發布時間:2023-10-11 17:26:09
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇高壓電磁輻射,期待它們能激發您的靈感。
隨著我國經濟與城市化的飛速發展,隨著城市規模的擴大,電力負荷的迅猛增長加速了電力工業的發展,社會對電力的需求不斷加大,高壓輸電線路的敷設越來越多,輸電線路與居民區之間的距離也越來越近,人們開始關注城市的電力設施是否會影響市民的身體健康等問題,電磁輻射對于人身和環境的安全問題越來越受到人們的關注。電磁輻射的五大來源:電波發射設施(如廣播、電視發射塔等);通信設施(如人造衛星通信系統的地面站、雷達系統的雷達站、移動通訊塔等);各種高頻設備(如高頻熱和機、高頻淬火機、高頻焊接機、高頻烘干機、家用微波爐等);交通設備(如電氣化鐵道、電車等);來源五電力設備(如高壓電線路、變電站等)。
一、電磁輻射的產生
電磁輻射是一種物理現象,是指“能量以電磁波形式由源發射到空間的現象”。電磁環境是“存在于給定場所的所有電磁現象的總和”。電磁輻射源一般分為天然電磁輻射和人為電磁輻射兩類。一是自然界電磁輻射源,來自某些自然現象,如雷電、臺風、太陽的黑子活動與黑體放射等。二是人工型電磁輻射源。人工型電磁輻射源、來自人工制造的若干系統或裝置與設備,其中又分放電型電磁輻射源、射頻電磁輻射源及工頻電磁輻射源。
經研究發現有人將電磁煙霧污染稱作繼大氣污染、水污染和噪聲污染之后,威脅人類健康的第4大污染。
電磁波輻射是近三四十年才被人們認識的一種新的環境污染,現在人們對電磁輻射仍處于認識和研究階段,人們對它的認識還是很有限的。由于它看不見、摸不著、不易察覺、很陌生,所以,容易引起人們的疑慮。電磁輻射環境污染源根據電磁波的頻率范圍,劃分為工頻(50/60Hz)、射頻(又稱高頻103-106Hz)與微波(>106Hz)三個波段。電磁輻射是一種以電磁波形式傳播的能量流,具有“波粒”二象性,環境科學把高于12電子伏特的電磁波輻射稱為電離輻射(放射性),如:x射線和丫射線等;而低于12電子伏特的電磁波輻射稱為電磁輻射。
二、高壓電電磁輻射的特性
有電就有磁場和電場。
1、磁場特性
磁場強度的大小和電流大小有關,與電壓無關;50Hz或60Hz的磁場能很容易穿透大多數物體(建筑物或人),且不受這些物體的干擾。從理論上講,因為三相交流輸電線中各相電流的有效值相等,相位互差120,所以在距輸電線較遠外產生的磁場相互抵消,近似為零。
2、電場特性
載流輸電線會在周圍空間產生電場,其特性如下:電場強度與輸電線相對于大地的電壓成正比;場中的導電物體(樹林、建筑物等)會使電場嚴重畸變,從而產生一定的屏蔽。
3、電暈特性
當導線表面的電場強度大于空氣擊穿強度時,會產生電暈放電。這時,在導線表面的電場強度一般達到30kV/ln以上,這種如此巨大的電場強度,只有高壓輸電線路導線表面才有。因此,電暈放電多發生在高壓輸電線路上。
三、高壓電電磁輻射的危害
1、高壓電電磁輻射對人的危害
電磁輻射對人體造成的傷害是多方面的,大量研究證明了高壓輸電線路的電磁輻射對細胞信號轉導過程,心臟、血液系統和生殖系統以及學習記憶能力等方面都存在不同程度的影響。電磁輻射能夠誘發癌癥并加速人體的癌細胞增殖。電磁輻射污染會影響人類的循環系統、免疫、生殖和代謝功能,嚴重的還會誘發癌癥,并會加速人體的癌細胞增殖。瑞士的研究資料指出,周圍有高壓線經過的住戶居民,患乳腺癌的概率比常人高7.4倍。
美國得克薩斯州癌癥醫學基金會針對一些遭受電磁輻射損傷的病人所做的抽樣化驗結果表明,在高壓線附近工作的工人,其癌細胞生長速度比一般人要快24倍。
