[高压电输变电电磁辐射污染防护问题研究]电磁辐射污染

  【摘要】随着城市化进程的加快、工农业生产的发展和居民生活水平的提高,社会对电力的需求不断加大,高压输电线、变电站等设施不断增多,由此产生的工频电磁场环境越来越复杂。了解电磁辐射环境的现状,分析其发展趋势,对于今后电磁辐射的防治和管理有着极其重要的意义。
  【关键词】高压电输变电;电磁辐射;电磁污染;电磁防护
  1.常见电磁辐射污染
  1.1电磁辐射污染的种类
  电磁辐射环境污染源根据电磁波的频率范围,划分为工频(50/60Hz)、射频(又称高频103-106Hz)与微波(>106Hz)三个波段。电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量流,具有“波粒”二象性,环境科学把高于12电子伏特的电磁波辐射称为电离辐射(放射性),如:x射线和丫射线等;而低于12电子伏特的电磁波辐射称为电磁辐射。从环境管理和研究角度看,城市环境中的电磁辐射环境污染源主要分为:
  1.1.1广播电视发射设备
  辐射特征为大功率定时全向发射。广播包括:短波广播、调频广播。电视广播包括:米波电视、分米波电视。我国电视和调频广播的频率范围是:48.5MHz-960MHz,属于超短波与分米波频段。
  1.1.2通信、雷达及导航发射设备
  通信包括短波、微波发射台(含通信和探测)、地面卫星发射站、移动通信基站、寻呼通信基站。在城市无线电通信网中,由于移动通信基站增加速度快、分布密集,随处可见,它已成为城市电磁环境的主要污染源之一。
  1.1.3工业、医用高频设备
  这类设备把电能转换为热能加以利用,但总有伴生电磁辐射产生并泄漏出去,引起工作场所及环境污染。医疗用电磁辐射设备:主要为高频理疗机、紫外线理疗机、高频透热机、高频烧灼器、微波针灸设备等。
  1.1.4交通系统电磁辐射干扰
  交通系统电磁辐射设备有轻轨和电力牵引车辆,包含有轨电车和无轨电车。
  1.1.5电力系统电磁辐射
  高压电力系统包括高压架空输电线、高压地下电缆和变电站。
  1.2电磁辐射污染危害
  电磁辐射的危害有两个方面:一是对人体和生物的危害;二是对电器设备的影响。
  1.2.1对人体和生物的危害
  电磁辐射对人体和生物的危害,多年来国内外一些研究机构作为课题进行了大量研究和实验,得出了具体结论,主要是热效应、非热效应和累积效应。
  1.2.2对电器设备的影响
  电磁辐射对电器设备来说是一种干扰,如果电磁辐射的频率与被干扰设备的频率相差不大时,干扰的程度就逾严重。总的来说电磁辐射可以使测量仪器性能变低;可以使电子开关或继电器工作失常;可以使无线电接收设备出现噪声,如电视机图像声音变差,收音机信号不好等;可以干扰党政军机关的无线电设备;可使病人心脏起博器停止工作,等等。
  2.高压电电磁辐射特性及其危害
  2.1高压电电磁辐射的三种特性
  2.1.1磁场特性
  磁场强度的大小与电流大小有关,与电压无关;50Hz或60Hz的磁场能很容易穿透大多数物体(建筑物或人),且不受这些物体的干扰。从理论上讲,由于三相交流输电线中各相电流的有效值相等,相位互差120,所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消,近似为零。所以我们平时一般重点研究电场。
  2.1.2电场特性
  载流输电线在周围空间产生电场,有如下特性:电场强度与输电线相对于大地的电压成正比;场中的导电物体(建筑物、树林等)会使电场严重畸变,从而产生一定的屏蔽。
  2.1.3电晕特性
  当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时,就产生电晕放电。这时,导线表面的电场强度一般达到 30kV/ln以上,只有高压输电线路导线表面才有如此巨大的电场强度,因此,电晕放电多发生在高压输电线路上。
  2.2离压电电磁辐射对人体的危害
  电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流,且限于非电离辐射。电力系统的高压输变电中产生电磁辐射,电磁辐射主要是指高压输电线路和变电站的高压电力设备所产生的辐射。
