电磁感应辐射
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电磁感应辐射范文第1篇
[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
电磁感应辐射范文第2篇
关键词：脉冲原理；入侵方式；耦合方式
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）18-0073-02
1 雷击电磁脉冲产生原理
云地闪电产生过程中，雷云的先导通道向地面发展，地面被击物（异性感应电荷）向上发展迎面（或回闪）流注。当先导通道与迎面流注相遇，先导就通过回闪接地，闪电的主放电过程开始。主放电形成后，云层电荷迅速与地面异性感应电荷中和，表现为回击电流迅速上升，其速率可以达到500 kA/us，闪电通道有上公里长。此时，主放电通道中的放电电流是以脉冲形式。平均一次闪电包含了上万个脉冲放电电流过程，平均幅值为几十千伏，持续时间几十至上百微秒。在云地闪形成的先导、主放电过程中，向外辐射高频和甚高频电磁能量，即发出雷击电磁脉冲（LEMP）。当建筑物遭到雷击，雷电流流入接闪器、引下线、均压环和接地体时，在建筑物内部闭合回路也产生瞬变电磁场，产生雷击电磁脉冲高电压。
通过电磁感应的作用，高频脉冲大电流产生的雷击电磁脉冲在闭合导体回路的断开处（或者非闭合导体回路）感应出过电压，在闭合导体环路中感应生成过电流。某实验曾用阶跃电流偶极子天线模型计算雷击电磁脉冲效应，云地放电电流达到11.5 kA，在距离50 m处产生垂直电场强度为40 kV/m，此时在距离地面10 m的架空电线上感应出82 kV的过电压。
总所周知，电子元件耐受能量很低，特别是集成电路。二十世纪七十年代美国一家公司曾做过一个有名的“希尔试验”验证电子设备的抗雷击电磁脉冲能力。试验表明，无屏蔽条件的计算机遭受雷击电磁脉冲干扰时，当磁感应强度B=0.03 Gs时产生误动作，当磁感应强度B=0.75 Gs时产生假性损坏，当磁感应强度B=2.4 Gs时会永久性损坏。
雷击电磁脉冲是十分严重的电磁干扰源，电磁脉冲峰值电流大、电流陡度大、电场强度大，干扰频谱宽（从100～100 MHz）。雷击电磁脉冲干扰可能造成电子设备击穿损毁、空气击穿造成火花放电引发火灾、爆炸等事故，成为建筑物内信息设备遭受破坏的主要原因。智能建筑内得电子设备繁多，系统布置复杂，较一般的建筑物更易产生雷击电磁脉冲干扰事故。
2 雷击电磁脉冲入侵方式
当建筑物遭受直接雷击时，通过引下线的雷电流同时产生雷击电磁脉冲。直接雷击和雷击电磁脉冲干扰造成破坏形式不同，简单地说，雷电流是以“路”的形式，即通过建筑物内外钢筋、金属导体、金属管道和构架传输；而雷击电磁脉冲是以“场”的形式，即通过空间范围的电磁感应，在建筑物内的导体回路中感应出过电压和过电流，甚至通过相邻建筑物之间的导线回路中感应出过电压和过电流。而且，雷电流和电磁脉冲在一定条件下还可以互相转换。雷击电磁脉冲主要通过耦合途径传播，其侵入信息系统和电子设备的模型如图1所示。
智能建筑内部信息系统可以是独立设备控制室，例如计算机房、设备控制室、通信调度室、消防报警系统室等，也可能是一个或几个楼层，甚至是整个建筑物（如通信大楼、网络中枢、控制指挥中心等）。具体到单个电子设备，雷击电磁脉冲入侵途径有以下端口：电源、控制线、信号线、接地、外壳和其它端口，见图2。
3 雷击电磁脉冲耦合方式
雷击电磁脉冲干扰耦合途径有两种传导耦合和辐射耦合。
3.1 传导耦合
传导耦合是指干扰信号通过干扰源于干扰设备之间的阻抗进行耦合传播。
①共阻抗耦合。当干扰源于电子设备共用一个主回路，或者共用一根接地电流回路，它们的电流流经共同的路径导致产生共阻抗耦合。共阻抗路径可能由电阻、电容和电感组成。共地阻抗耦合原理如图3所示。图中a的电路1为设备电路，电路2为干扰源电路。电路2的干扰电流通过共地阻抗耦合到电路1的输入端，干扰破坏电路1设备。
②电容性耦合。又称静电耦合。雷云由于静电作用在建筑物上缓慢地积累电荷，当发生直接雷击时，建筑物接地体上电荷瞬间重新分布导致电流流动，在设备上产生过电压。
