前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的电磁辐射累积效应主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
【关键词】 电磁辐射;电器;防护
【中图分类号】 TU-023 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2010)04-101-01
随着现代科技的高速发展,一种看不见、摸不着的污染源日益受到各界的关注,这就是人们称为“隐形杀手”的电磁辐射。随着越来越多的电子、电气设备的投入使用,电磁辐射已经深入到了人类生活的方方面面,现在更是进入了一个电磁辐射的高吸收时代。但是,时代的进步常常是要付出一定代价的,人们在充分享受高科技产品带来的方便舒适的同时,也日渐感受到了来自电磁辐射的威胁。
1频发的电磁辐射危害事件
1991年,在美国太平洋贝尔电话公司发生了一件令人难以置信的怪事。该公司的办公大楼底层共有15名职员办公,其中有11人先后被查出患有癌症,如此高的发病率使剩下的4个人感到惶惶而不可终日,奇怪的是,在仅一板之隔的一楼,办公人员个个都生龙活虎。通过调查,人们注意到底层的配电房和计算机显示屏,事实证明,正是配电房和计算机显示屏产生的电磁辐射扮演了“杀手”的角色。
北京的杨女士在搬进某小区3个月后,开始感到身体不适,到北京协和医院检查,诊断结果是双下肢浮肿和心律不齐。而她女儿则出现了更为可怕的情况,其白血球值只有3200(正常人的白血球值约为5000~10000,如果低于这个水平,身体免疫系统就会受到损害,并导致其它严重疾病)。与此同时,小区的其他业主也出现了一些相似的症状:头痛、脱发、失眠、健忘、智力下降等,经过专家的实地监测调查,证实了两座正在使用的发射塔是罪魁祸首。
葫芦岛市化工研究院工程师纪先生一家自从住进化工研究院的一所住宅楼后,3个女儿便莫名其妙地患上了精神分裂症。经过几年的研究,纪先生认为住宅楼前的几条6.6KV高压输电线发出的电磁污染是元凶。于是,2003年他将当地供电部门告上了法庭,要求供电部门赔偿他们一家的经济损失。纪先生一家的索赔案成为了全国状告电磁污染的第一案。
2电磁辐射及其危害机理
电磁辐射是指能量以电磁波形式由电源发射到空间的现象。电磁环境是存在于给定场所的所有电磁现象的总和。恶化的电磁环境不仅对人类生活日益依赖的通信、计算机与各种电子系统造成严重的危害,而且会对人类身体健康带来威胁。电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。人体是一个导电体,本身就是一个生物弱电磁场。
2.1热效应:高频电磁波对生物肌体细胞的“加热”作用。人体接受电磁辐射后,使肌体升温,如果吸收的辐射能很多,靠体温的调节无法把热量散发出去,则会引起体温升高,进而引发各种症状,如心悸、头胀、失眠、心动过缓、白细胞减少,免疫功能下降、视力下降等。
2.2非热效应:低频电磁波产生的影响,即人体被电磁辐射后,体温并未明显升高,但已经扰乱了人体固有的微弱电磁场,使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变,其结果可能导致婴儿畸形或孕妇自然流产,影响人体的循环系统,免役、生殖和代谢功能等,对人体造成严重危害。
2.3累积效应:是指热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前,再次受到电磁波的辐射,这时其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态,危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发想不到的病变,应引起警惕。
3警惕室内家用电器的电磁辐射
在科学日益发达的今天,都市人越来越依靠电子通讯工具、电子办公工具、家用电器等来维系自己高效、快捷的工作与生活,但就是这些数不尽的电子产品把毫无防护的人体捆绑在了密集的充满有害辐射的网络里。
有科学研究表明,在家庭中被大量使用的电器,比如电热褥、电视、电脑、日光灯、微波炉、电磁炉、无绳电话、手机、空调、吹风机、电烤箱、吸尘器、咖啡机、电子表、空气清洁器、收音机等都存在着不同程度的电磁辐射。比如电磁炉,它产生的电磁辐射量一般比普通家电高出几十甚至几百倍,世界卫生组织(WHO)将电磁炉可能产生的“极低频电磁场”等电磁辐射,与苯烯、电焊烟雾等一起归为一类致癌物质,如果血液或细胞中存在有磁性物质,就容易受磁诱发作用,造成重金属在体内积累,从而妨碍血液和细胞的正常活动等。上海医科大学职业卫生学一名教授指出,“电脑操作时,其周围存在电磁辐射,包括X射线、紫外线,可见光、红外线和特高频、高频、中频、低频以及极低频电磁场,也有静电场。但它们发射的强度都很微弱,常规仪器很难测到。人们正是在这种有意无意之中受到这种电磁污染。”
4室内电磁辐射的防护
4.1明确制定各类电器的电磁辐射的法律和法规,并以此为标准,对家用电器的辐射安全进行严格的检测和控制。
4.2普及关于电磁辐射的相关知识。增强群众对于电磁辐射的了解,提高他们的防护意识和健康水平。
4.3提高电磁辐射危害的敏感性。如果有头痛、头昏、失眠、多梦、记忆力减退等症状,或有脱发、眼睛发涩等症状,应当进行检查,以确认是否与电磁辐射有关。查血象和血压也可得到确认。
4.4注意室内办公和家用电器的摆设。专家认为,室内办公设备和家用电器要合理摆放,不要把家用电器摆放得过于集中,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。特别是一些易产生电磁波的家用电器,如电视机、电脑、冰箱等电器更不宜集中摆放在卧室里。
4.5尽量缩短办公和家用电器的使用时间。对办公设备和家用电器的使用时间也要注意控制,各种家用电器、办公设备、移动电话等都应严格按照说明书进行操作,避免长时间使用,同时尽量避免多种办公和家用电器同时启用。不使用的电器,一定要记得关上电源,通电的电器照样能产生大量的电磁辐射。同时要注意办公和家用电器的通风。
参考文献
1刘文魁等.电磁辐射的污染及防护与治理.北京科学出版社,2003
电子烟雾是什么
电子烟雾即电磁辐射,是指电场和磁场交互变化所产生的电磁波向空中发射或泄露的现象。电磁辐射的来源有多种,人体内外均布满由天然和人造辐射源所发出的电能量和磁能量。地球本身就是一个天然磁场,地球表面的热辐射和雷电都会产生电磁辐射;至于人造辐射源,包括微波炉、收音机、电视广播发射机和卫星通讯装置等。
电子烟雾的危害
1.热效应:人体的水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响体内器官的正常工作。
2.非热效应:人体器官和组织存有微弱的电磁场,平时处于稳定和有序状态,当受到外界电磁场的干扰时就会受损。
3.累积效应:热效应和非热效应损伤人体后,如果人体没来得及进行自我修复就再次受到电磁辐射,其伤害程度就会发生累积。
电磁辐射可诱发心血管病、糖尿病、癌突变,对人体生殖系统、神经系统、免疫系统会造成伤害,并直接影响儿童的发育,诱发孕妇流产和不育等等。但是,人们生活在天然磁场里,时刻处于一定能量电磁波辐射环境中,有一定的吸收和抵御能力,当电磁波频率超过105赫兹以上时才会影响人们的身心健康,也就是说电磁辐射对人体产生负面效应的前提是超过一定强度(即安全卫生标准限值)。所以,不必草木皆兵、谈电子烟雾色变。
防范电子烟雾小锦囊
战友们既不能谈电磁波色变,将高科技拒之千里之外,也不能视无色无嗅无感觉的电磁波污染于不顾。只要加以防范,就能拨开“烟雾”见青天。
1.提高自我保护意识。要重视电磁辐射可能对人体产生的危害,加强安全防范。对配有应用手册的信息化装备,严格按照指示规范操作,保持安全操作距离。操作通信装备时,严格按照操作要求进行,科学调整训练时间。
2.安装屏蔽防护设备。可选用能屏蔽、反射或吸收电磁波的铜、钢板、高分子膜等材料制成的屏蔽设施,有效防止电磁辐射直接作用于人体。电脑室、网络控制室等场所可安装排风设备,不断通风换气,保持空气流通。
3.科学操作计算机平台。操作通信装备的监视和显示设备时,应保持人体与显示屏正面不少于75厘米、侧面和背面不少于90厘米的距离,最好加装有效屏蔽装置。使用这些设备后,脸上会吸附一些微小颗粒,要及时用清水洗脸,可使所受辐射减轻70%以上。我们常用的计算机显示器辐射强度很弱,对人体无害,不需要加防护屏,品牌机均符合国家标准,自己组装台式电脑时,应选用合格的机箱。
4.减少无线电设备使用。打手机时,手机天线顶端要尽可能偏离头部,观察到信号接通后再移到耳边;持续通话时间不要超过30分钟,最好使用耳机。
5.合理膳食加强保健。受辐射多的同志每天可按医嘱服用定量的维生素C,或多吃富含维生素C的蔬菜,如辣椒、柿子椒、香椿、小白菜、胡萝卜等;可多吃一些富含维生素A和蛋白质的食物,如西红柿、瘦肉、动物肝脏等。通过采取科学的饮食保健措施,可以在一定程度上减轻电磁辐射对人体造成的影响。
TIPS:电磁辐射源及辐射指数
在生活中,有影响的电磁辐射分为天然电磁辐射和人为电磁辐射。雷电等电磁辐射属于天然电磁辐射,通信设备、雷达等属于人为电磁辐射。电磁辐射源包括:
1.电脑、电视、音响、微波炉、电冰箱等家用电器;
2.手机、传真机及通信站里其他通信设备;
3.高压电线以及电动机、电机设备等;
4.飞机、电气铁路等;
5.广播、电视发射台、手机发射基站、雷达系统等;
6.电力产业的机房、卫星地面工作站、调度指挥中心等;
【摘要】移动通讯基站设施的建设能推动人类沟通方式变革及经济社会的发展的一个基础性设施,它的存在不可避免产生电磁辐射,从而对人类生存的环境及健康造成一定的影响。本文主要探讨了移动通讯基站设施定期环境检测工作对环境保护的重要性,为相关工作的开展提供参考。