高劑量的電磁輻射還會影響及破壞人體原有的生物電流和生物磁場,使人體內原有的電磁場發生異常。人如果長期曝露在超安全的輻射下,人體細胞就會大面積殺傷或殺死。值得注意的是,不同的人或同一個人在不同年齡階段對電磁輻射的承受能力是不一樣的,老人、兒童、孕婦屬于對電磁輻射的敏感群。研究還表明,220KV高壓線周圍40米~300米范圍內人群患白血病、癌癥的幾率是其他地區的數倍,電磁輻射也會導致孕婦流產、胎兒畸形和心血管疾病,對人的危害極大。電磁輻射對人體的危害是多方面的,女性和胎兒尤其容易受到傷害,調查表明:1到3個月為胚胎期,受到強電磁輻射可能造成肢體缺陷或畸形;4至5個月為胎兒成形期,受到電磁輻射可能引起智力發育不全,甚至造成癡呆;6至10個月為胎兒成長期,受電磁輻射可導致免疫功能低下,出生后體質弱,抵抗力差。
研究證實,長期暴露在電磁輻射下,電磁強度只要達到1毫高斯,就可使抗體無法和血細胞結合,如果達到10毫高斯,則可使胸腺細胞死亡,免疫力下降,若達到40毫高斯,則胚胎發育異常,導致畸形兒。對于高壓電低頻電磁波非游離輻射一般環境建議值為833毫高斯。300米以內的影響非常嚴重,會導致癌癥、白血病,幼兒白血病的患病率增加幾倍,是不容忽視的問題!
2、高壓電電磁輻射對電子設備的危害
電磁輻射對電子設備來說是一種干擾,如果電磁輻射的頻率與擾設備的頻率相近時,干擾的程度就越明顯。大量的研究表明,使沿線一定范圍內的無線電接收設備在正常工作時所接收的有用信號的波形幅值和相位受到影響,導致這些無線電接收設備達不到正常工作所需的信噪比。會造成廣播與電視不能收聽、收看,自動控制信號失誤,電子儀器儀表失靈,飛機指示信號失誤或空中指揮信號受到干擾,干擾醫院的醫療器械或病人的心臟起搏器等。
3、高壓電電磁輻射對易燃易爆物品的危害
通常情況下,高壓線路產生的電暈在導線及其金屬表面空氣中的電暈放電,絕緣子承受高電位梯度區域中放電并產生火花,連接松動或接觸不良產生的間隙火花放電的電磁輻射對諸如武器彈藥、燃油等易燃、易爆物質產生潛在的威脅,或者使電爆管的效應提前或滯后,從而危及人身安全與財產安全。
四、高壓電電磁輻射污染的防護措施
1、加強對電磁輻射環境管理
我國對于電磁輻射環境管理先后己了《電磁輻射防護規定》和《環境電磁波衛生標準》等多項中華人民共和國國家標準,了《輻射環境保護導則-電磁輻射環境影響評價方法與標準》等中華人民共和國環境保護行業標準,了《微波輻射生活區安全限值》等中華人民共和國國家軍用標準。職業照射的限值為在每天8H工作期間內,任意連續6min按全身平均的SAR應小于0.1W/Kg;公眾照射的限值在1天24H內,任意連續6min按全身平均的SAR應小于0.02W/Kg。
2、高壓電電磁輻射防治措施
采用屏蔽技術,減少電磁輻射的危害。避免電磁輻射對人體的影響,高壓線路盡可能避開或遠離居民區、敏感環境區。若在建設中無法避開居民區,可以考慮鋪設地下電纜。在設計線路時嚴格按規程執行,適當選用塔型、高塔,盡量減少路徑走廊寬度以及降低線路走廊下的電磁場強度。綜合比較,合理選擇路徑方案,使所選路徑環境影響最小。提高導線對地的高度,雙回路導線逆相布置,高低壓導線分層架設等措施,會獲得降低地面強度的效果。合理選擇相導線結構以降低可聽噪聲水平,選用噪聲水平達到國家規定允許范圍內的設備。在運行中對工作人員采取局部屏蔽與限制工作時間等防護措施,以減少電磁輻射對人體的影響。作業人員所處環境的電磁場強度超過國標限值或者作業人員所處環境的電磁場強度未超過國標限值,但與此限值比較接近,而作業人員又需要長時間在此環境工作時,都應考慮采用輻射防護用品。選用個體防護產品時,應首先確定電磁輻射的衰減度,然后,參照各種產品說明中對電磁波的衰減參數,確定使用何種形式的防護用品。降低電磁輻射方面的個體防護用品主要包括防護服裝、防護眼鏡及輻射防護屏。