③电感性耦合，雷电放电通道由于电磁感应引起附近的电子设备、金属构架等导体回路磁通变化，产生感应电压和感应电流。感应电压极易超过电子设备元件所允许的极限值造成击穿损坏。
3.2 辐射耦合
高频的雷击电磁脉冲电流通过空间通道时发射电磁波，在空间以电磁场的形式对导体接收器进行辐射耦合。建筑物的信息系统的输入信号线、外部电缆、设备机壳等都相当于接收电磁波的天线。
电磁感应辐射范文第3篇
【关键词】电子自动化控制；电磁干扰；防护
1电子自动化控制装置的电磁干扰
1.1静电干扰在现代，人们科学地把数值运算和逻辑运算统一起来，运用到程序存储与控制，这也就是常说的计算机。数字运算在中央处理器（CPU）中完成，并可通过总线挂接可编程逻辑门阵列，完成自动化算法全过程。当然，一个自动化控制装置，还有模拟信号的预处理、输出等模块。这些电子元器件、部件、电路构成的设备或装置，遇上静电，有可能使运行信号失真、误码，或同步丢失，造成自动化执行机构乱动作；严重的，直接击穿半导体器件的PN结造成不可逆损毁。有些生产装置，生产的产品，也是半导体产品，如MOS大规模集成电路、超大规模集成电路，许多的PN结可一并击穿，造成极大的损失。某生产工艺,一年内因静电造成的废次品就损失100多亿美元。静电，由于在电路高阻抗端，难以泄放，不断积累，电位越来越高。在人体的化纤服饰上，电位可高达1万多伏，而PN结的反向击穿电压比较低，约7、8伏数量级，也有稍微高一点的。静电电位有这么高，电路上相对某点的电位差（电压）也就不低，实验测试表明，常常有几百伏，击穿现象不时发生。静电，可使运算放大器单元共模电压增高，致使运放电路工作状态失常，输出信号发生畸变。静电，吸附空气中的尘埃，污染设备。静电，在电极上、在物料中，有积累成高电位情况时，使空气或绝缘材料击穿，产生火花放电。火花放电对易燃易爆物料的生产作业造成极大的风险。1.2电磁感应干扰电荷在导体中的定向移动，称为电流。或者是，电流是通过导体任意横截面的运动电荷对时间的变化率。电流产生磁场。恒稳电流产生恒稳磁场，交变电流产生交变磁场。1873年，英国科学家麦克斯韦在他的《电磁学通论》中，对于交变磁场产生交变电场作出了假说，认为不管有无导体回路存在，变化的磁场总是在空间激发电场。这个假说早已被近代的科学实验所证实。电子感应加速器的原理，就是用变化的磁场所激发的电场来加速电子的。交变电磁场相依共存，并服从麦克斯韦方程组的规律。这种交变电磁场在空间以波的形式传播，称其为电磁波。在探究动态电磁干扰时，我们一般以交变电磁场（电磁波）传播区域或距离来辨析。第一种情况，场源至λ/2π的区域，为强电磁感应近场区。在这个区域内，互感或互耦。第二种情况，自λ/2π至（3—10）λ，弱感应的近场区。第三种情况，多个波长以远，辐射远场区。有关近场和远场的划分，并没有统一的定论。近场和远场，也不存在严格的界限，但不同区域有不同的物理特性。在远场区，遵循麦克斯韦传播规律。在工业自动化方面，由于电气设备、线路产生的交变电磁场频谱分量的频率范围主要集中在短波及以下，波长10m以上，相关区域基本都处于近场区，电磁感应效应是其主要物理模式。电磁感应产生的交变电场、感应磁场、涡旋电场，使自动化控制装置的金属部位、引脚、走线、电极以及磁性元器件互相感应、互相耦合，错综复杂交织在一起，产生新生的信号或造成有用信号失真，形成干扰。1.3加性电磁辐射干扰当数字或模拟信号在模块与模块之间、模块与总线之间、接口与其他设备之间的传送信道上传输时，除电磁感应造成信道损伤外，在信号输入端必然混入加性电磁辐射干扰信号。即使没有这类近场区电磁感应干扰，处于远场区的甚至遥远的射频电磁波通过天线效应作用于信号输入端，同样是加性电磁辐射干扰。加性电磁辐射干扰与加性白噪声在信道中传输路径可以等效，但对有用信号的作用性质则不同，将严重影响信号整形、判决、再生，造成误码，甚至中断传输。
2防护对策