【P键词】移动通讯基站设施 定期环境监测 环境保护 重要性
随着移动信息通讯技术的不断发展,人与人之间的沟通变得更加方便,同时也在经济社会的发展过程中起到推动的作用,为人们的生活和工作创造非常大的便利。人们在充分地享受移动通信为人们带来的便利和快捷的同时,也会慢慢的对它的电磁辐射的环境方面的影响进行关注。
一、移动通讯基站的概述
移动通信基站会在一定的无线电覆盖区域中利用移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电站。在GSM网络当中,基站的作用非常重要和明显,它会直接对GSM网络的通信质量产生影响。移动通讯基站是不可避免产生电磁辐射的,而电磁辐射对环境也存在着污染,对人们的健康造成一定的威胁。
二、移动通信基站设施定期环境监测的办法
对移动通讯基站设施的定期环境监测工作来说,主要是对它的电磁辐射情况进行监测,在监测工作开展的过程当中,要设立一定的监测点,这点一般分布在以发射天线作为中心,以50m作为半径的范围可能受到影响的保护目标处,在具体设定的过程当中会根据现场的实际情况来进行适当的调整。一般来说,这些点位的布置会优先布设在公众可以到达的距离天线最近的地方,同时也可以根据不同目的来对监测点位进行选择。移动通讯基站来说,它的天线发射一般都是定向的天线,因此它的监测点位的设置应该选择在天线的主瓣方向内。如果它的发射天线是架设在楼顶的基站,那么就应该在楼顶工作可活动的范围当中进行监测点位的布设。
三、移动通讯基站设施定期环境监测对环境保护的重要性
(一)电磁辐射的危害
电磁辐射对人体来说有比较大的危害,它的危害主要在热效应、非热效应和致癌致畸等几个方面有着体现。
首先,电磁辐射的热效应,在辐射比较强的区域当中,辐射的功率密度一般比较大,在这样的情况下,人体所吸收的辐射就会转换成热能。当人体对这些热能的吸收超过了自身的调节能力时,就会导致人体的温度出现明显的上升,最终造成人体的损伤甚至引起生理功能上的紊乱。例如白内障、男性生殖系统障碍和其他热损伤是由于热效应所导致。
其次,电磁辐射的非热效应,电磁辐射的功率密度不大的时候,长时间的被人们进行照射,虽然不会引起人们体温的明显升高,但是也会使人出现烦躁、头晕、记忆力衰退、脱发和植物神经功能紊乱等症状,这些症状一般会在人们远离辐射源之后会慢慢的恢复。
再者,是电磁辐射的致癌致畸变作用,也被人们称之为累积效应,它是一种电磁辐射的远期效应。因为前面两种效应对人体进行作用之后对人体的伤害还没有来得及自我修复,在这样的情况下,人体如果再一次受到电磁波的辐射,就容易在伤害上出现积累的情况,久而久之就会使得人体中的染色体出现畸变,最终诱发癌症,严重情况下会危及生命。根据相关的研究资料可以发现,如果人们长期处在电磁辐射当中,女性内分泌和生殖机能都会受到影响,会对人体的生殖细胞或者沼气胚胎的发育产生危害。近些年来,移动通讯基站设施所产生的电磁污染已经引起了人们的关切,同时也获得了政府的重视。
(二)移动通讯基站设施定期环境监测对环境保护的重要性
(1)实时掌控数据,及时控制电磁辐射。对移动通讯基站的设施展开定期的环境监测,主要是对它的电磁辐射情况进行监测,通过定期监测工作的开展,可以实时地对电磁波辐射的数据进行掌握。在这样的情况下,人们可以根据所监测到的数据及时地对电磁辐射情况进行控制,确保人们所生活的环境处在一个可控的健康范围中,不至于对人体造成影响和伤害。
(2)及时发现问题,合理开展环境保护。由于移动通讯基站的设施建设是必须的,它在人类的通讯和发展当中起着关键的作用,因此,在这样的情况下,通过环境监测的定期开展,可以帮助人们及时的发现环境中的问题,从而通过对电磁辐射的处理对设备的合理调整,开展环境的保护工作,确保人们能够有一个健康的生活环境。
四、结语
综上所述,对群众来说,他们对移动基站的建设非常抵触,甚至会在移动基站的建设过程中出现阻挠施工破坏设备的现象,最终会和施工人员产生冲突或者造成基站不能够如期地建成,严重的情况下甚至会被迫拆除,阻碍了我国通信技术的发展,使得我国社会的稳定和团结也受到了影响。对移动通讯基站来说,开展定期的环境监测工作,不仅是对居民抵触情绪的一个有效消除手段,同时也能够在环境的保护中发挥作用。
参考文献:
[1]王亚民, 张永富, 张金明. 移动通信基站电磁辐射环境监测布点的讨论[J].辐射防护通讯, 2002, (3).
关键词:高压线路;居民住宅;安全距离;电磁污染;电磁辐射 文献标识码:A
中图分类号:TM752 文章编号:1009-2374(2016)21-0015-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.21.007
1 环境受到了高压线路与电磁辐射的影响
1.1 周边的无线电的装置受到了高压输电线路的影响
正在运作的高压线路将会出现电磁脉冲,并在空间会辐射高频的电磁波。高压线路对通过的区域会产生电磁污染,则高频的电磁波会通过高压线路快速传播,这就会影响高压线路两边设备工作接收的信号波形峰值与波形相位,从而造成的噪音比无线电的接收设备的正常工作的要求很难达到。电晕放电和火花放电会使高压输电的线路产生严重干扰。电晕放电则会对电视机的播放、收音机的接听等其他家用电器的正常使用产生严重影响,但是不会对人们身体生命造成威胁。火花放电则会对电视频段的接收产生影响。
1.2 高压输电线路的电磁辐射给周围人与动物造成了很大影响
高压线路所产生的电磁辐射对人体有累计影响、热和非效应等。累积效应是指两种效应对人体作用后,使人体受到损伤且没有恢复又受到外界辐射,损伤累积起来,时间长了就会形成永久的病态,严重者危及生命。热效应是指人体内的水分子会受到电磁的影响产生互相碰撞,水温温度在体内升高时,体内每一个器官的运行会受到影响。非热效应是指微弱的电磁场在正常情况下会对人体的各个器官发挥作用,而且这种情况是比较持续和稳定的。但是如果人体接受到外部环境下电磁场,则这种有序和稳定的形式就会被打乱,而人的身体就会遭到损害。
动物也将会受到高压线路的电磁辐射的影响。电磁辐射相对大鼠的生殖和血液系统、心脏等方面会造成相对应影响。通过专家研究可以发现了一些影响,对大鼠心脏的肌细胞在受到电磁辐射时会产生一些身体变化,比如体内的血红蛋白分子结构会发生一些改变,同时造成肺部位、肾部位、组织结构等不好的影响。而人体受到电磁辐射的影响有:(1)女性的分泌系统不正常,月经紊乱,男性的下降;(2)电磁辐射对人体的造血功能产生下降,容易引起肝病,影响骨髓和大脑组织的发育,视力会有所下降,严重的还会引起视网膜脱落;(3)容易使女性出现流产、不育或者胎儿出现畸胎等情况;(4)对人体的生殖系统、神经系统以及免疫系统带来直接的伤害;(5)心血管疾病、糖尿病、癌突变主要的诱因是电磁辐射。
1.3 高压输电的线路的电磁辐射相对于通信的线路影响
对于架空的铁线静电干扰,还有对架空线、光缆、直埋式电缆电磁辐射的影响是高压输电的线路对于通信的线路影响的表现。若通信线路上出现短路电流,则对设备的正常运行与人体的生命安全会造成严重的威胁,受到威胁的程度由电流的强度以及作用时间来决定。比如,电磁辐射作用的时间越长,那么人体能接受电流的强度就会越低。一般来说,只要处于平行状态就不会有太大危险,但是如果遇到输电线路短路或者打雷情况时,输送的电流或电压就很可能瞬间升高,对一些电气设备运行以及人体生命安全带来严重威胁。
2 高压线路经过居民住宅的安全距离
在城镇人口稠密地区,各级电压的导线边线的延伸距离,大于等于导线的边线最大的计算弧垂以及最大的计算风向水平距离与风偏后的距建筑物安全距离的和。根据各级高压线的风偏情况,建筑物距离高压电线水平的安全距离如下:1千伏以下1.05米;1~10千伏1.65米;30千伏3.0米;66~110千伏4.5米;155~220千伏5.0米;350千伏6.0米;550千伏8.5米。
2.1 无害论
专家们通过对省电力情况进行研究和试验,测试结果说明:如果电场强度达到规定的标准的4千伏/米时,试验的结果是没有发现人体出现不舒服的情况;如果在变电站附近的500千伏线路下,现场测得电场强度为3.35千伏/米,在标准值4千伏/米以下时处于安全范围以内。检测人员总结为,我国制定的标准要高于国际标准。因此只要严格按照我国线路设施建设的相关规定进行操作,线路设施产生的电磁场或者工频磁场对人体不会造成损害。在线路建设施工时,一种方法是可以首先把高压线塔修建好,然后再建立住宅区;另一种方法是首先把住宅区修建好,然后建设高压线塔。如果是第一种情况,需要按照《城市设计规划有关规定》,如果建设1万伏的高压线塔,要与居民楼的水平距离最少保持5米,11万伏的10米、20万伏的15米、55万伏的25米,超出这些规定的距离即使还存在辐射,人体的健康和生命也会在安全范围之内。如果是第二种情况,高压线塔的建设应该远离住宅区。
2.2 有害论
低频磁场辐射的强度以及作用时间长短会直接影响人体出现疾病的概率。1993年瑞士的一项医学调查,对200~450千伏高压输电线沿线550米范围内,对居住年限在1~25年之间的50万名居民进行医学调查,统计结果显示,肿瘤疾病以及儿童白血病的发生率非常高,这与高压电磁场有直接关系。世界卫生组织医学研究机构(IARC)于2002年5月把输电线路产生的电磁场以及设备产生的电磁场作为人类可疑致癌物的原因之一。调查结果还显示有些人是在10~15年的时间才发现潜伏的
疾病。
电磁场一方面带给人们方便,另一方面也带给人们伤害。从微波炉、吹风机等家用电器到手机、电脑、计算机时代,我们的生活和工作都受到电磁场带给我们有利的一面。但是处于外部环境时,各种电机设备的运行以及高压电线路又让我们处在危险的电磁场中。经过科学家不断的试验证实,如果人们生活在0.2微斯特拉以上的低频磁场环境中就会对人体产生危害,比如造成中枢神经系统不能正常运行、心血管系统不能正常运行,严重影响人的正常生活。400千伏高压线产生的电磁强度可达13.5微斯特拉。国际卫生组织规定,可以容许的磁感应强度最大值为100微特斯拉(我国的标准也是这样),但英国卫生委员会和美国医学专家们在1995年5月提出,要把国际卫生组织制定的这个标准修改为1/5微特斯拉,瑞典国家规定不可以超过1/5微特斯拉。
