶丝。
2.3 试验方法
2.3.1试验环境条件
塔尔万迪项目施工现场（如图2所示）。
2.3.2热电偶布置与安装
采用K型热电偶丝作为温度检测元件，热电偶采用储能焊接的方法将热电偶丝直接压焊在管道表面，控温热电偶应沿焊缝中心线布置，共8个测温点（如图3所示）。
2.3.3补偿导线的选择
采用与热点偶丝相匹配的带屏蔽层的精密级补偿导线，与热电偶连接必须保证极性正确，补偿导线布置应远离供电线路以避免产生干扰，同时应尽可能将补偿导线布置在温度较低的环境。
2.3.4热处理工艺确定
（1）规格/材质为φ559 mm×60 mm/SA335-P22材料。
焊前预热温度：200 ℃；
层间温度：应控制在200～350 ℃；
后热处理：当被迫后热时，后热温度为300～350 ℃，保温2 h。
焊后热处理：恒温温度为730～750 ℃，恒温3 h；升降速度为75 ℃/h。
（2）规格/材质为φ697×65mm/SA335-P91材料。
焊前预热温度：200 ℃；
层间温度：应控制在200～350 ℃；
后热处理：焊后不宜采用后热；当被迫后热时，应在焊件温度降至80～100 ℃，时间保持为 1～2 h后立即进行。后热温度为300～350 ℃，保温2 h。
焊后热处理：焊后热处理应在焊接完成后，焊件温度降至80～100 ℃，时间保持为 1～2 h后立即进行；恒温温度为750～770 ℃，恒温4 h；升降速度为75 ℃/h。
3 试验结果
3.1 热处理内外壁温差对比
为了便于对比，在P22材料750 ℃恒温3 h和P91材料770 ℃恒温3 h的时候对8个测温点的温度进行了记录，如表1所示。
由表1可以看出两种加热法在水平固定位置上测得的同一截面周向外壁温度相同（#1、#3、#5、#7点的温度），而径向方向上的内壁温度处于不均匀状态，其内、外壁温差因加热方法不同相差悬殊。在试验条件相同的情况下，电磁感应加热法测得的内外壁温差明显小于柔性陶瓷电阻加热法。电磁感应加热法测得的内外壁温差20 ℃，柔性陶瓷电阻加热法测的内外壁温差最小为30 ℃，最大为45 ℃。
3.2 P91热处理后的质量检验
热处理结束后，将试样委托印度德里的第三方检测机构（IRC工程检测试验室）进行相关试验。
3.2.1硬度
（1）近表面硬度值为：母材222VHN、热影响区261、265VHN，焊缝233VHN。
（2）层间硬度值为：母材223VHN、热影响区264VHN，焊缝224VHN。
（3）根部硬度值为：热影响区260、267VHN，焊缝242VHN。
硬度测试依据标准ASTM E92进行，具体硬度检查结果见表2所示。
3.2.2力学性能
根据ASME第Ⅸ卷中的QW462.1b进行了拉伸性能测试（见表3），根据ASME第Ⅸ卷中的QW462.2和QW466.1进行了弯曲性能测试（见表4）。
3.2.3试验结果分析
（1）两个试样的抗拉强度为633 MPa和637 MPa，均大于下限585 MPa，且均断在母材；结果合格。
（2）四个全焊缝弯曲试样，试验后均未在外表面发现裂纹，结果合格。
（3）硬度值沿厚度方向从表面到根部硬度平均值分别为：母材硬度为222VHN、223VHN；焊缝一侧的热影响区硬度为261VHN、264VHN、260VHN；焊缝另一侧的热影响区硬度为265VHN、264VHN、267VHN；焊缝硬度为233VHN、224VHN、242VHN；所有硬度值均在合格范围之内。
4 结语
（1）P91钢焊缝通过电磁感应加热方法热处理后，焊缝熔敷金属的硬度值和力学性能数据完全满足SA335-P91钢的性能要求。
（2）Proheat35型电磁感应加热设备与柔性陶瓷电阻加热设备，在分别对P91管子和P22管子做工艺评定时，其内外壁温差因加热方法不同相差悬殊，电磁感应加热，管内外壁温差远比柔性陶瓷电阻加热小。
（3）Proheat35型电磁感应加热设备在Φ697 mm×65 mm的P91管子上试验所测得的内外壁温差20℃，这对焊后热处理温度要求特别敏感的P91钢十分重要。而柔性陶瓷电阻加热设备在Φ559 mm×60 mm的P22管子上测得的内外壁温差最小为30 ℃，最大为45 ℃。
（4）试验表明对大径厚壁的P91管子采用Proheat35型电磁感应加热设备进行焊后热处理，能有效地保证P91焊缝的热处理温度控制在（760±10）℃范围之内，从而确保P91钢整个焊接接头内外部力学性能的均匀性，更好地保证焊缝根部的冲击韧性。
（5）试验测得的数据证明，电磁感应加热法无论从理论还是实践上，该方法对大口径厚壁管的热处理效果要优于目前广泛使用的柔性陶瓷电阻加热法。
参考文献
[1] ASME锅炉及压力容器委员会焊接分委员会.ASME Ⅸ-2010，焊接和钎焊评定标准[S].北京：中国石化出版社，2011.