2.1接地接地措施的作用集中在：泄放静电；平衡各型设备或设施的工作电位；提供人体接地的条件。需要注意的是，地电位在局部区域受到雷电流入地等特殊情况时，是不平衡的。因此，工作接地应隔开一定距离，有时设计成多点接地方式。一些单相设备的零线和地线不得混用，零地电压有严格的要求。例如，精密设备的零地电压，应控制在1V以下。抗人体静电的主要方式是在工作区域，设置抗静电地板并配套抗静电鞋袜，必要时，应佩戴接地腕带、脚带。2.2严格集成装配工艺成套设备的装配及配套设备的集成有相对方位要求。主要是其含有的电磁感应敏感器件、部件的磁场磁力线、电场电力线需正交，以减少互感互耦，强、弱电线路要分开，保证一定的最小距离。接口线路的输入、输出也要分离。对接地电位平衡有较高要求的，应采取电位隔离措施。一些设备高电平部位与低电平部位要求分开接地，高低电平设备之间不发生导体或导线连接，其接口采用光钎接口。采用铜线或其他金属导线连接的接口线路应考虑使用屏蔽信号电缆、双绞线和同轴电缆。密绞双绞线可向下兼容稀绞双绞线，反之不然。2.3电磁屏蔽对来自其他工业电气设备的电磁感应或电磁波辐射，应采取方位屏蔽的措施，可在该方位设置金属棚、网并接地。高精度设备或对电磁环境有特殊要求的设备应装配在金属屏蔽室中，或将机房改造成屏蔽房间。对外连接传感探头、执行机构，以及供电线路、信号传输线，一律通过标准接口连接。下面为我们测得的一组屏蔽效能的试验数据。抗电磁干扰采用屏蔽措施，设计高性能自动化控制装置，也采用屏蔽措施，其主要目的，是减少电磁泄漏，控制电磁干扰的生成。例如，时基振荡器或本地振荡器，设计在独立的屏蔽盒内，各面尽可能是全金属。2.4抗人体静电设计或改造机房，应设置接地环并有效接地。机房应装配抗静电地板。工作人员应勤洗手，换上专用抗静电或纯棉的工作服及鞋袜。某些工位，要求佩戴金属腕带、脚带。2.5供电电源净化对供电电力线路有较高要求的设备、装置，应设置净化电源供电。常用净化方式有两种：一种是通过电池化学能转换；另一种是机械动力转换，也就是再发电。
3结束语
电子自动化控制装置，对静电，电磁感应、加性电磁辐射有较强的敏感性，易于受到干扰。在电子自动化控制装置的规划设计，运行保障和维护改造等过程中，应重视加强防护。有效防护措施有：接地、互感器件正交、电磁屏蔽、抗人体静电以及对供电线路净化等。值得重视的，是信号线路相对地电位平衡问题。必要时，相对独立部件和设备应采用光纤接口传输，避免导体或导线的物理接触。
参考文献
[1]任颖莹.地源热泵空调系统的模糊增益单神经元PID控制方法[D].郑州大学,2013.
[2]程守洙,江之永.普通物理学[M].人民教育出版社,1961.
[3]吴海峰.电子自动化控制设备的可靠性研究及提升[J].电子技术与软件工程,2014.
电磁感应辐射范文第4篇
关键词：不锈钢光亮退火马弗电磁感应保护气氛露点
Analysis of Bright Annealing Furnace Equipment And Process
Gao Jianbing
Abstract This article focuses on the comparative analysis of different bright annealing furnace, according to related stainless steel bright annealing technique. Advantages and disadvantages for the 3 furnaces (vertical muffle furnace, vertical electrical heating brick furnace and vertical electromagneticheating furnace) are concluded by analyzing the furnace structure, protection atmosphere control, heating and cooling style and process operations. Meanwhile key control points are summarized via discussing the problems in actual production operation, which can provide guidance for production.