经过这些试验,专家们提出,在实际生活中可以采取既经济又实用的方法做好预防措施。比如,住宅区的建设不要靠近高压线;家用电器的使用应该注意它的磁场感应强度,辐射强度最好不要超过0.2微特斯拉。英国卫生委员会经过试验认为,在大于130千伏的高压线,周围10米范围内的电磁辐射强度会超过0.4微特斯拉;11~66千伏的高压线,对周围10米范围内的电磁辐射强度超过0.2微特斯拉;该委员会还指出,高压线电磁辐射对成年人危害相对较小。关于“电磁辐射”各国专家总结为:(1)英国专家提出的标准是不超过0.4微特斯拉电磁辐射是安全的;(2)中国专家提出的标准是220千伏的高压线在百米范围内的电磁辐射强度不超过0.4微特斯拉是安全的。130千伏的高压线在数十米范围内的电磁辐射强度超过0.4微特斯拉是安全的;11~66千伏的高压线在十数米范围内的电磁辐射强度超过0.4微特斯拉是安全的;埋藏在地下的高压线只在数米范围内的电磁辐射强度超过0.4微特斯拉是安全的。
2.3 高压输电线路的路线和施工设计方案要有环保意识
关于高压线路的建设方案,应该依据少砍树、少拆房的施工原则,要尽量地采取紧凑塔型的施工方案以满足资源不足的地区;要采用保护植被的施工原则,尽量减少基面的开挖,以免水土流失;施工过程中对金属物体要接地良好;沿线两侧250米范围内要避免建房屋,以免对人身的健康带来危害;高压输电线路的设计要注意,导线距离地面一定要符合要求;高压线路的铺设与房屋的垂直距离不小于5米;无线电设备要在高压线路周围设立安全防护区;如果电压超过220千伏时,需要设置安全防护走廊,走廊周围不得有障碍物,设置的宽度要在45米左右;在线路施工过程中遇到信号接收器时,要选择信号不是很重要的一边经过。为了提高社会的效益和环境保护,对线路的施工要特别注意,综合考虑选择合适的施工方案。
通过实验发现,在距高压的输电线路的50米范围内可以受到很大电场干扰,但是磁场的影响比较小;距离高压线路越远,电磁场影响越小。如果距离在100米以外,磁场不会产生任何危害。一般来讲,受到影响小的可忽略不计,受到影响大的就可以采取下列措施:(1)装设中和屏蔽线、放电管、变压器;(2)将影响的通信线、信号线、输电线改成电缆。
3 结语
高压电线是电网建设的重要组成部分,直接关系到电网的安全运行。高压输电的线路在运作过程中将会影响通信的线路正常运行及无线电正常运行,也会对人们的生活和工作产生一定影响。高压架空的输电线的磁场、无线电干扰会对周围设备的运行以及生命安全造成威胁,但是只要采取适当的防护措施,就会减少或者避免危害。目前,对电磁污染的危害没有正确的定论,人们对此还存在担心,需要专业人士进一步研究,所以电力企业需要加大科技的投入,不断引进先进的架设高压电线的技术。电力研究人员需要深入实际,研究高压电线对住宅和居民的影响,研究出科学合理的防护措施,为了以后工作开展打下基础,使我国的基层电网可以建设得更加完善,间接地有利于供电企业的实现经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 郑信国.高压架空输电线路设计中的环境评估[J].中国科技信息,2014,(14).
[2] .高层建筑物附近架空高压输电线路的走廊问题[J].电力环境保护,2012,(5).
[关键词]电磁辐射;电磁环境污染;污染防治
中图分类号:F426.61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0238-01
引言
电磁环境污染是指电磁波在向外界传播的过程中产生的电磁辐射扰乱了人类的正常生产生活的现象。尽管现在我国经济得到了飞速发展,电子科学技术也突飞猛进,但由此产生的副作用也日益显露,电磁环境污染正是其表征之一。据有关研究表明:经济越发达的地区电磁环境污染越严重。不过因电磁辐射的不可见性和对人类身体影响的缓慢性,电磁环境污染还未受到人们的足够重视。但这不表示我们就可以忽略这种影响,如果对电磁环境污染不加以防治,它还会产生持久的危害性。
1.电磁环境污染的危害
电磁环境的污染不仅给人类生产造成巨大的影响,更重要的是还给人类的身体健康造成极大的威胁。我们想要防治电磁环境污染给我们带来的危害,首先我们要先了解它的危害表现为哪些方面。
1.1 对电子设备造成严重干扰
复杂的电磁环境中,电磁污染可以通过发出的电磁波会对其他电子设备造成不利的影响。很有可能会导致周边设备传输数据失败,系统功能下降,信息传导出现失误等状况。例如在高压线附近由于受到强磁的干扰,室内电脑会时常出现死机等现象。由于电磁污染导致的电子设备出现故障往往还带有突发性,所以它给人类生产生活造极大的影响甚至产生灾难性的后果。在全球范围内每年因此而造成的经济损失就达上百亿美元。
1.2 人类身心受到极大的威胁
电磁环境的污染还会影响的人类的身心健康。电磁辐射对人身体造成伤害有三大效应:热效应、非热效应和累积效应。当人体受到强磁环境冲击时,身体内的中枢神经系统会受到不同程度的影响,内分泌出现紊乱,进而削弱人的免疫系统。电磁辐射还易引起流产率的提高和不孕的现象,给人们的生殖系统带来损伤。更为可怕的是强磁环境污染还可能诱发癌症,并使得癌细胞在身体内扩散。
1.3 信息数据存在泄漏的风险
由于计算机显示器、通信线路、主机、打印机等输出设备存在的“电磁缺陷漏洞”,易导致计算机视频信息被远距离窃取、复现与还原而产生电磁泄漏,从而危及城市电磁信息安全。[1]现如今无论是国家机关、企事业单位、科研机构、学校或者个人都在广泛使用电脑,如果不法分子通过技术手段远程窃取这些单位机构的信息,不仅会给国家和个人带来很大的安全风险,而且造成的损失也将无法估量。
2.电磁环境污染的防治
随着电子产品的广泛应用,我国电磁环境日益恶化。因之产生的电磁环境污染给人类生产生活带来极大的困扰。我们急需研究电磁环境污染的防治对策,这为我们国家、企业和个人提出了更高的要求。
2.1 依法加强对电磁环境的监管
电磁环境污染需要从源头上进行管理,为此国家需要规范防治电磁污染的法律、法规。尽管我国早在1988年就已经了《中华人民共和国环境电磁波卫生标准》(GB175-88)和《中华人民共和国电磁辐射防护标准》(GB8702-88),并随之展开实施。但是这两项法律标准距离今天已有二十多年,原来的电磁环境状况与现在并不能相提并论。现在我们应该在完善电磁环境污染分析数据库的基础上,制定与当下环境相适应的法律。
虽然现在已经有证据表明低频电磁场对神经系统产生不利影响,但是所有影响它都有一个临界值,如果低于这个临界值是可以避免电磁场对人的身体产生影响。一方面,在制定防治电磁污染的法律时,要根据电磁波容许辐射强度来规定安全的电磁频率标准。另一方面,法律还应制定出相关的处罚标准,并切实的贯彻下去。如果监察部门监察到超出这一标准达到电磁环境污染程度,要依法进行处罚。这样才能使得电磁环境监管与污染治理相结合。
2.2 采取电磁辐射防护技术
想要对电磁辐射进行有效的防护,我们可以优化电子产品的工业设计,运用新型材料,从而较少电磁辐射的泄漏。当然还可以用防电磁辐射的材料进行屏蔽,这种材料一般是网状型金属物体。如果电磁辐射到达屏蔽装置时,大部分电磁辐射会被屏蔽装置反射出去,还有少部分会被它过滤吸收,这样想要透过屏蔽装置的电磁辐射就会大大减少。
此外,在较强的电磁辐射场进行工作时,应该穿上电磁辐射防护装备。防护装在遇到外部的强磁作用时,能够大量吸收消耗电磁辐射,抵消外界磁场对身体的作用,达到降低电磁辐射,保护人体不受侵害的作用。现在市场上出售的电磁防护服装依据服装材料可以划分为四种:(1)碳纤维、不锈钢纤维等与纺织纤维制成的混纺材料(2)多离子织物(3)电磁辐射防护纤维制成的织物(4)涂层防辐射织物。[2]我国目前对于从事高压电设备的工作人员制定了国家标准 GB6568.1《带电作业用屏蔽服装》。这种服装是用均匀分布的导电材料和纤维材料等制成的,有利于保护工作人员。
2.3 提高自身的电磁辐射防护意识
在日常的生活当中,我们不可避免地要大量接触手机、电脑、电视等电子产品。但是对于电子设备带来哪些辐射和危害,我们也应该熟知。例如,按照电磁炉工作时的原理,电流产生交变磁场,之后把锅具放到电磁炉上,锅具内的铁分子随之在做无规则高速运转,由此之间相互碰撞进而摩擦起热,从而达到加工食物的目的。虽然电磁炉只是对金属材料起作用,但根据相关研究表明:正在使用的电磁炉正前方0.1m处磁场强度达8.70μT,即使远离到0.3m以外,也有1.00μT。这样就有可能对我们身体健康产生巨大影响。[3]所以尽管电磁环境污染的危害我们无法用肉眼观察到,但对于由此造成的危害我们在平常应加以防范。
当然,除了由电磁炉产生的辐射,进而造成电磁环境污染外,在使用其他电子设备时,我们也应该时刻加以警惕。日常生活中使用电子设备的时间不宜过长,在电脑前每个一个小时就要起身眺望远方,让眼睛和大脑得到一定的休息;当购买来电子产品在房间内进行放置时,也应合理的进行布局,不宜把它们一起加以放置;电视距离人体的距离应保持在4米以上等等。
3.结语
电磁环境污染是随着经济发展带来的一个不容忽视的“副产品”,它给人类的生产生活造成极大的困扰。但是这并不能说明它是不可控制的,在今后的发展中如果我们加强对这方面法律法规的完善,开发新的防治电磁环境污染的技术,研究防辐射的新材料,以及日常生活中加强防范意识,那么电磁环境污染的危害性就会大大的降低。
参考文献
[1] 孙遥.城市电磁环境污染及其防治对策[J]. 电讯科技.2012(04).