對于通信信號線遭受高壓電電磁危險及干擾影響,可將有影響的通信信號線或輸電線改為電纜,對輸電線進行換位,鋪設放電管和屏蔽線或安裝中和變壓器。電壓越高,電暈放電就越強;導線直徑越大,電暈放電就越弱;輸電線對無線電與電視的干擾主要是電暈放電引起的干擾。導線表面光潔度越高,放電也就越弱。在大于五百米高壓電的干擾電場可以忽略。無線電雜音的強度受天氣影響較大,一般只在惡劣的天氣條件下電網才會對距它很近且信號很弱的無線電與電視產生干擾。為了避免架空電力線對通訊線的干擾,設計時應從導線選擇和連接等方面考慮,無論是單導線還是分裂導線,均應使導線半徑或等值半徑等于或大于引起電暈的半徑。
四、結語
目前人們對環境越來越關注,電磁輻射這一電力系統普遍存在的問題,變電站、輸電線路、變壓器等電氣設備都是輻射源,因此應對此類問題加以重視并采取措施,人員應積極主動地采取防治措施,提高自我保護意識,重視電磁輻射可能對人體產生的危害,多了解有關電磁輻射的常識,學會防范措施,加強安全防范,就可以避免電磁輻射給人們造成的傷害。
參考文獻
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[3]李建英.電磁輻射對人體健康的危害.安全與健康,2005,(23)
[4]張邦俊,仇豐,張莉,翟國慶.居住區內高壓輸電線路工頻電磁污染分布研究.中國環境科學,2002(03)
【關鍵詞】高壓電輸變電;電磁輻射;電磁污染;電磁防護
1.常見電磁輻射污染
1.1電磁輻射污染的種類
電磁輻射環境污染源根據電磁波的頻率范圍,劃分為工頻(50/60Hz)、射頻(又稱高頻103-106Hz)與微波(>106Hz)三個波段。電磁輻射是一種以電磁波形式傳播的能量流,具有“波粒”二象性,環境科學把高于12電子伏特的電磁波輻射稱為電離輻射(放射性),如:x射線和丫射線等;而低于12電子伏特的電磁波輻射稱為電磁輻射。從環境管理和研究角度看,城市環境中的電磁輻射環境污染源主要分為:
1.1.1廣播電視發射設備
輻射特征為大功率定時全向發射。廣播包括:短波廣播、調頻廣播。電視廣播包括:米波電視、分米波電視。我國電視和調頻廣播的頻率范圍是:48.5MHz-960MHz,屬于超短波與分米波頻段。
1.1.2通信、雷達及導航發射設備
通信包括短波、微波發射臺(含通信和探測)、地面衛星發射站、移動通信基站、尋呼通信基站。在城市無線電通信網中,由于移動通信基站增加速度快、分布密集,隨處可見,它已成為城市電磁環境的主要污染源之一。
1.1.3工業、醫用高頻設備
這類設備把電能轉換為熱能加以利用,但總有伴生電磁輻射產生并泄漏出去,引起工作場所及環境污染。醫療用電磁輻射設備:主要為高頻理療機、紫外線理療機、高頻透熱機、高頻燒灼器、微波針灸設備等。
1.1.4交通系統電磁輻射干擾
交通系統電磁輻射設備有輕軌和電力牽引車輛,包含有軌電車和無軌電車。
1.1.5電力系統電磁輻射
高壓電力系統包括高壓架空輸電線、高壓地下電纜和變電站。
1.2電磁輻射污染危害
電磁輻射的危害有兩個方面:一是對人體和生物的危害;二是對電器設備的影響。
1.2.1對人體和生物的危害
電磁輻射對人體和生物的危害,多年來國內外一些研究機構作為課題進行了大量研究和實驗,得出了具體結論,主要是熱效應、非熱效應和累積效應。
1.2.2對電器設備的影響