Key words Stainless steel; Bright annealing; Muffle; Electromagnetic introduction; Protection atmosphere; Dew point
中图分类号：TF764+1 文献标识码：A
随着不锈钢BA板产品广泛应用和冶金装备、工艺技术的不断进步， BA板生产的光亮炉得到了很快的发展。光亮炉作为不锈钢光亮退火的关键装备有很多的优点，钢带在保护气氛中实现退火不产生氧化，产品质量高、不产生酸烧损同时不污染环境。
目前，世界上比较流行的大型立式光亮退火炉有全马弗加热炉、砌砖电加热炉和电磁感应加热炉三种炉型。根据加热方式的不同一般分为电加热、燃气加热及电磁感应加热。本文对这三种炉型的结构、气氛控制和工艺操作进行分析、对比，并结合实际生产进行讨论。
1.立式马弗光亮炉
1.1布置结构
通常采用加热段在下、冷却段在上的上行加热方式，典型的全马弗光亮退火炉主要由进口密封室、马弗加热段、辐射冷却段、喷气冷却段、辊顶室、下降通道、出口密封室组成。
入口密封室（图1）为密封辊密封，整个箱体充氮气，内装弹跳辊保证炉内带钢张力稳定，辊面包橡胶。马弗管和入口密封室之间通过油封方式连接，整体柔性吊挂在马弗管下。油封连接（图2）能很好适应马弗高温蠕变伸长并保证炉内气体密封。此种方式结构不容易发生着火。
图1：含弹跳辊的密封结构 图2：含弹跳辊的密封结构
加热段的马弗管是立式圆锥薄壁体结构，由于各生产线的产量不同，马弗长度也不同，一般其最大长度约28m左右，直径约1800mm左右，厚度：从上到下为22mm～10mm。马弗采用耐高温的高镍合金钢，其材质一般为INCOLOY 600系合金，马弗底部采用油封结构，马弗采用吊挂的方式和冷却段连接，法兰采用水冷结构。
马弗的寿命，不同的公司设计的炉温和选用的马弗材质各不相同，因此马弗的使用寿命也各不相同，一般为2～5年。
加热燃烧室（图3）外形结构为圆柱体，内衬耐火陶瓷纤维，一般采用天燃气作为炉子燃料，利用低NOx高速烧嘴给马弗管加热，所配置烧嘴的个数依据产量而定。燃烧室温度一般为1150℃ 左右。通过先加热马弗管来间接加热带钢，马弗罩内为保护气氛。马弗罩最高耐温1150℃,炉温一般控制在1100℃-1150℃，热效率为50-55%。
图3：加热燃烧室示意
辐射冷却段为方形钢结构，内衬隔热材料，外壁挂蛇形冷却水管，水管不和保护气氛接触，水管漏水不影响气氛露点；一般都安装有稳定辊（石墨辊），保证带钢运行在最佳位置。
喷气冷却段一般分2-3个冷却区，第一区沿带钢宽度方向气体流量分5个区可调，通过控制风压和流量实现均匀冷却，以保证带钢板形平展。其余冷却区可调整冷却风压来控制带钢低温段的冷却速率。冷却段整体结构和马弗管通过法兰连接，设计有横向移动轨道可以整体横移，实现马弗管吊出更换。
辊顶转向辊室有一个纠偏辊和一个带有压辊的转向辊，并在顶部有穿带装置。下降通道采用气密钢结构焊接，法兰密封处采用O型密封圈密封。出口密封辊与入口密封辊结构基本相同，相对简单。
1.2气氛控制
为使BA板在炉内退火时产品表面不被氧化，炉内必须充满保护气体，马弗炉通常保护气体为100％纯氢气体，炉内气体的露点在-60℃以下。氢气主要从冷却段进入炉体，另外一部分保护气体从炉子进、出口密封室进入以保证炉压。炉子有单独气体循环降露点系统保证气氛露点降低消耗，同时可进行离线白粉清除。整个炉体没有直接水冷却，炉内气氛露点容易保证。
保护气体必须满足以下要求：
H2纯度：99．999％；含O2量：≤l0ppm；露点：≤ -70℃；压力：0.5±5％MPa。
N2纯度：99．999％ ；含02量：≤ 20ppm；露点：≤ -40℃ ；压力：0.4±5％MPa。