[2] ASME锅炉及压力容器委员会材料分委员会.ASME IIC-2010，焊条、焊丝及填充金属[S].北京：中国石化出版社，2011.
[3] 罗启云，李洪鹏.浅谈新型耐热钢SA335-P91钢管道安装焊接热处理工艺方法[C]//第十五次全国焊接学术会议论文集.2010.
[4] 房娟，周爱军.关于P91材料的焊接[J].江苏锅炉，2009（2）：23-25.
关键词： 道路照明； 无极灯； 节能环保
中图分类号： U653.95 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）04-0089-01
现代化城市室外照明不仅仅是传统概念上对道路、广场功能性照明，还包括室外的纪念物、招牌广告、自然景点、建筑物、园林小品等的亮化、美化的景观照明。功能性照明是为了满足夜间视觉辨识的生理、心里需要及环境安全性提供的环境照明；景观照明则是运用灯光创造以观赏为主的艺术景观，是自然科学和美学相结合而形成的艺术化照明。
在目前全球能源警长的大环境下，我国照明用电量已占总用电量的10%-20%。按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。尤其是城市室外照明已经成为现代文明的重要标志，作为城市基础设施设计的重要组成部分，在照明功能的体现之外它注重的是灯光亮度、色彩对比、表达的是景观环境，产生的是社会和经济的价值而不是照明的本身。科学节能的城市室外照明将是一个地区文化、科技水平和经济实力的综合体现。
一、电磁感应灯的工作原理及特点
电磁感应灯又叫无极灯，其中可分为高频无极灯和低频无极灯，且低频无极灯各项指标更优。顾名思义，无极灯就是没有灯芯的灯，大家都知道普通的白炽灯是依靠灯芯（电极）的燃烧来提供照明的，包括道路照明上用的比较多的高压钠灯、汞灯等都是有灯芯的，无极灯没有灯芯，靠什么来照明呢？靠的就是电磁感应原理。在环状的灯管外套着一对铁芯，铁芯上包着绕组，当绕组通交流电后，根据电磁感应原理，铁芯周围就产生了交变的磁场，变化的磁场产生感应电流，再利用耦合震荡原理将产生的高频电压注入到真空的玻壳或玻管里，使低压汞和惰性气体的混合蒸汽产生放电，辐射出紫外线，再通过三基色荧光粉转化为可见光。正是基于法拉第电磁感应定律的工作原理，电磁感应灯才有了诸多的优点：
（1）长寿命。由于电磁感应灯没有电极，从而有效的避免了电极燃烧的损耗，寿命一般可达到6万小时以上，比普通的白炽灯长100倍，即使对比寿命超长的美国GE的高压钠灯，也要高出一倍以上（GE的高压钠灯一般标称寿命为2.8万小时）。
（2）节能。电磁感应灯的功率因数很高，一般都在0.98左右，而高压钠灯即使在加装电容补偿后，功率因数也只能达到0.85左右，因此，电磁感应灯的节能效果是毋庸置疑的。另外，电磁感应灯的发光效率达到了80-85Im|W，属于高光效，虽然比金卤灯和高压钠灯稍低，但是用于室外照明也已足够。
（3）高显色性。电磁感应灯采用三基色荧光粉，显色指数Ra>80，在夜晚色彩还原性好，可以有效的帮助司机和行人分辨各类物体，增加道路交通的安全。色温范围较广，从2700K～6400K，而且有红、绿、兰、白、黄等多种颜色可选。
（4）无眩光、无闪烁。电磁感应灯的光源多采用高频（210-230kHz）电子镇流器来驱动，无闪烁。