電磁輻射對電器設備來說是一種干擾,如果電磁輻射的頻率與擾設備的頻率相差不大時,干擾的程度就逾嚴重。總的來說電磁輻射可以使測量儀器性能變低;可以使電子開關或繼電器工作失常;可以使無線電接收設備出現噪聲,如電視機圖像聲音變差,收音機信號不好等;可以干擾黨政軍機關的無線電設備;可使病人心臟起博器停止工作,等等。
2.高壓電電磁輻射特性及其危害
2.1高壓電電磁輻射的三種特性
2.1.1磁場特性
磁場強度的大小與電流大小有關,與電壓無關;50Hz或60Hz的磁場能很容易穿透大多數物體(建筑物或人),且不受這些物體的干擾。從理論上講,由于三相交流輸電線中各相電流的有效值相等,相位互差120,所以在距輸電線較遠外產生的磁場相互抵消,近似為零。所以我們平時一般重點研究電場。
2.1.2電場特性
載流輸電線在周圍空間產生電場,有如下特性:電場強度與輸電線相對于大地的電壓成正比;場中的導電物體(建筑物、樹林等)會使電場嚴重畸變,從而產生一定的屏蔽。
2.1.3電暈特性
當導線表面的電場強度超過空氣擊穿強度時,就產生電暈放電。這時,導線表面的電場強度一般達到 30kV/ln以上,只有高壓輸電線路導線表面才有如此巨大的電場強度,因此,電暈放電多發生在高壓輸電線路上。
2.2離壓電電磁輻射對人體的危害
電磁輻射是指以電磁波形式通過空間傳播的能量流,且限于非電離輻射。電力系統的高壓輸變電中產生電磁輻射,電磁輻射主要是指高壓輸電線路和變電站的高壓電力設備所產生的輻射。
2.3高壓電電磁輻射對通信線路產生千擾
電磁輻射對電子設備的干擾:大量的研究表明,電磁輻射會造成廣播與電視不能收聽、收看,自動控制信號失誤,電子儀器儀表失靈,飛機指示信號失誤或空中指揮信號受到干擾,干擾醫院的醫療器械或病人的心臟起搏器等,從而帶來大量的經濟損失。
2.4高壓線路電暈可聽噪聲
通常情況下,高壓架空電力線路和變電站無線電噪聲的產生有三類根源分別是:在導線及其金屬表面處空氣中的電暈放電,絕緣子承受高電位梯度區域中放電并產生火花,連接松動或接觸不良產生的間隙火花放電。
3.高壓電電磁輻射污染的防護措施
綜合前面高壓電輸變電電磁輻射的原理及特性和高壓電輸變電電磁輻射的危害,可以從四個方面來采取防治措施:加強對電磁輻射環境管理;對人體健康危害的的減緩措施:對通信線路干擾的消除措施;對電暈放電引起的干擾消除措施。
3.1加強對電磁輻射環境管理
我國的電磁輻射環境管理起步較晚。但從1988年以來,先后己了《電磁輻射防護規定》、《環境電磁波衛生標準》等25項中華人民共和國國家標準,了《輻射環境保護導則-電磁輻射環境影響評價方法與標準》等3項中華人民共和國環境保護行業標準,了《微波輻射生活區安全限值》等2項中華人民共和國國家軍用標準。
3.2對人體健康危害的減緩措施
避免電磁輻射對人體的影響,線路盡可能遠離或避開居民區、環境敏感區。在線路設計中嚴格按規程執行,適當選用塔型、塔高,以盡量減少路徑走廊寬度及降低線路走廊下的電磁場強度。提高導線對地的高度,雙回路導線逆相布置,高低壓導線分層架設等措施,會獲得降低地面強度的效果。在運行中對工作人員采取局部屏蔽與限制工作時間等防護措施,以減少電磁輻射對人體的影響。作業人員所處環境的電磁場強度超過國標限值或者作業人員所處環境的電磁場強度未超過國標限值,但與此限值比較接近,而作業人員又需要長時間在此環境工作時,都應考慮采用輻射防護用品。選用個體防護產品時,應首先確定電磁輻射的衰減度,然后,參照各種產品說明中對電磁波的衰減參數,確定使用何種形式的防護用品。降低電磁輻射方面的個體防護用品主要包括防護服裝、防護眼鏡及輻射防護屏。
3.3對通信線路干擾的消除措施