1. 3 加热及冷却模型
图4：马弗炉加热冷却曲线
建立数模（图4）可得出如上工艺曲线，304钢种：加热速率最快25℃/s,高温段16℃/s，缓冷段速率-16℃/s，冷却1速率-70℃/s，冷却2速率-33℃/s。属于典型的传统加热方式。
1.4马弗的切割和更换（图5）
马弗在高温状态下会产生热膨胀及高温蠕变，每年高温蠕变伸长量一般为每年1%（20mm左右），因此需定期进行切割。马弗更换时如果采用厂房外部的汽车吊将马弗向上吊出的方式，费用较高；如采用炉子侧面打开的方式，马弗在车间内存放、运输，占用面积大。对于上行加热式全马弗炉，将底部密封(油封)下降，露出马弗进行切割；更换时将上部冷却段移开，用厂房内行车将马弗向上吊出。对于下行加热式全马弗炉，切割时则采用移开下部冷却段，检修人员进入马弗内，从连接法兰上部切除一段马弗，然后再对焊在一起，更换时将上部转向辊室移开，用汽车吊将马弗从厂房顶部吊出。由此可见，上行加热式全马弗炉在马弗切割、更换操作等方面则较为简单。全马弗炉吊运更换马弗时间30h，不包括停炉、降温、排气、充气、升温的时间。
图5：马弗更换
1.5生产运行特点
（1）主要能耗为燃气，热效率50-55%，燃气吨钢能耗成本低，维护成本相对较高需定期切割和更换马弗。
（2）此炉型气密性好，保护气氛容易控制，露点低-60℃，升降温和降露点时间较短一般24小时以内。
（3）加热温度略低，马弗不能太长（目前最长有26米），炉子产能低。
（4）炉口不容易着火，炉内的白粉可以通过降露点系统离线人工去除。
（此炉型为提高产能可研究双马弗结构增加加热段长度，以Ebner公司为代表）
2. 立式电加热砌砖光亮炉
2.1布置结构
下行加热方式，加热段在上、冷却段在下。主体结构有：入口密封装置、入口溜槽通道，炉顶辊箱体结构，加热段、缓冷段、冷却段、出口密封装置。
2.1.1 加热段：由内到外高铝砖230mm、陶瓷纤维150mm、普碳钢壳体；长度40米，使用钼丝电加热（图6），一般分8个区控制，温度控制精度高，最高温度1250℃，炉温1200℃，外壳120℃.炉体的热效率60-65%，砖体结构热惰性较大升降温速度较慢，毫米钢带最大加热速度：30度/秒。
图6：加热钼丝及砌砖图7：加热段外形
2.1.2冷却段：包括缓冷段和风冷段，缓冷段一般采用冷却水管加碳套装置或电加热热风冷却；风冷段一般为2-4个冷却区，第一冷却区可以风压、温度单独控制并有边中边控制功能，保证带钢冷却速率和均匀。其余冷却段带钢上下表面单独风机、热交换器控制（图8）。
图8：冷却段结构
2.1.3炉顶辊箱：采用全密封、无缝管水冷却壳体，一般采用双辊转向带有CPC纠偏装置并含张力测量元件，炉顶辊环境温度较高，辊面硅胶材质可耐温200℃，炉顶辊对于保证钢带的稳定运行和表面质量非常重要，需要定期更换。炉顶辊箱有防爆、穿带装置等附属设备。
2.1.4出入口密封装置：采取辊式密封、水冷壳体，保证炉内气氛不泄露和炉压的稳定，并设计有复杂的灭火系统和炉压控制系统。出口密封辊带有CPC纠偏系统，可以和出口转向辊同时动作，实现钢带稳定运行。此处容易着火。
图9：入口密封室
2.2 气氛控制
采用氢气+氮气的混合气体，氢气含量75%-97%，有独立气体混合站进行气体配比然后进入炉体，炉体有5处气体分析点，重点控制加热及冷却段的氢气比例。氢气正常消耗量300m3/h左右，进气氢气最高含量97%露点-70℃，其余为密封及保压充入的氮气进入炉体，炉内气氛氢气含量75%。整个炉子壳体采取钢板焊接气密性略差，加热段耐火砖气孔率高，炉内气氛露点为
电加热炉壳体多处采用水冷方式而且用水点非常多，特别是炉顶辊箱体和加热段两端，很容易出现泄漏，一旦发生问题很难查找严重影响炉内气氛，很多厂家发生过类似的情况。