对于一般的电磁兼容问题分析的基本模型如图1所示。
图1电磁兼容分析模型
对于宽带PLC系统来说,干扰源要整体考虑,不仅包括PLC设备,而且要考虑当信号加到电力线上时,由于电力线是一种非屏蔽的线路,有可能作为发射天线对无线通信和广播产生的不利影响。此外还要考虑多种PLC设备间的相互影响。PLC的耦合途径是非常复杂的,是不同的途径相互作用的结果,总体上分为两种,一种是空间的辐射,对应的扰设备是无线通信和广播信号;另一种是沿电力线的传导骚扰,主要造成对电能质量的影响。因此宽带PLC系统的电磁兼容问题涉及多个PLC系统的共存,以及与无线网络的共存。
1.2宽带PLC系统电磁干扰产生的机理
电力线最主要是用来传输电能的,其特性和结构也是按照输送电能的损失最小并保证安全可靠地传输低频(50Hz)电流来设计的,不具备电信网的对称性(构成回路的两根绝缘芯线对地是对称的)、均匀性(在线路的全部长度上传输导线横截面形状及大小、使用材料、导体间的间隔和导体周围的介质都保持均匀不变),因而基本上不具备通信网所必须具备的通信线路电气特性。而宽带PLC系统所产生的电磁干扰问题正是由于电力线的这种对地不对称性产生的。
宽带PLC系统产生两种电磁场,传导波和辐射波。它们都是由共模电流引起的。
电磁干扰源的一般模型如图2所示。
图2电磁干扰的一般模型
根据这个模型,一般认为EMI是由两种电流注入网络引起的,一种是共模电流(Ic),一种是差模电流(Id)。差模电流信号流入的上行方向(设备到网络)产生了一个磁场,而另一个差模电流以同样的强度和领域与第一个在相反的方向上(网络到设备)上产生第二个电磁场。由于两个电磁场对称且方向相反,彼此产生的电磁干扰相互抵消。与差模方式相反,共模电流在同一个方向上,所以产生的电磁场是不对称的,因此总的电磁辐射是两个电磁场的叠加。所以PLC网络的干扰主要是由共模电流引起的。
PLC对无线通信的影响
理论证明,在原有的几百kHz频带内是无法实现Mbit/s级的高数据传输速率的,因此高速PLC技术所采用频带远远超过了低速PLC所规定的频带范围。
目前高速PLC技术所采用的频带也没有统一标准。国际上的实际应用一般集中在1MHz~30MHz。从高速PLC技术的应用模式来看,国际上主要分为两种不同的应用,欧洲的PLC技术主要应用于Internet接入,欧洲电信标准委员会ETSI(theEuropeanTele—communicationsStandardsInstitute)在其技术规范“TS101867”中将1.6MHz~9.4MHz规定为接入应用频带,将11MHz~30MHz规定为室内应用频带。另一种应用方式主要集中在北美,北美的高速PLC技术主要应用在室内联网。
与低速PLC所占的专用频带不同,高速PLC所采用的lMHz~30MHz频带已被分配给其他无线电应用了,如固定业务、移动业务(水上移动、陆地移动、航空移动)、无线电定位、无线电导航、标准频率和时间信号、短波无线电广播、业余无线电业务、卫星业余业务、射电天文和气象辅助等业务。
对PLC而言,首先要考虑是否存在尚没有分配给其他应用的频带:在德国,lMHz~30MHz频带范围内没有分配的频带大约有7.5MHz,但频带不连续,因此对信号的调制技术就会有选择性。OFDM采用多载波技术,因此OFDM可以适应这种频带不连续的情况。对于已经分配的频带,如果PLC系统需要使用,就必须考虑在这些频带范围内的电磁辐射问题,这是因为PLC系统的载波信号能量可能辐射到周围空间,对该频带内的无线电业务造成影响。由于这种干扰来自PLC系统的有用信号,因此PLC干扰源的性质可以定位为有意干扰源。在这种情况下,只能考虑在这个频带内对PLC系统的电磁骚扰进行限制,以保护在这个频带内的无线电业务。就电力分布线和发送线产生的磁场而言,会随着时间变化而改变,与电流大小成正比。PLC在应用频带内的电磁辐射对无线电业务的潜在影响也是目前对PLC应用的主要争议。
测试结果
为了评估PLC室内局域网系统以及PLC接入系统的电磁辐射水平,许多组织及研究机构对PLC的辐射场进行了大量测试[3,4,]。
ET.SIPLT工作组的研究小组进行了如下测试:在传导干扰基本满足CISPR22B类设备规定的最大限值的情况下,测试不同频率、不同距离时电力线的辐射场强,研究是否存在干扰合法短波无线电用户使用的可能性。测试结果如下:
(1)辐射场的场强随距离的增加而快速衰减。测试结果表明,衰减的幅度为距离每增加10倍衰减为31dB~36dB。
(2)在城市内,满足CISPR22的PLC系统产生的辐射场强低于典型的大气和宇宙噪声,不会对其他无线业务产生干扰。但在人烟稀少的农村,在12m~14m的范围内有可能对无线电接收机产生影响。
(3)12m~14m之外,在任何地区,满足CISPR22的PLC系统产生的辐射电平低于典型的大气和宇宙噪声,不会干扰无线电接收机的工作。
也有许多专家对大量PLC系统同时使用时的电磁辐射累积效应进行了研究和测试,其目的在于分析大量PLC系统同时使用时对无线GSM网络,特别是具有高接收灵敏度的GSM中心站的影响。在所测试区域,有一个GSM中心管理站,1433个基站(每个基站的容量为200个用户),终端用户容量为28600个。在该网络覆盖区域内共安装了19个PLC网络。测试结果表明多用户同时使用时,如每个PLC终端注入到低压配电网的信号功率谱密度达10mW/Hz(远高于PLC系统实际注入的功率谱密度),在离PLC网络1500m处,即使是在没有建筑物阻挡的开阔地带,多个PLC系统产生的电磁辐射值也低于大气及宇宙噪声,对环境噪声的增值远小于0.1dB。
对宽带电力线等非无线电设备管理的一些建议
通过对宽带电力线对无线广播通信频率干扰的分析,我们对宽带电力线干扰的机理和防治方法有了较深入的了解。
如何加强对辐射无线电波的非无线电发射设备的管理,特别是像宽带电力线通信这类辐射无线电波的非无线电发射设备的管理,是无线电管理部门需要考虑的问题。
在信息化社会里,无线电频谱作为一种重要的资源,它的作用日益重要。无线电业务已经普及到社会生活的方方面面,各行各业对无线频谱的依赖性越来越强。随着技术的不断发展,各类电子设备等非无线电通信设备广泛应用于社会生活当中,其产生的电磁辐射是无线电通信业务的潜在干扰源。由于这类干扰日益增多,对管理提出了新的挑战。目前对这类干扰查处的主要依据是《中华人民共和国无线电管理条例》第六章和第八章对非无线电设备的无线电波辐射的规定,但力度不够。
对于这些问题,建议在制度方面出台一些具体的规章制度,以便处理问题时有章可循,有法可依。在技术方面应逐步加强对该类设备检测监测技术的研究,在管理方面须加强与不同部门的沟通和协调,实现对这类产品生产、销售使用的有效监管。
结束语
宽带电力线通信的载波频段与其他无线电通信业务共用,而且电力线是一种非屏蔽的通信线路,因此宽带电力线通信在实际工作中不可避免地存在电磁干扰的问题。
随着通信技术的发展、新的调制方式和组网技术的出现,电磁干扰问题将会不断得到改善。基于这种情况,无线电管理者应该坚持科学的态度,既要保证现有的重要无线电业务不要受到干扰,同时要为新技术的发展留出空间,使新旧技术在同一片天空下和谐发展。
河北省无线电管理局廊坊分局张力波
华北电力大学电气与电子工程学院柴守亮
参考文献
[1]李祥珍,刘家亮,赵丙镇,王丽平.电力线高速数据通信系统电磁辐射及应用性能的研究[j].电力系统通信,2003,(4):17—21.