對通信線路的影響有靜電感應和電磁感應兩方面。輸電線路正常運行時,在鄰近的與其平行的通信線路產生感應電荷。感應電荷與輸電電壓成正比,還與通信線路與輸電線路的距離及相互位置有關。當通信線上的感應電壓超過弱電設備絕緣的擊穿電壓時,就可能損害設備和人身安全。為了避免通信信號線遭受電磁危險及干擾影響,一般采取:將有影響的通信信號線或輸電線改為電纜,輸電線進行良好的換位,裝設放電管、屏蔽線或中和變壓器。 (下轉第5頁)
(上接第68頁)3.4對電.放電引起的干擾消除措施
電壓越高,電暈放電就越強;導線直徑越大,電暈放電就越弱;導線表面光潔度越高,放電也就越弱。輸電線對無線電與電視的干擾主要是指電暈放電引起的干擾。一般在大于500m處,干擾電場可以忽略不計。無線電雜音的強度受天氣影響較大,一般只在惡劣的天氣條件下電網才會對距它很近且信號很弱的無線電與電視產生干擾。為了避免架空電力線對通訊線的干擾,設計時應從導線選擇和連接等方面考慮,無論是單導線還是分裂導線,均應使導線半徑或等值半徑等于或大于引起電暈的半徑。
【參考文獻】
【關鍵詞】高壓輸電線;電磁輻射;環境
隨著經濟的高速發展,工業化進程的加快,高壓輸電線路就不可避免地闖過人口密集區。高壓輸電線路電磁污染問題已經引起了人們的密切關注,它嚴重地威脅著經濟的可持續發展、和諧社會的創建、人類生存健康。文章主要闡述了高壓輸電線路電磁輻射對環境的影響,并且針對存在的問題提出了防治措施。
1.高壓輸電線路電磁輻射對環境造成的影響
1.1高壓輸電線路對周邊無線電裝置所產生的影響
高壓輸電線路所通過的區域在一定的程度上都會受到電磁的污染。正在運行的高壓輸電線路會產生電磁脈沖,會向空間輻射高頻電磁波。高頻電磁波沿著高壓輸電線路進行傳播,這樣就造成高壓輸電線路兩側的無線電設備在工作時接收信號的波形相位和波形峰值都會受到影響,從而造成信噪比達不到無線電接收設備正常工作的要求。高壓輸電線路造成的干擾主要有火花放電、電暈放電等引起。火花放電主要會對電視頻段的接收產生影響。電暈放電主要會對電視機、收音機等家用電器造成一定的影響,但是干擾不會對人身造成傷害。
1.2高壓輸電線路電磁輻射對周邊人和動物造成一定影響
高壓輸電線路電磁輻射對人體造成的影響主要有非熱效應、熱效應、累計效應等。在自然狀態下都存在著微弱的電磁場對人體的器官及組織產生作用,但是這種狀態是穩定的、有序的,一旦外界電磁場作用于人體,這種穩定、有序的狀態被打破,人體就會受到損傷,這就屬于非熱效應;在電磁的作用下人體內的水分子就會相互摩擦,引起體內水溫上升,影響到體內各器官的工作,這也就是熱效應。人體受到兩種效應作用后,如果人體損傷沒有恢復再次受到外界電磁輻射,損傷就會累積,長期就會造成永久性病態,甚至危及生命,這就是累積效應。
高壓輸電線路電磁輻射對動物也會產生影響。電磁輻射對大鼠的學習記憶、生殖系統、血液系統、心臟等方面產生一定的影響。科學家經過試驗發現,高壓輸電線路電磁輻射會對大鼠心房肌細胞造成一定的影響,還會引起血紅蛋白分子結構發生一定的改變,對、腎、肺的組織結構造成不利影響。高壓輸電線路電磁輻射對人體造成的影響:(1)電磁輻射引起女性月經失調,分泌紊亂,男性下降。(2)電磁輻射會造成造血功能下降,導致肝病,視力下降,影響骨髓、大腦組織發育,嚴重者還會引起視網膜脫落。(3)電磁輻射會造成畸胎、不育、流產等病變的誘發因素。(4)電磁輻射對人體的免疫系統、神經系統、生殖系統會造成直接傷害。(5)電磁輻射是癌突變、糖尿病、心血管疾病的主要誘因。
1.3高壓輸電線路電磁輻射對通訊線路(包括光纜、直埋電纜、架空線)的影響