2.3加热及冷却模型
图10：电加热炉加热及冷却工艺曲线
建立数模（图10）可得出如上工艺曲线，304钢种：加热速率最快32℃/s,高温段17℃/s，缓冷段速率-16℃/s，冷却1速率-68℃/s，冷却2速率-32℃/s。炉温高可以采用高温高速工艺提高产能。
2.4开炉、停炉
2.4.1开炉的过程
炉子的体积大约700 m3，吹扫4倍体积，约2600 m3，O2含量降到0.5%；N2的吹扫流量1300 m3/h；保温8小时,炉温800℃之后吹扫H2 500 m3/h 5个小时，约2500 m3需要7小时的 H2的浓度到95%，开始降露点到-42℃，炉子开始运行。此过程大约需要48小时（图11）。
2.4.2停炉的过程
停H2 ,N2的吹扫流量1300 m3/h，约1.9个小时，降温到250℃，可以停N2，可以开炉，需要3小时炉子能置换成空气，此过程大约需要48小时（图11）
图11：停炉、开炉过程
2.5生产运行特点
（1）加热温度高，生产效率高、产能大。
（2）炉体热惰性高炉温升降速度慢；热效率60-65%。
（3）炉体气密性较差，炉体水泄露几率高，露点-45℃。
（4）降露点需要时间长吹扫用气体的量大，开炉、停炉一般都需要48小时；
（5）炉口结构着火几率大，炉内的白粉可以通过降露点系统离线人工去除。
（目前世界上炉子公司在推广马弗+电加热式的炉型，可以结合各自的优势，以chugairo公司为代表）
3．电磁感应光亮炉
3.1电磁感应加热技术原理
当一个变化的磁场作用在一个导体上时(例如金属)，它的内部将产生许多的电流环,叫做涡流,如图12所示
图12：线圈产生磁场
根据“焦耳效应”这些涡流的电磁能将转化为热能，热能直接产生在导体内部,所以导致导体的温度上升。
3.1.1 纵向磁场（图13）
由于电磁学当中的集肤效应，由纵向磁场产生的涡流只能位于材料表面，因此，纵向磁场不能均匀加热带钢。
图13：带钢纵向磁场（青色为磁力线、黄色为感应电流、黑色的是线圈）
3.1.2 横向磁场（图14）
横向磁场磁力线全部穿透带钢产生热量，可以全部的加热带钢。
图14：带钢横向磁场（青色为磁力线、黄色为感应电流、黑色的是线圈）
3.2炉体结构
横磁感应光亮炉由马弗加热段（横磁感应加热方式）、冷却段，出入口密封箱等三部分组成。
3.2.1 电磁感应加热装置及马弗
加热段的加热器是装有导电线圈的电磁感应加热装置（图15），马弗罩外电磁感应加热装置整体都冲氮气全密封保护；马弗罩内通氢气。马弗（图16）外部通水冷却，方形结构；马弗由特殊树脂、陶瓷等材料制作，从内向外如图：A块状砖：22mm,B冷却管：内径10mm，壁厚1mm， C纤维毯：1.5mm，D支撑件：5.0mm，一种玻璃纤维好的强度。实验实际工作温度分布:600℃砖内—150℃陶瓷砖外—马弗外80℃。
图15：感应加热装置 图16：马弗结构
3.2.2冷却段
冷却段外形为圆柱性采用风箱结构，一般分1-3个区，第一区风箱可以整体移动，能够随时调节风嘴和钢带之间的距离来控制带钢的冷却速度；同时在横向分为5个区，冷却风压和流量独立控制，实现带钢横向冷却速率控制。设计冷却速率很快是传统的2倍，通常称为闪冷。
3.2.3 出入口密封结构
入口有辊式密封并设计成箱体结构，冲大量的N2密封有两个作用：起隔绝H2的作用防止着火；同时大量的N2可以吸附较多的钢板表面吸附的O2和H2O直接排走。
3.3气氛控制
炉内气氛氢气含量在85%左右，露点-50℃。露点的大小和氢气的流量有很大的关系，根据经验氢气含量75%，DP-45℃，H2的流量300m3/h；保证氢气含量85%，DP-50℃，H2的流量400-460m3/h。炉内最高氢气含量能达到89.6%其余为密封及保压充入的氮气。停炉需4小时，开炉需14个小时。