[2]孙辛茹,王乔晨.电力线高速通信技术的现状及发展[J].电力系统通信,2004,(4):3—6
1、温度对通信设备的影响
(1)温度影响光波长的稳定性光波长的稳定性与温度密切相关,如果上游站点使用的是定波长的光板,温度过高时,两个方向的定波长光板发生波长漂移,到达对端站点光板,波长不对应,相应地端口输出光功率会降很低,当光功率值低于对端站点光板的收光灵敏度很多或接近灵敏度,该光板就会上报RLOS或B1OVER告警,一端会出现RLOS致使发生倒换;另一方向会出现B1OVER,影响光传输设备正常运行。一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s。
(2)温度影响设备元器件的稳定性设备的精密元器件本身受温度影响大,温度越限时,就越容易损坏。这类缺陷在数据设备上反映较为明显,根据统计表明,对于数据设备温度每上升10度,故障率提高25%。即使是工业以太网交换机,在30℃的环境温度下,交换机的平均故障时间间隔(MTBF)为10年,在40℃的环境温度下,交换机的平均故障时间间隔(MTBF)降低为8年。
2、湿度对通信设备的影响
空气潮湿,易引起设备的金属部件、插接件、管部件产生锈蚀,并引起电路板、插接件和布线的绝缘性能降低,严重时还可造成电路短路。空气太干燥又容易引起静电效应,运行人员稍微不注意,人体表面的静电现象就能把设备主板中的电子元气件击穿,严重时还能导致火灾事故发生。一般说来,机房内的相对湿度保持在45%~65%范围内较为适宜。
3、空气质量对通信设备的影响
通信机房是一类特殊的工作场所,由于硬件设备的特殊技术要求,机房长期处于密闭状态,主要依靠空调通风设备输送新鲜风量、形成空气流通。通信机房中空气质量的优劣会影响硬件设备的运行情况、设备故障发生的频率,比如灰尘、油污、潮气、盐份、氧化、腐蚀性气体等造成设备的“综合污染”,形成对设备的“缓腐蚀”作用,被严重污染的设备还会使其散热能力下降,不同程度地造成设备的误码率、缺陷率、坏板率增加,影响设备正常工作。因此,对通信机房空气进行评价,对于保证良好的通信质量有着重要意义。
4、电磁干扰对通信设备的影响
电力系统通信机房的电磁干扰来源于三方面的干扰。其一周围环境的电磁干扰,高压输电线路可能对周围事物造成干扰,主要包括变电站的强电磁环境,雷击干扰等。其二来源于电源的干扰。如电力开关的操作过程引起的强烈电流脉冲干扰。其三来自系统内部的干扰,设备聚集静电放电产生的电磁辐射。由以上分析可见,机房的环境质量对设备的影响是多方面作用的结果,为更准确的分析机房环境与设备缺陷之间的关系,需要综合分析以上方面的原因,建立一个综合评价机房环境质量的模型,定量分析机房环境质量。
二、机房环境质量模型建立
机房的环境质量主要受四方面影响,为建立一个实用的机房环境质量模型,并定量分析机房环境质量。我们首先单独分析各影响因素,并根据其各自的特点进行独立建模。
1、温度系数Te温度的影响具有“直接性”的特点,即温度的变化和越限可能立刻导致设备缺陷,所以温度在机房环境质量量化公式中是一个线性关系,而又因为机房温度高于或低于正常温度对设备的影响有所不同,一般来说同偏差范围内,高温的危害要强于低温,所以在温度系数计算上,高温和低温又应有所区别。通过运行经验,定义温度系数如下:
2、湿度系数H湿度过高或过低对于设备的影响是不同的,所以在湿度系数计算上,湿度大和湿度小应有所区别。湿度大,显示的是长期的累积效应,通过腐蚀和降低设备绝缘性造成设备缺陷,与作用时间t(天)有正比关系。湿度小,显示的是直接性,通过静电感应现象,对设备进行伤害。通过运行经验,定义湿度系数如下:
3、空气质量系数AP空气质量的影响具有累积效应,即空气污染不是立刻导致设备缺陷,而是通过一段时间的作用,最终导致设备缺陷,所以空气质量系数在机房环境质量量化公式中是与作用时间t(天)有正比关系。
4、电磁干扰系数E因电磁干扰-EMI可以通过防雷接地、严格设备电磁兼容性-EMC等有效手段进行控制,影响电磁干扰系数有以下两个方面:(1)屏蔽:屏蔽是利用屏蔽材料阻止或减少电磁能量在空间传输造成干扰影响的一种措施。通过屏蔽,干扰的能量能得到有效的削减。屏蔽效果与屏蔽材料的特性,厚度直接有关。(2)接地:接地既是抗干扰的措施,也是安全的重要措施。正确的接地既能抑制外部电磁干扰的影响,又能防止电子电气设备向外部发射电磁波;而错误的接地常常会引入非常严重的干扰,甚至会使电子电气设备无法正常工作。所以电磁干扰系数根据以上两个因素分为四类。
5、机房环境质量综合评价指数C0通过分析以上各条件的特性,利用综合评价法,设温度系数Te为P1,湿度系数H为P2,空气质量系数AP为P3,电磁干扰系数E为P4,其各自所占的权重μm分别为40%、30%、25%和5%(m=1,2,3,4),则机房环境质量综合评价指数C0为:根据监控系统1-11月检测的温度数据,可以计算出一类站点各站的每月以及全年平均温度系数和平均湿度系数,空气质量系数暂时分为三种,2009年进行机房防尘装修改造的站点赋值为100分,近年新投运站点赋值为90分,其它站点赋值为60分。根据机房环境质量计算结果和实际运行经验,我们将机房平均环境质量指数由好到差,对其进行定级,分为一级、二级、三级机房。
三、机房环境质量模型应用
通过对环境影响数据的定量分析和机房环境的定级,可以综合评估机房环境质量,对不满足要求的机房制定整改措施,指导日常运行工作。
1、指导机房整改措施根据统计数据,网内机房等级分布如下所示。通过各月份温度系数的比较,可以看出站点温度系数的变化分为四种类型,下图为典型站点曲线图:1)全年高温度系数曲线如上图安慧集控站,全年不分季节,温度系数很高,为设备提供了一个优质的温度环境。此类曲线的站点,温度调控良好,空调等设备满足通信设备需求,为通信设备提供了一个优质的运行环境。(2)全年低温度系数曲线如上图富丽城站,机房内无空调,全年不分季节温度系数较低,不满足设备运行需求。此类曲线的站点,需要尽快进行整改,新增空调设备。(3)夏季低温度系数曲线如上图大塑集控站,机房内无空调,夏季时温度系数很低,机房内温度高,为设备健康运行造成了隐患;而冬季站内暖气供应合适,造成冬季温度系数上升,满足机房运行环境需求。此类曲线的站点,需要在夏季来临前,尽快进行整改,新增温度调节设备,加强制冷能力。(4)冬季低温度系数曲线如上图青水顶微波站,机房内无空调,因地势高的原因,夏季温度系数较高,满足设备运行需求;而冬季,站内无暖气供应,温度系数急剧降低,为设备健康运行造成了隐患。此类曲线的站点,需在冬季来临前,尽快进行整改,新增的温度调节设备,加强制热能力。
气体放电的基本物理过程
一、选择题
1)
流注理论未考虑
的现象。
A.碰撞游离
B.表面游离
C.光游离
D.电荷畸变电场
2)
先导通道的形成是以
的出现为特征。
A.碰撞游离
B.表面游离
C.热游离
D.光游离
3)
电晕放电是一种
。
A.自持放电
B.非自持放电
C.电弧放电
D.均匀场中放电
4)
气体内的各种粒子因高温而动能增加,发生相互碰撞而产生游离的形式称为
。
A.碰撞游离
B.光游离
C.热游离
D.表面游离
5)
______型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷
B.钢化玻璃
C.硅橡胶
D.乙丙橡胶
6)
以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件?
A.大雾
B.毛毛雨
C.凝露
D.大雨
7)
污秽等级II的污湿特征:大气中等污染地区,轻盐碱和炉烟污秽地区,离海岸盐场3km~10km地区,在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少,其线路盐密为
。
A.≤0.03
B.>0.03~0.06
C.>0.06~0.10
D.>0.10~0.25
8)
以下哪种材料具有憎水性?
A.
硅橡胶
B.电瓷
C.
玻璃
D金属
二、填空题
9)
气体放电的主要形式:
、
、
、
、
10)
根据巴申定律,在某一PS值下,击穿电压存在
值。
11)
在极不均匀电场中,空气湿度增加,空气间隙击穿电压
。
12)
流注理论认为,碰撞游离和
是形成自持放电的主要因素。
13)
工程实际中,常用棒-板或
电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14)
气体中带电质子的消失有
、复合、附着效应等几种形式
15)
对支持绝缘子,加均压环能提高闪络电压的原因是
。
16)
沿面放电就是沿着
表面气体中发生的放电。
17)
标准参考大气条件为:温度,压力
kPa,绝对湿度
18)
越易吸湿的固体,沿面闪络电压就越______
19)
等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上__________含量的一种方法
20)
常规的防污闪措施有:
爬距,加强清扫,采用硅油、地蜡等涂料
三、计算问答题
21)
简要论述汤逊放电理论。
22)
为什么棒-板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高?
23)
影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些?
24)
某距离4m的棒-极间隙。在夏季某日干球温度,湿球温度,气压的大气条件下,问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?(空气相对密度)
25)
某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m的高原地区的35kV变电站,问平原地区的制造厂在标准参考大气条件下进行1min工频耐受电压试验时,其试验电压应为多少kV?
第二章
气体介质的电气强度
一、选择题
1)
SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是______。
A.无色无味性
B.不燃性
C.无腐蚀性
D.电负性
2)
冲击系数是______放电电压与静态放电电压之比。
A.25%
B.50%
C.75%
D.100%
3)
在高气压下,气隙的击穿电压和电极表面______有很大关系
A.粗糙度
B.面积
C.电场分布
D.形状
4)
雷电流具有冲击波形的特点:______。
A.缓慢上升,平缓下降
B.缓慢上升,快速下降
C.迅速上升,平缓下降
D.迅速上升,快速下降
5)
在极不均匀电场中,正极性击穿电压比负极性击穿电压______。
A..小
B.大
C.相等
D.不确定
二、填空题
6)
我国国家标准规定的标准操作冲击波形成______。
7)
极不均匀电场中,屏障的作用是由于其对______的阻挡作用,造成电场分布的改变。
8)
下行的负极性雷通常可分为3个主要阶段:
、
、
。
9)
调整电场的方法:______电极曲率半径、改善电极边缘、使电极具有最佳外形
三、计算问答题
10)
保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合?为什么?
11)
某1000kV工频试验变压器,套管顶部为球形电极,球心距离四周墙壁均约5m,问球电极直径至少要多大才能保证在标准参考大气条件下,当变压器升压到1000kV额定电压时,球电极不发生电晕放电?
12)
一些卤族元素化合物(如SF6)具有高电气强度的原因是什么?