高壓輸電線路對通訊線路的影響主要表現在對架空鐵線的靜電干擾、對直埋式電纜、光纜、架空線的電磁輻射影響。如果通信線路上感應電壓形成短路電流,會對設備和人員的安全造成嚴重威脅,其造成的危害大小主要與作用時間和電流強度有關,如果作用時間較長,人體所能接受的電流強度就很小。一般情況下,只要平行接近段不是很長,是不會有什么危險的,但是在遭到雷擊、輸電線路短路時,輸電電流或者輸電電壓就很有可能瞬間升高很多倍,對一些電器設備以及人員造成嚴重危險。
1.4高壓輸電線路電暈可聽噪聲
一般情況下,高壓輸電線路噪聲產生原因主要是:(1)接觸不良或連接松動產生的間隙火花放電。(2)在金屬表面或導線表面處空氣中的電暈放電。電暈放電是線路的固有特性,是不可消除的,當運行電壓在100kV以上時,電暈放電占有重要地位。
2.高壓輸電線路電磁輻射可采取的防治對策
2.1高壓輸電線路的選線和設計單位要有強烈的環保意識
對于高壓線路走廊資源緊缺地區,應當研究采取少拆房、少砍樹的設計方案,盡量采取緊湊的塔型布置;要采取保護植被措施,盡量避免基面開挖,避免水土流失;在高壓輸電線路的下方的金屬物體必須接地良好;高壓輸電線的兩側250m的范圍內盡量避免建造房屋,避免人身健康造成影響;對高壓輸電線路進行設計時,導線距地面必須符合要求,另外,高壓輸電線與已建成房屋垂直距離不得小于5m;如果無線電設備在高壓輸電線路附近應當設立安全防護距離;當輸電電壓超過220kV時,需要設置防護走廊,走廊下不能有障礙物,走廊寬度在45m左右;當高壓輸電線路經過廣播收音臺或者電視差轉臺時,必須選擇從信號不重要的一側經過。從社會效益和環境保護方面考慮,為了加強環境保護而增加的線路工程投資,是科學合理的。
2.2針對高壓輸電線路電磁輻射對人體造成的危害應采取的措施
為了使高壓輸電線路電磁輻射對人體的影響降到最小,可以從勞動保護和輸電設計兩個方面采取措施。例如高低壓導線分層架設、雙回路導線逆向布置、導線對地高度提升等措施,會取得地面強度降低的效果。在高壓輸電線路運行中,對工作人員可以采取限制工作時間與局部屏蔽等防護措施,從而達到減少高壓輸電線路對人體傷害的目的。
2.3針對高壓輸電線路電磁輻射對通訊線路的干擾應采取的措施
高壓輸電線路對通訊線路的影響主要是電磁感應和靜電感應兩個方面。高壓輸電線路在正常運行時會對與它平行的鄰近通訊線路產生感應電荷。感應電荷與輸電線路、通訊線路以及相互位置有一定的關系,還與輸電電壓成正比。通訊線路與鄰近的平行高壓輸電線路的交變磁場產生互感電壓,其大小與通訊線路長度和電流強度成正比。
通過實驗發現,一般情況下在距高壓輸電線路50m以內的范圍受到電場的干擾是最大的,成為了干擾正常通訊的重要因素之一,但是磁場影響是比較小的。當與高壓輸電線路距離較遠時,電場的影響明顯下降,當距離達到100m以外時,磁場對正常通訊的影響成為主要因素,而電場對正常通訊造成的影響是極小的可以忽略不計。為了避免通訊受到影響可以采取如下措施:(1)裝設中和變壓器、屏蔽線、放電管。(2)對高壓輸電線進行科學合理的換位。(3)將受到影響的輸電線、信號線、通訊線改為電纜。
3.結語
高壓輸電線路在運行的過程中會影響到通信線路的正常工作以及無線電的正常工作,還會對周邊的居民造成一定的影響。高壓架空輸電線的可聽噪聲、無線電干擾、磁場、工頻電場對周邊設施以及人身安全和健康會造成一定危害,但是只要認真做好防護措施,就可以降低或避免其危害。目前高壓輸電線路所造成的電磁污染還沒有明確的定論,但是人們還是對高壓輸電線路的電磁輻射的危害心存恐慌。因此,電氣工程設計人員要認真研究防治措施,避免公眾對高壓輸電線路電磁輻射的投訴,為以后工作的順利開展創造條件。 [科]
【參考文獻】
[1]張雅卿.高壓輸電線路電磁輻射污染的評價及建議[J].科技資訊,2011(19).