3.4加热及冷却模型
最大钢带温度：1200℃
图17：304典型加热冷却曲线 图18：430典型加热冷却曲线
建立数模可得出如上工艺曲线（图17、图18）
（1）由于加热和冷却速率很快，没有传统加热时间的概念
加热最快速率：333℃/s,传统的30℃/s左右；冷却最快速率：163℃/s, 传统的70℃/s左右。
（2）带钢板形飘曲的产生
钢带内部的应力造成：
热应力（温度场分布）：σ热＝f（E、α、w、d2T/d2y）
决定应力大小因素：材料本身的物理性能E、α，w
材料温度变化速率的2次方
应力在加热和冷却过程中产生。
σ热＞σf＝KE（h2/w2）
临界应力和钢带厚宽比的平方成正比，说明钢带越薄、越宽临界应力越小，越容易产生瓢曲。
E（GPa）=207-8.33×10-2×T(℃)温度越高临界应力越小
材料的瓢曲临界应力，热应力大于临界应力：钢带产生瓢曲。当加热和冷却速率都是均匀时是不会产生变形，只有加热、冷却速率发生变化时才产生应力。
加热过程中，由感应加热的特点和结构决定：钢带纵向的温度变化快、梯度大（加热速率最快800℃/s），又是间断加热，产生明显的拐点，因此在钢带横向产生较大压应力，容易飘曲。
在冷却过程中，由于使用闪冷技术，冷却速率非常快（最快301℃/s）、温度梯度大，有6个较大的拐点，容易产生应力瓢曲。
3.5生产运行特点
（1）带钢直接发热，加热、冷却速度非常快，炉体热惰性很小，没有升降炉温过程；热效率70-80%，生产效率高、产能大。
（2）加热、冷却速率有明显的拐点，很容易产生带钢飘曲，不利于薄料和宽料生产。
（3）马弗及连接段密封性差，外部整体设置氮气密封箱充氮气保护，马弗内遍布冷却水管泄露的几率高，发生泄漏，不好检查；炉内露点-50℃。
（4）气氛置换所需时间短，保护气体消耗量大，氢气正常消耗量400-500m3/h。
（此炉型由Fives公司在试验、推广应用较少，在Arcelor公司有使用经验）
4.结论
通过对比三种炉型的结构特点和生产经验得出：
产能及热效率：电磁感应炉高、电加热砖炉中、马弗炉低。
炉内气氛：马弗炉好、电磁感应炉中、电加热砖炉差。
电磁感应辐射范文第5篇
1雷云感应静电的防护
(1)建筑物内的金属物(如设备、管道、构架、电缆外皮、钢屋架、钢门窗等较大构件)和突出屋面的金属物均应接到防雷电感应的接地装置上。(2)屋面周围金属物每隔约20m应采用引下线接地。(3)现场浇制或预制件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜绑扎或焊接成电气闭合回路，并应每隔约20m采用引下线接地。
2雷闪电磁感应的防护
建筑物内部的电气和电子系统，会受衰减后残余磁场侵入影响的危害。应按GB/T21714．4—2008《雷电防护》的规定，对侵入的衰减后残余磁场采取有效的防护，根据磁场屏蔽、电源系统采取不同的防护措施。
2．1电源系统(1)金属管道等连接点用金属线跨接。根据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》第4．2．2条的规定:为防止电磁感应，平行敷设的金属管道、构架、电缆外皮等，其净距＜100mm时，间隔距离≤30m，连接处的过渡电阻＞0．03Ω时，连接处应用金属线跨接。(2)采用电涌保护器(SurgeProtectiveDevice，SPD)防护电磁感应。根据GB/T21714．4—2008，只有主配电盘，在LPS+LPZ1屏蔽的雷电电磁脉冲防护系统(LightningElectro-magneticPulseProtectionMeasuresSystem，LPMS)，当传导浪涌(U2U0)和(I2I0)和辐射磁场(H2H0)时，采用LPZ1空间屏蔽和LPZ1入口安装电源SPD防护的LPMS能使设备得到防护。