第三章
液体和固体介质的电气特性
一、选择题
1)
电介质按极性强弱分类,在下面的介质中,弱极性电介质有______,中性电介质有______,强极性电介质有______。
A.H2
B.N2
C.O2
D.CO2
E.CH4
F.空气
G.水
H.酒精
I.变压器油
J.蓖麻油
2)
按照国家标准GB11021-1989“电气绝缘的耐热性评定和分级”将各种电工绝缘材料耐热程度划分等级,以确定各级绝缘材料的最高持续工作温度。其中A级绝缘材料的最高持续温度是______,F级绝缘材料的最高持续温度是______。
A.90
B.105
C
.120
D.130
E.
155
F.180
二、填空题
3)
影响液体电介质击穿电压的因素有______、______、______、______、______。
4)
固体介质的击穿形势有______、______、______。
5)
电介质是指______,根据化学结构可以将其分成______、______、______。
6)
电介质极化的基本形式有______、______、______、______、______。
7)
介质损失角正切的计算公式是_______,表示______。
8)
一般来说,标准电容器采用______绝缘,电力电容器采用______绝缘,为什么?
9)
两个标准油杯,一个是含杂质较多的油;另一个是含杂质较少的油,试问:(1)当施加工频电压时,两杯油击穿电压______。(2)当施加雷电冲击电压时,两杯油击穿电压______,是因为______。
10)
纤维等杂质对极不均匀电场下变压器的击穿电压影响较小,这是因为______。
11)
介质热老化的程度主要是由______和_______来决定的。
12)
转向极化程度与电源频率和温度有关,随着频率的增加,极化率______,随着温度的增加,极化程度______。
13)
纯净液体介质的击穿理论分为______和_______。
14)
影响固体介质击穿电压的主要因素有______、______、______、______、______。
三、计算问答题
15)
测量绝缘材料的泄漏电流为什么用直流电压而不用交流电压?
第四章
电气设备绝缘预防性试验
一、选择题
1)
下面的选项中,非破坏性试验包括______,破坏性实验包括______。
A.
绝缘电阻试验
B.交流耐压试验
C.直流耐压试验
D.局部放电试验
E.绝缘油的气相色谱分析
F.操作冲击耐压试验
G.介质损耗角正切试验
H.雷电冲击耐压试验
二、填空题
2)
根据绝缘特征的诊断规则的不同,可将诊断方法可以分为______、______、______。
3)
当绝缘良好时,稳定的绝缘值______,吸收过程相对_______;绝缘不良或受潮时,稳定的绝缘电阻值______,吸收过程相对______。
4)
测量泄漏电流的方法有______和_______。其中______测量泄漏电流更好,因为______。
5)
目前实用的局部放电测量的方法,使用得最多的测量方法是______、______、______。
6)
在局部放电测量中,称为______,是指______。
7)
用阻抗法进行局部放电测量,阻抗Z的位置很重要,根据Z位置不同,可以分为______和______。如果试样电容很大的话,这里应该使用______,因为______。
8)
在对电力设备绝缘进行高电压耐压试验时,所采用的电压波形有______、______、______、______。
三、计算问答题
9)
正接法和反接法西林电桥各应用在什么条件下?
10)
如图所示,介质的三电容模型,试推导说明视在放电电荷量q与介质中真实放电电荷qr之间的关系,要求写出推导过程。
第五章
绝缘的高压试验
一、选择题
1)
用铜球间隙测量高电压,需满足那些条件才能保证国家标准规定的测量不确定度?
A
铜球距离与铜球直径之比不大于0.5
B
结构和使用条件必须符合IEC的规定
C
需进行气压和温度的校正
D
应去除灰尘和纤维的影响
2)
交流峰值电压表的类型有:
A电容电流整流测量电压峰值
B整流的充电电压测量电压峰值
C
有源数字式峰值电压表
D
无源数字式峰值电压表
3)
关于以下对测量不确定度的要求,说法正确的是:
A
对交流电压的测量,有效值的总不确定度应在±3%范围内
B
对直流电压的测量,一般要求测量系统测量试验电压算术平均值的测量总不确定度应不超过±4%
C
测量直流电压的纹波幅值时,要求其总不确定度不超过±8%的纹波幅值
D
测量直流电压的纹波幅值时,要求其总不确定度不超过±2%的直流电压平均值。
4)
构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击电容C1,负荷电容C2,波头电阻R1和波尾电阻R2,为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压,应使______。
A.C1>>C2、R1>>R2
B.C1>>C2、R1<<R2
C.C1<<C2、R1>>R2
D.C1<<C2、R1<<R2
5)
用球隙测量交直流电压时,关于串接保护电阻的说法,下面哪些是对的?
A
球隙必须串有很大阻值的保护电阻
B
串接电阻越大越好
C
一般规定串联的电阻不超过500Ω
D
冲击放电时间很短,不需要保护球面。
6)
电容分压器的低压臂的合理结构是______。
A低压臂电容的内电感必须很小
B
应该用同轴插头,插入低压臂的屏蔽箱
C
电缆输入端应尽可能靠近电容C2的两极。
D
abc环路线应该比较长
7)
标准规定的认可的冲击电压测量系统的要求是:
A
测量冲击全波峰值的总不确定度为±5%范围内
B
当截断时间时,测量冲击截波的总不确定度在±5%范围内
C当截断时间时,测量冲击电压截波的总不确定度在±4%范围内
D测量冲击波形时间参数的总不确定度在±15%范围内
8)
光电测量系统有哪几种调制方式:
A
幅度-光强度调制(AM-IM)
B
调频-光强度调制(FM-IM)
C
数字脉冲调制
D
利用光电效应
二、填空题
9)
交流高电压试验设备主要是指______。
10)
试验变压器的体积和重量都随其额定电压值的增加而急剧增加,试验变压器的额定容量Pn应按______来选择。
11)
在电压很高时,常采用几个变压器串联的方法,几台试验变压器串联的意思是______。
12)
如果串级数为n,串级变压器整套设备的装置总容量W装为______,随着串级数的增加,装置的利用率明显下降,一般串级数n______。
13)
串级数为4级试的串级试验变压器的利用率为______。
14)
试验变压器容性试品上的电压的电压升高,分为______和______。
15)
利用高压实验变压器产生操作冲击波,而不用冲击电压发生器来产生冲击波,是因为______。
16)
电力系统外绝缘的冲击高压试验通常可以采样15次冲击法,即是______。
17)
用高压静电电压表测量稳态高电压的优点是______;缺点是______。
18)
冲击电压发生器的原理是______。
19)
在冲击电压发生器的等效电路中,若考虑回路电感效应,为获得非振荡冲击波的条件是_________
20)
冲击电流的试验设备的功用是______。
21)
测量冲击大电流的仪器有______和______。
22)
实验室测量冲击高电压的方法有______。
23)
影响球隙测量电压的可靠性的因素有______和______。
24)
常用的冲击电压分压器有______。
25)
为了补偿分压器的对地电容,在分压器的高压端安装一个圆伞形______。
三、计算问答题
26)
一台测工频高电压的电阻分压器,额定电压为100kV(有效值),阻值为4MΩ,对地杂散电容为1000pF,求由杂散电容引起的峰值和相位测量误差,以及在额定测量电压下热耗的功率值。
27)
压充电标准电容器有什么功用?
28)
高压直流分压器的选择原则是什么?
29)
35kV电力变压器,在大气条件为
,
℃
时做工频耐压试验,应选用球隙的球极直径为多大?球隙距离为多少?
30)
怎样选择试验变压器的额定电压和额定容量?设一被试品的电容量为4000pF,所加的试验电压有效值为400kV,试求进行这一工频耐压试验时流过试品的电流和该试验变压器的输出功率。
31)
高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种?
32)
在说明多极冲击电压发生器动作原理时,为什么必须强调装置对地杂散电容所起的作用?
33)
某冲击电压发生器的等效电路如图8-13所示。已知C1为20nF,C2为2nF,阻尼电阻Rd为100Ω,若要获得标准雷电冲击波形,设暂不计L的影响,请用近似公式计算Rf,Rt。
34)
冲击电流波形有哪两类?
35)
对两类冲击波,中国和IEC标准怎么规定的?
36)
简述冲击电流发生器的基本原理。
37)
名词解释:50%放电电压
38)
简述对冲击电压测量系统响应特性的要求。
39)
测量高电压的弱电仪器常受一些电磁干扰,干扰来源主要有哪些?
40)
简述高电压试验时的抗干扰措施。
41)
利用试验变压器产生操作冲击电压波以及电力变压器进行感应操作冲击电压波试验时,为什么波长时间TZ与铁心中的起始磁通量和铁心的饱和磁通量相关?
42)
串级倍压直流高压装置的串级数受到什么因素的制约?
第六章
输电线路和绕组中的波过程
一、选择题
1)
波在线路上传播,当末端短路时,以下关于反射描述正确的是______。
A.
电流为0,电压增大一倍
B.
电压为0,电流增大一倍
C.
电流不变,电压增大一倍
D.
电压不变,电流增大一倍
2)
下列表述中,对波阻抗描述不正确的是______。
A.
波阻抗是前行波电压与前行波电流之比
B.
对于电源来说波阻抗与电阻是等效的
C.
线路越长,波阻抗越大
D.
波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关
3)
减少绝缘介质的介电常数可以______电缆中电磁波的传播速度。
A.降低
B.提高
C.不改变
D.不一定
二、填空题
4)
电磁波沿架空线路的传播速度为______。
5)
传输线路的波阻抗与______和______有关,与线路长度无关。
6)
在末端开路的情况下,波发生反射后,导线上的电压会______。
7)
波传输时,发生衰减的主要原因是______、______、______。
8)
Z1、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点,行波在A点将发生折射与反射,反射系数的β取值范围为______。
三、计算问答题
9)
简述波传播过程的反射和折射。
10)
波阻抗与集中参数电阻本质上有什么不同?
11)
彼得逊法则的内容、应用和需注意的地方。
第七章
雷电放电及防雷保护装置
第八章
电力系统防雷保护
一、选择题
1)
根据我国有关标准,220kV线路的绕击耐雷水平是______。
A.12kA
B.16kA
C.80kA
D.120kA
2)
避雷器到变压器的最大允许距离______。
A.
随变压器多次截波耐压值与避雷器残压的差值增大而增大
B.
随变压器冲击全波耐压值与避雷器冲击放电电压的差值增大而增大
C.