【關鍵詞】MOS方法;多元線性回歸;預報因子
1.MOS方法介紹
MOS方法又叫做“模式輸出統計量”,是一種數值模式輸出釋用技術。這種方法能夠有效減少預報不確定性,提高預報準確率。主要方法是:利用數值預報的輸出結果作為預報因子,并與預報對象的實況氣象要素之間建立統計關系,大多利用多元線性回歸建立預報方程。預報對象與預報因子之間的關系可以表示成如下關系:
是隨機誤差。若將式(1)用矩陣表示,則有Y=x?茁+?著。用最小二乘原理估計?茁,得出回歸系數。這樣有了回歸系數以后,我們可以利用數值預報結果代入已建立預報方程求出預報對象也就是客觀預報要素的值。
2.資料選取及技術方法
2.1常規觀測站預報方程建立
建立MOS方程之前,我們要確定預報對象及對歷史資料進行選取和劃分。我們對一年進行每月劃分,建立每個月日變要素最高、最低氣溫方程。統計樣本為2003年~2007年T213歷史資料和實況資料。在預報因子選取上,主要包含各層溫度、相對濕度、風等常規觀測資料,也選取了一些物理意義清楚的診斷量,比如垂直速度、露點差、位溫、假相當位溫、濕位渦、螺旋度、K指數、渦度、散度等物理量。這樣黑龍江省80個縣級站點每個站點每月都有兩種產品的預報方程。根據劉還珠等撰寫的國家氣象中心氣象要素的客觀預報-MOS系統一文中提及預報因子數量一般控制在6~20個,這樣有利于提高預報準確率。我們選預報因子時數量也控制在這個范圍內。例如哈爾濱站11月份最高氣溫24小時預報方程有6個預報因子;哈爾濱站11月份最低氣溫24小時預報方程中,有6個預報因子。
以哈爾濱站為例在24小時的最高、最低氣溫預報方程中都選取6個預報因子,因子類別上主要還是以大氣低層氣象要素為主,在6個要素中有2-3個常規觀測要素,其余的都為診斷性質的物理量。而且在診斷物理量中個別相關系數量級較大有E+2和E+3量級,但大量級預報因子數量不多,對預報不會產生影響。如果預報因子相關系數大量級較多則可能使預報結果異常。
2.2 鄉鎮站點預報處理方法
由于黑龍江省現有鄉鎮自動站沒有完整歷史資料,及自動站質量控制不完善,針對現狀,我們采取插值方法將常規觀測站結果利用反距離權重插值到各鄉鎮站點。反距離權重算法為:
為控制點i與點O間的距離;n為在估算中用到的控制點數目,r為指定的冪數。這里我們取O點周圍4個距離最近的點作為控制點,冪數r取2,這樣式(2)變為:
這里d(i=1,2,3,4)為要計算的鄉村站點O與周圍最近的4個已知市縣站點的距離,z(i=1,2,3,4)為周圍最近4個已知市縣站點的溫度值,Z為通過插值算法得到的鄉村站點溫度值。
通過插值后可以得出850多個鄉鎮站點每天0-96小時最高、最低氣溫預報。
3.預報產品檢驗
主要檢驗黑龍江省常規觀測站點11月份0-96小時最高、最低氣溫≤2℃準確率。MOS方法預報北部地市最低氣溫準確率偏低,主要集中在40-60%之間。其他地市平均準確率在60%以上。0-24小時和24-48小時預報準確率比其他兩個時次要高。個別站點前兩個時次準確率可以達到80%以上。通過與主觀預報準確率對比可以發現,MOS方法在最低氣溫預報上可信度比較高。平均準確率基本與主觀預報平均值持平,個別時次預報準確率高于主觀預報。總體看MOS預報最低氣溫對主觀預報有較好指導意義,總體預報準確率好于地市主觀預報。在最高氣溫預報上MOS預報低于主觀預報,尤其在后兩個時次的預報上平均準確率低于50%,預報效果不理想。前兩個時次預報準確率也低于客觀預報,準確率維持在60%-70%之間。