（5）灯功率及电源电压的范围宽。电磁感应灯的功率现在可以做到20W～250W，无论在民用还是在工业用途中，它的适用范围都可以满足要求。另外，电磁感应灯的适用电压范围极广，从85V～277V，有着较好的通用性和稳定性。
二、电磁感应灯在绿色照明的重要作用
谈到绿色照明，首先要理解它的含义，绿色照明的科学定义是：绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制调和控光器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。
绿色照明在我国并不是一个新鲜的课题，早在1998年1月1日，我国就颁布了《节能法》，在“十一五”规划中，绿色照明更是十大重点节能工程之一。我国的人均资源，特别是电力资源还是比较匮乏的，目前，我国照明耗电占全国总发电量的10-20%，相当于二个三峡发电站的发电量，因此绿色照明工程的节能意义就显得非常重大。
根据绿色照明的含义，除了科学的设计外，采用什么样的照明电器产品在绿色照明中有着举足轻重的作用，光源是能量转换成光的器件，是实施绿色照明的核心。对照“效率高、寿命长、安全和性能稳定”的要求，我们可以发现，无论在光效、寿命和安全稳定性方面，电磁感应灯都具有良好的表现，是绿色照明光源的绝佳选择。
三、电磁感应灯的发展及推广应用
电磁感应灯既然有如此众多的好处，那么为什么不大力推广加以使用呢？我分析原因有以下几点：
（1）电磁感应灯的推出时间不长，还没有被广大的使用者所了解。电磁感应灯目前还仅仅只是在专业的使用者中得闻其名，至于众多的使用者，根本是闻所未闻。
（2）电磁感应灯的价格不菲，目前还处在一个比较高的地位，和自镇流式的节能灯及路灯所用的高压钠灯相比，虽然有着众多的优点，不过短时间内还难以被广泛使用。
（3）电磁感应灯的质量还有待提高，国家标准亟待出台。目前，国家对于电磁感应灯还没有出台相应的标准，电磁感应灯的生产厂家良莠不齐，标准不一，导致用户对电磁感应灯的信任度不够，没有推而广之的积极性。
（4）电磁感应灯的灯具和安装方式和现有的路灯灯具不统一，不利于旧灯改造。
电磁感应灯要发展，可以采用试点工程的方式加以推广。在新建道路的路灯安装中，可以整条道路使用电磁感应灯，这样，即能够达到整条道路的和谐统一，也可以方便统计数据，查看节能效果，使广大使用者和人民群众能够了解电磁感应灯的节能功效，无形之中宣传了电磁感应灯的良好效果，配合完成了国家有关绿色照明示范岗工程的要求，达到一举多得的效果。
推广应用的方法：
（1）加大宣传力度，提高全社会绿色照明意识。要广泛深入持久开展绿色照明的宣传，提高全民的资源忧患意识和节约意识，增强全社会的照明节能意识和可持续发展意识。要充分利用新闻媒体和各种宣传手段大力宣传节约资源和保护环境是基本国策，大力宣传实施城市绿色照明工程的意义和目标任务，大力宣传绿色照明示范工程的成效和经验。通过各种生动活泼的宣传教育，吸引全社会广泛参与，使绿色照明工程逐步成为全社会的共同意识。
（2）坚持技术创新，推广普及绿色照明工程，要在满足城市照明的功能需要的基础上，坚持科技创新，加大设施投入和新技术、新光源的推广应用，做到安全可靠、科学合理、经济实用、维护方便，提高城市绿色照明的效率。在新建和改造过程中严禁和杜绝使用高耗能、低寿命、光污染严重的灯具和光源。推广使用高光效、高寿命、节能环保（如：无极灯）等的应用，保证城市照明功效达到节能效果。
（3）建设一批绿色照明示范工程，提升城市照明品位，全面推行具有环保、节能和人文特性的绿色照明工程。