随来波陡度增大而增大
D.
随来波幅值增大而增大
3)
对于500kV线路,一半悬挂的瓷绝缘子片数为______。
A.24
B.26
C.28
D.30
4)
接地装置按工作特点可分为工作接地、保护接地和防雷接地。保护接地的电阻值对高压设备约为______
A.0.5~5
B.1~10
C.10~100
D小于1
5)
在放电厂和变电站中,对直击雷的保护通常采用哪几种方式?
A.
避雷针
B.
避雷线
C.
并联电容器
D.
接地装置
二、填空题
6)
落雷密度是指______。
7)
雷电波的波头范围一般在______到______范围内,在我国防雷设计中,通常建议采用______长度的雷电流波头长度。
8)
埋入地中的金属接地体称为接地装置,其作用是______。
9)
中等雷电活动地区是指该地区一年中听到雷闪放电的天数Td范围为______。
10)
对于500kV的高压输电线路,避雷线的保护角一般不大于______。
11)
输电线路防雷性能的优劣,工程上主要用______和______两个指标来衡量。
12)
GIS的绝缘水平主要取决于______。
13)
降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止______的有效措施。
14)
避雷针加设在配电装置构架上时,避雷针与主接地网的地下连接点到变压器接地线与主接地网的地下连接点之间的距离不得小于______m。
15)
我国35~220kV电网的电气设备绝缘水平是以避雷器______kA下的残压作为绝缘配合的设计依据。
三、计算问答题
16)
防雷的基本措施有哪些?请简要说明。
17)
电容器在直配电机防雷保护中的主要作用是什么?
18)
感应过电压是怎么产生的?请介绍简单的计算公式。
19)
简述避雷针的保护原理和单根保护范围的计算。
第九章
内部过电压
第十章
电力系统绝缘配合
一、选择题
1)
空载线路合闸的时候,可能产生的最大过电压为______。
A.1.5
B.2
C.3
D.4
2)
在110kV~220kV系统中,为绝缘配合许可的相对地操作过电压的倍数为______。
A.4.0倍
B.3.5倍
C.3.0倍
D2.75倍
3)
空载线路合闸过电压的影响因素有______。
A.合闸相位
B.线路损耗
C.线路上残压的变化
D.单相自动重合闸
4)
以下属于操作过电压的是______。
A.工频电压升高
B.电弧接地过电压
C.变电所侵入波过电压
D.铁磁谐振过电压
二、填空题
5)
在中性点非直接接地系统中,主要的操作过电压是______。
6)
对于220kV及以下系统,通常设备的绝缘结构设计允许承受可能出现的______倍的操作过电压。
7)
三相断路器合闸时总存在一定程度的不同期,而这将加大过电压幅值,因而在超高压系统中多采用______。
8)
要想避免切空线过电压,最根本的措施就是要______。
9)
目前切空变过电压的主要限制措施是采用______。
10)
工频耐受电压的确定,通常是通过比较______和______的等值工频耐受电压来完成的。
11)
在污秽地区或操作过电压被限制到较低数值的情况下,线路绝缘水平主要由______来决定。
12)
设变压器的激磁电感和对地杂散电容为100mH和1000pF,则当切除该空载变压器时,设在电压为l00kV、电流为10A时切断,则变压器上可能承受的最高电压为______。
三、计算问答题
13)
简述电力系统中操作过电压的种类及其产生过程。
14)
试说明电力系统中限制操作过电压的措施。
15)
为什么在断路器的主触头上并联电阻有利于限制切除空载长线时的过电压?
16)
简述绝缘配合的原则和基本方法。
第一章
气体放电的基本物理过程
一、选择题
1、B
2、C
3、A
4、C
5、B
6、D
7、C
8、A
二、填空题
9、答案:辉光放电、电晕放电、刷状放电、火花放电、电弧放电
10、极小(最低)
11、提高
12、光电离
13、棒-棒
14、扩散
15、改善(电极附近)电场分布
16、固体介质
17、101.3
18、低
19、
20、增加
三、计算问答题
21、当外施电压足够高时,一个电子从阴极出发向阳极运动,由于碰撞游离形成电子崩,则到达阳极并进入阳极的电子数为eas个(α为一个电子在电场作用下移动单位行程所发生的碰撞游离数;s为间隙距离)。因碰撞游离而产生的新的电子数或正离子数为(eas-1)个。这些正离子在电场作用下向阴极运动,并撞击阴极.若1个正离子撞击阴极能从阴极表面释放r个(r为正离子的表面游离系数)有效电子,则(eas-1)个正离子撞击阴极表面时,至少能从阴极表面释放出一个有效电子,以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子,则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(eas-1)=1。
22、(1)当棒具有正极性时,间隙中出现的电子向棒运动,进入强电场区,开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升,到放电达到自持、爆发电晕之前,在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后,其中的电子就进入棒极,而正离子仍留在空间,相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近,积聚起正空间电荷,从而减少了紧贴棒极附近的电场,而略为加强了外部空间的电场。这样,棒极附近的电场被削弱,难以造成流柱,这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。
(2)当棒具有负极性时,阴极表面形成的电子立即进入强电场区,造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后,电子就不再能引起电离,而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极,其余的可为氧原子所吸附形成负离子。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极,但由于其运动速度较慢,所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷,而在其后则是非常分散的负空间电荷。负空间电荷由于浓度小,对外电场的影响不大,而正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得到增强,因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电。
23、(1)电场分布情况和作用电压波形的影响
(2)电介质材料的影响
(3)气体条件的影响
(4)雨水的影响
24、查《高电压工程》52页图2-24曲线4可知,距离为4m的棒-极间隙,其标准参考大气条件下的正极性50%操作冲击击穿电压=1300kV
查《高电压工程》65页图3-2可得空气绝对湿度。从而再由图3-1求得参数。求得参数=1300/(500×4×0.95×1.1)=0.62,于是由图3-3得指数。
空气密度校正因数
湿度校正因数
所以在这种大气条件下,距离为4m的棒-极间隙的正极性50%操作冲击击穿电压为
25、查《高电压工程》附录A中的表A-2,亦即GB311.1-1997的规定可知,35kV母线支柱绝缘子的1min干工频耐受电压应为100kV,则可算出制造厂在平原地区进行出厂1min干工频耐受电压试验时,其耐受电压U应为
第二章
气体介质的电气强度
一、选择题
1、D
2、B
3、A
4、C
5、A
二、填空题
6、250/2500
7、空间电荷
8、先导、主放电、余光
9、增大
三、计算问答题
10、保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样,当有一过电压作用于两设备时,总是保护设备先击穿,进而限制了过电压幅值,保护了被保护设备
11、此球形电极与四周墙壁大致等距离,可按照上述的同心球电极结构来考虑。变压器的球电极为同心球的内电极,四周墙壁为同心球的外电极。
按题意须保证点要求升压到1000kV(有效值)时,球电极表面最大场强小于球电极的电晕起始场强,即保证
将U=1414V峰值,R=500cm,代入此不等式,算得r=60cm时球电极表面最大场强=26.7kV/cm,小于同心球内电极的电晕起始场强=27.1
kV/cm。球电极的起始电晕电压=1012kV>1000kV。
因此,在这种距离四周墙壁仅5m的空间尺寸下,球电极的直径应达120cm才能保证当变压器升压到1000kV额定电压时球电极不发生电晕放电。
12、(1)由于含有卤族元素,这些气体具有很强的电负性,气体分子容易和电子结合成为负离子,从而削弱了电子的碰撞电离能力,同时又加强了复合过程。
(2)这些气体的分子量都比较大,分子直径较大,使得电子在其中的自由行程缩短,不易积聚能量,从而减少了碰撞电离的能力。
(3)电子在和这些气体的分子相遇时,还易引起分子发生极化等过程,增加能量损失,从而减弱碰撞电离的能力。
第三章
液体和固体介质的电气特性
一、选择题
1、A,B,C,D,E,F
I
H,G
2、B
E
二、填空题
3、能在其中建立静电场的物质
非极性(弱极性)电介质
偶极性电介质
离子性电介质
4、电子位移极化
离子位移极化
转向极化
介质界面极化
空间电荷极化
5、交流下的介质损耗
6、杂质
温度
电压作用时间
电场均匀程度
压力
7、电击穿
热击穿
电化学击穿
8、气体
油纸
气体电介质的相对介电常数接近1,极化率极小,气体电介质的损耗就是电导损耗,当电场强度小于使气体分子电离所需要值时,气体介质损耗很小,所以标准电容器采用气体绝缘。
而电力电容器采用油纸绝缘是因为油纸绝缘具有优良的电气性能,干纸和纯油组合后,油填充了纸中薄弱点的空气隙,纸在油中又起了屏障作用,使总体的耐电强度提高很多。
9、差别很大
差别很小
冲击击穿电压作用时间太短,杂质来不及形成桥
10、不均匀场强处扰动大,杂质不易形成桥
11、温度
介质经受热作用时间
12、减小
先增加后减小
13、电子碰撞电离理论
气泡击穿理论
14、电压作用时间
电场均匀程度
温度
累积效应
受潮程度
三、计算问答题
15、答:因为直流电压作用下的介质损失仅有漏导损失,而交流作用下的介质损失不仅有漏导损失还有极化损失。所以在直流电压下,更容易测量出泄漏电流。