2．2无屏蔽情况电源系统当建筑物进线浪涌电压较低时，在靠近进线处安装一个SPD便可防护［3］。但在某些特殊情况下，例如安装非常敏感的设备(电子设备、计算机)或需要保护的设备离安装在入口处的SPD太远，在建筑物内由于雷电放电和内部干扰源而产生电磁场时，有必要在靠近设备处或设备内部安装附加的SPD。GB50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》规定使用电源SPD需要满足多级能量配合，才能起到有效的防护作用。耐冲击电压类别及电涌保护器分级(TN-S)示意图如图1所示。
2．3天馈系统(1)凡带有室外架空天线的电子设备都应采取防雷保护措施。架空天线必须置于接闪器的保护范围LPZ0B区域内。(2)天馈线路上选用的SPD最大传输功率应不小于平均功率1．5倍。其他参数应根据被保护设备的工作频率、插入损耗、驻波、带宽、阻抗特性、接口选用适配的天馈线路SPD。(3)天馈传输系统中宜在收/发通信设备的射频出、入端口处安装天馈线路SPD进行保护。使用多副天线的天馈传输系统，每副天线应设置一个SPD。(4)使用波导管作为天馈传输系统时，波导传输系统的金属波导的段与段之间连接的法兰盘，在其对角的连接螺栓处应用截面积为4mm2的镀银铜导线将两个连接法兰盘予以连通。(5)天馈线路SPD的接地端应接到室外馈线入口处的外壁、波导支撑架及天线反射器应做电气连通，波导管弯头处及接地线上。入口处就近接地，并与地网引出的接地线连通。同轴电缆的金属外护层，应在其上部、下部及经走线架进入机房。(6)天馈线路SPD其标称导通电压Un≥1．5U(U为最大连续工作脉冲峰电压)，标称放电电流In≥5kA(8/20μs波形)，响应时间≤10ns的电涌保护器作为天馈线路防护。(7)天馈线路SPD插入损耗对甚高频系统(30～300MHz)应不大于0．3dB，对高频系统(0．3～10GHz)应不大于0．2dB。SPD的响应时间一般应低于10ns。天馈线上选用的SPD最大传输功率应为平均功率的1．5～2．0倍。其他参数，如工作频率、驻波、插入损耗、特性阻抗、接口等均应符合系统的要求。天馈线路SPD性能参数如表1所示。
2．4电压驻波比影响通信质量电压驻波比示意图如图2所示。由图2可见，理想状态电压驻波比为1，一般情况下电压驻波比为1．15～1．35。这是因为传输电缆接头不匹配，根本原因是电缆接头J/K阻抗不可能恰好都等于50Ω。电缆接头J/K阻抗不等，信号反射而产生电压驻波。当电压驻波比大时，通信系统幅频特性变坏，如果幅频特性波动＜1dB时，通信质量正常;如果幅频特性波动＜3dB时，视频图像扰，数字信号误码率变坏，由原来的10－7变坏到10－4时无法正常通信。现场解决办法以卫星通信系统为例。根据卫星通信设备技术说明书中天线馈线连接处的电压驻波比指标，现场施工安装天馈SPD时，选取天馈SPD电压驻波比指标与设备天线馈线连接处的电压驻波比指标相等。在卫星通信天线馈源接口处，由于微波频段极高，天馈SPD研制、生产难度大，安装困难。将天馈线SPD安装在室外单元中频输出接口处。在中频70MHz接口安装天馈线SPD时，满足反射损耗等技术指标要求，对通信系统防雷电感应效果良好。卫星站天馈线SPD安装示意图如图3所示，馈线长度超过30m宜两端安装。
2．5信号传输线全模保护信号线路SPD应根据被保护设备的工作电压、接口类型、特性阻抗、插入损耗、功率、信号传输速率、频带宽度及传输介质参数选用插入损耗小、限制电压不超过设备端口耐压的SPD。其防护安装示意图如图4所示。
3结语