  2.3高压电电磁辐射对通信线路产生千扰
  电磁辐射对电子设备的干扰:大量的研究表明,电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看,自动控制信号失误,电子仪器仪表失灵,飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰,干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等,从而带来大量的经济损失。
  2.4高压线路电晕可听噪声
  通常情况下,高压架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源分别是:在导线及其金属表面处空气中的电晕放电,绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花,连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。
  3.高压电电磁辐射污染的防护措施
  综合前面高压电输变电电磁辐射的原理及特性和高压电输变电电磁辐射的危害,可以从四个方面来采取防治措施:加强对电磁辐射环境管理;对人体健康危害的的减缓措施:对通信线路干扰的消除措施;对电晕放电引起的干扰消除措施。
  3.1加强对电磁辐射环境管理
  我国的电磁辐射环境管理起步较晚。但从1988年以来,先后己发布了《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》等25项中华人民共和国国家标准,发布了《辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》等3项中华人民共和国环境保护行业标准,发布了《微波辐射生活区安全限值》等2项中华人民共和国国家军用标准。
  3.2对人体健康危害的减缓措施
  避免电磁辐射对人体的影响,线路尽可能远离或避开居民区、环境敏感区。在线路设计中严格按规程执行,适当选用塔型、塔高,以尽量减少路径走廊宽度及降低线路走廊下的电磁场强度。提高导线对地的高度,双回路导线逆相布置,高低压导线分层架设等措施,会获得降低地面强度的效果。在运行中对工作人员采取局部屏蔽与限制工作时间等防护措施,以减少电磁辐射对人体的影响。作业人员所处环境的电磁场强度超过国标限值或者作业人员所处环境的电磁场强度未超过国标限值,但与此限值比较接近,而作业人员又需要长时间在此环境工作时,都应考虑采用辐射防护用品。选用个体防护产品时,应首先确定电磁辐射的衰减度,然后,参照各种产品说明中对电磁波的衰减参数,确定使用何种形式的防护用品。降低电磁辐射方面的个体防护用品主要包括防护服装、防护眼镜及辐射防护屏。
  3.3对通信线路干扰的消除措施
  对通信线路的影响有静电感应和电磁感应两方面。输电线路正常运行时,在邻近的与其平行的通信线路产生感应电荷。感应电荷与输电电压成正比,还与通信线路与输电线路的距离及相互位置有关。当通信线上的感应电压超过弱电设备绝缘的击穿电压时,就可能损害设备和人身安全。为了避免通信信号线遭受电磁危险及干扰影响,一般采取:将有影响的通信信号线或输电线改为电缆,输电线进行良好的换位,装设放电管、屏蔽线或中和变压器。 (下转第5页)
  (上接第68页)3.4对电.放电引起的干扰消除措施
  电压越高,电晕放电就越强;导线直径越大,电晕放电就越弱;导线表面光洁度越高,放电也就越弱。输电线对无线电与电视的干扰主要是指电晕放电引起的干扰。一般在大于500m处,干扰电场可以忽略不计。无线电杂音的强度受天气影响较大,一般只在恶劣的天气条件下电网才会对距它很近且信号很弱的无线电与电视产生干扰。为了避免架空电力线对通讯线的干扰,设计时应从导线选择和连接等方面考虑,无论是单导线还是分裂导线,均应使导线半径或等值半径等于或大于引起电晕的半径。
  
  【参考文献】
  [1]李建英.电磁辐射对人体健康的危害[J].安全与健康,2005,(23).
  [2]季成富.高压输变电工程电磁辐射管理控制对策[J].污染防治技术,2011,(04).

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