第四章
电气设备绝缘预防性试验
一、选择题
1、ADEG
BCFH
二、填空题
2、逻辑诊断
模糊诊断
统计诊断
3、较高
较慢
较低
较快
4、微安表直读法
光电法
光电法
安全,可靠,准确度高
5、绝缘油的气相色谱分析
超声波探测法
脉冲电流法
6、视在放电量
三电容模型里总电容上的放电量
7、串联法
并联法
并联法
防止试样上很大的放电电流通过阻抗Z
8、直流
交流
雷电过电压
操作冲击波
三、计算问答题
9、答:正接法一般应用于实验室内的测试材料及小设备,实现样品的对地绝缘。
实际上,绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的,换句话说,就是试品的一极是固定接地的,这时就要用反接法。
10、(过程略)
第五章
绝缘的高压试验
一、选择题
1、ABCD
2、ABC
3、A
4、B
5、B
6、ACD
7、ABC
8、ABCD
二、填空题
9、高电压试验变压器
10、11、
使几台变压器高压绕组的电压相叠加
12、3~4
13、14、
稳态性的电压升高
瞬态性的电压升高
15、冲击电压发生器产生长波前操作波时效率低,而且火花间隙中容易出现熄弧现象
16、
被试品施加正、负极性冲击全波试验电压各15次,相邻两次冲击时间间隔应不小于1min
17、吸收功率极小;外界电场对表的影响严重,不宜用于有风的环境。
28、电容器并联充电,串联放电
29、
20、研究雷闪电流对绝缘材料和结构以及防雷装置的热能或电动力的破坏作用。
21、分流器和罗戈夫斯基线圈
22、球隙法,分压器-峰值电压表法,分压器-示波器法,光电测量法。
23、球面的尘污和球隙间空气游离不充分。
24、电阻分压器、电容分压器、串联阻容分压器、微分积分系统
25、屏蔽环
三、计算问答题
26、
解:幅值误差
相角误差
热耗的功率值
27、由于气体介质基本上无损耗,接近于理想介质,所以由它构成的电容器的电容量不受作用电压的影响,准确而稳定。这种电容器有良好的屏蔽,有无晕的电极,电容值不受周围环境的影响。
28、国际电工委员会规定不低于0.5mA。一般选择在0.5mA~2mA之间。
29、根据《规程》,35kV电力变压器的试验电压为
因为电力变压器的绝缘性能基本上不受周围大气条件的影响,所以保护球隙的实际放电电压应为
若取
也就是说,球隙的实际放电电压等于106.9kV(最大值)。因为球隙的放电电压与球极直径和球隙距离之间关系是在标准大气状态下得到的,所以应当把实际放电电压换算到标准大气状态下的放电电压U0
即
查球隙的工频放电电压表,若选取球极直径为10cm,则球隙距离为4cm时,在标准大气状态下的放电电压为105kV(最大值)。而在试验大气状态下的放电电压为
30、试验变压器高压侧电流和额定容量都主要取决于被试品的电容。
31、利用气体放电测量交流高电压,例如静电电压表;利用静电力测量交流高电压,例如静电电压表;利用整流电容电流测量交流高电压,例如峰值电压表;利用整流充电电压测量交流高电压,例如峰值电压表。
32、因为对地杂散电容引起容易高频振荡,产生冲击过电压。
33、解:
解得
Rf=103Ω
Rt=3179.5Ω
34、第一类:电流从零值以较短的时间上升到峰值,然后以近似指数规律或强阻尼正弦波形下降到零。第二类冲击电流波形近似为方波。
35、第一类波形,中国和IEC标准规定了4种该类冲击波,即1μs/20μs,4μs/10μs,8μs/20μs和30μs/80μs冲击电流波。第二类规定的冲击电流波形峰值持续时间规定为500μs,1000μs,2000μs,或者2000μs与3200μs之间。
36、由一组高压大电容量的电容器,先通过直流高压并联充电,充电时间为几十秒到几分;然后通过触发球隙的击穿,并联地对试品放电,从而在试品上流过冲击大电流。
37、球隙的冲击放电电压是有分散性的,球隙的50%放电电压是指在此电压作用下,相应的球间隙距离的放电概率为50%
38、标准规定:对于认可的冲击电压测量系统,在测量波前时间为Tf的雷电标准冲击电压时,它的过冲β和部分阶跃响应时间Tα
与Tf的比值,应处在图9-13中的剖面线所划的范围以内。测量波前截断波时,除了要满足这一要求外,还规定了实验阶跃响应时间TN和部分响应时间Tα应满足另一附加要求。即。当考虑测量雷电冲击电压时,要求它的部分响应时间,而且实验响应时间。当考虑测量雷电冲击电压波前截波时,要求,而。
39、测量用的射频同轴电缆外皮中通过的瞬态电流引起的干扰,间隙放电时产生的空间电磁辐射,仪器电源线引入的干扰
40、改善接地回线;实验室采用全屏蔽;专为应用于高压测试中的通用数字示波器及其附属设备建一小屏蔽室或屏蔽盒;分压器应置于紧靠集中接地极的地点,并以最短的连线相接;由分压器到测量仪器敷设宽度较大的金属板或金属带作为接地连线;测量电缆采取两端匹配的接线方式;测量电缆长度应尽可能短;采用双屏蔽同轴电缆,或在单屏蔽同轴电缆外再套一金属管,甚至在双屏蔽同轴电缆外再套金属管;在测量电缆上加设共模抑制器;提高传递信号环节的信噪比。
41、
答:第一个半波持续的时间取决于铁心饱和出现的时刻,也就是取决于饱和磁通量和初始磁通量的差值。理论上说,做了第一次操作波试验后,铁心上会留下同向剩磁,在做第二次同极性操作波试验时,波长会有所缩短。
42、答:电路的随级数n的平方倍关系上升,随n的立方倍关系上升。当级数n超过一定值时,再增加n也无助于输出电压的增加,而元件数量和整个结构高度去会随n而正比上升。
第六章
输电线路和绕组中的波过程
一、选择题
1、A
2、C
3、B
二、填空题
4、3×m/s
5、单位长度电感和电容
6、提高一倍
7、导线电阻和线路对地电导
大地电阻和地中电流等值深度的影响
冲击电晕的影响
8、-1≤β≤1
三、计算问答题
9、当波沿传输线路传播,遇到线路参数发生突变,即有波阻抗发生突变的节点时,会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射。
10、(1)波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值,电磁波通过波阻抗为Z的导线时,能量以电能、磁能的方式储存在周围介质中,而不是被消耗掉。(2)若导线上前行波与反行波同时存在时,则导线上总电压与总电流的比值不再等于波阻抗(3)波阻抗Z的数值只取决于导线单位长度的电感和电容,与线路长度无关。(4)为了区别不同方向的流动波,波阻抗有正、负号。
11、在计算线路中一点的电压时,可以将分布电路等值为集中参数电路:线路的波阻抗用数值相等的电阻来代替,把入射波的2倍作为等值电压源。这就是计算节点电压的等值电路法则,也称彼得逊法则。
利用这一法则,可以把分布参数电路中波过程的许多问题简化成一些集中参数电路的暂态计算。但必须注意,如果Z1,Z2是有限长度线路的波阻抗,则上述等值电路只适用于在Z1,Z2端部的反射波尚未回到节点以前的时间内。
第七章
雷电放电及防雷保护装置
第八章
电力系统防雷保护
一、选择题
1、A
2、A
3、C
4、B
5、AB
二、填空题
6、每雷暴日中每平方公里地面内落雷的次数
7、8、降低接地电阻
9、15~40
10、15°
11、耐雷水平和雷击跳闸率
12、雷电冲击水平
13、反击
14、3m
15、5
三、计算问答题
16、基本措施是设置避雷针、避雷线、避雷器和接地装置。避雷针(线)可以防止雷电直接击中被保护物体,称为直击雷保护;避雷器可以防止沿输电线侵入变电所的雷电冲击波,称为侵入波保护;接地装置的作用是减少避雷针(线)或避雷器与大地之间的电阻值,达到降低雷电冲击电压幅值的目的。
17、用是限制侵入波陡度,和降低感应雷过电压。
18、对地放电过程中,放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时,虽未直击导线,由于雷电过程引起周围电磁场的突变,也会在导线上感应出一个高电压来,这就是感应过电压,它包含静电感应和电磁感应两个分量,一般以静电感应分量为主。
设地面雷击点距输电线路正下方的水平距离为S,一般当S超过65m时,规程规定,导线上感应过电压的幅值可按下式计算:kV,其中,I为雷电流幅值,单位为kA;S为地面雷击点距线路的水平距离,单位为m;h为导线平均对地高度,单位为m。
19、避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间,以影响雷闪先导放电的发展方向,使雷闪对避雷针放电,再经过接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。避雷针的保护范围使指被保护物体再此空间范围内不致遭受直接雷击。对于单根避雷针的保护范围,有计算公式:
式中,的单位均为m。p是避雷针的高度影响系数,时,p=1;时,;时按照120m计算。
第九章
内部过电压
第十章
电力系统绝缘配合
一、选择题
1、C
2、C
3、ABCD
4、B
二、填空题
5、弧光接地过电压
6、3~4
7、单相重合闸
8、改进断路器的灭弧性能
9、采用阀型避雷器
10、雷击冲击耐受电压和操作冲击耐受电压
11、最大工作电压
12、kV
三、计算问答题
13、(1)空载线路合闸过电压
:包括正常空载线路合闸过电压和重合闸过电压
(2)切除空载线路过电压
(3)切除空载变压器过电压
(4)操作过电压的限制措施
14、(1)利用断路器并联电阻限制分合闸过电压:1、利用并联电阻限制合空线过电压2、利用并联电阻限制切空线过电压
(2)利用避雷器限制操作过电压
15、如图所示,切除空载长线时,主触头S1首先断开,而电阻R和辅助触头S2并未开断,因此线路上的残余电荷通过电阻R释放,电阻R能掏振荡,这时主触头两端的电压仅为R上的压降。然后辅助触头S2开断,线路上的残压已较低,辅助触头S2上的恢复电压也较低,所以断路器两端不容易发生电弧重燃,也就不至于形成很高的过电压。
16、原则:所谓绝缘配合就是根据设备在系统中可能承受的各种电压,并考虑限压装置的特性和设备的绝缘特性来确定必要的耐受强度,以便把作用于设备上的各种电压电压所引起的绝缘损坏和影响连续运行的概率,降低到在经济和运行上能接受的水平。这就要求在技术上处理好各种电压、各种限制措施和设备承受能力之间的配合关系,以及经济上协调设备投资费、运行维护费和事故损失费三者之间的关系。这样,既不因绝缘水平取得过高使设备尺寸过大,造价太贵,造成不必要的浪费;也不会由于绝缘水平取的太低,虽然一时节省了设备造价,但增加了运行中的事故率,导致停电损失和维护费用大增,最终不仅造成经济上更大的浪费,而且造成供电可靠性的下降。
绝缘配合的基本方法