4.小結
總體上講MOS方法是一種較為成熟的技術。預報方程的建立直接影響到預報結果的準確程度,在挑選預報因子過程中還要仔細對每個站點的因子進行篩選,找出適合本地區的預報因子作為預報方程系數。在對強降溫個例分析時,發現降溫幅度越大且時間越短,MOS方法有明顯的滯后性,準確率迅速下降。主要原因在于MOS方法是統計方法,它對劇烈變化的天氣沒有預報能力。從預報檢驗綜合分析得出,黑龍江省北部地區處在山區地形復雜,預報因子選取上沒有真實反映當地天氣變化特點,從而導致預報準確率偏低,要提高該地區準確率,光靠單一統計方法是遠遠不夠的,應該采用集合預報的方法對溫度進行訂正,可以取得較好預報效果。現有數值預報精度也限制了MOS方法,隨著高分辨率數值預報的出現,MOS方法的準確率可以進一步得到提升。選取更多的樣本資料,做更細致的天氣劃分,也可以提高MOS方法的準確率。
【參考文獻】
[1]劉還珠等.國家氣象中心氣象要素的客觀預報.應用氣象學報,2004,4,15(2).
1.常見電磁輻射污染
1.1電磁輻射污染的種類
電磁輻射環境污染源根據電磁波的頻率范圍,劃分為工頻(50/60Hz)、射頻(又稱高頻103-106Hz)與微波(>106Hz)三個波段。電磁輻射是一種以電磁波形式傳播的能量流,具有“波粒”二象性,環境科學把高于12電子伏特的電磁波輻射稱為電離輻射(放射性),如:x射線和丫射線等;而低于12電子伏特的電磁波輻射稱為電磁輻射。從環境管理和研究角度看,城市環境中的電磁輻射環境污染源主要分為:
1.1.1廣播電視發射設備
輻射特征為大功率定時全向發射。廣播包括:短波廣播、調頻廣播。電視廣播包括:米波電視、分米波電視。我國電視和調頻廣播的頻率范圍是:48.5MHz-960MHz,屬于超短波與分米波頻段。
1.1.2通信、雷達及導航發射設備
通信包括短波、微波發射臺(含通信和探測)、地面衛星發射站、移動通信基站、尋呼通信基站。在城市無線電通信網中,由于移動通信基站增加速度快、分布密集,隨處可見,它已成為城市電磁環境的主要污染源之一。
1.1.3工業、醫用高頻設備
這類設備把電能轉換為熱能加以利用,但總有伴生電磁輻射產生并泄漏出去,引起工作場所及環境污染。醫療用電磁輻射設備:主要為高頻理療機、紫外線理療機、高頻透熱機、高頻燒灼器、微波針灸設備等。
1.1.4交通系統電磁輻射干擾
交通系統電磁輻射設備有輕軌和電力牽引車輛,包含有軌電車和無軌電車。
1.1.5電力系統電磁輻射
高壓電力系統包括高壓架空輸電線、高壓地下電纜和變電站。
1.2電磁輻射污染危害
電磁輻射的危害有兩個方面:一是對人體和生物的危害;二是對電器設備的影響。
1.2.1對人體和生物的危害
電磁輻射對人體和生物的危害,多年來國內外一些研究機構作為課題進行了大量研究和實驗,得出了具體結論,主要是熱效應、非熱效應和累積效應。
1.2.2對電器設備的影響
電磁輻射對電器設備來說是一種干擾,如果電磁輻射的頻率與擾設備的頻率相差不大時,干擾的程度就逾嚴重。總的來說電磁輻射可以使測量儀器性能變低;可以使電子開關或繼電器工作失常;可以使無線電接收設備出現噪聲,如電視機圖像聲音變差,收音機信號不好等;可以干擾黨政軍機關的無線電設備;可使病人心臟起博器停止工作,等等。
2.高壓電電磁輻射特性及其危害
2.1高壓電電磁輻射的三種特性
2.1.1磁場特性
磁場強度的大小與電流大小有關,與電壓無關;50Hz或60Hz的磁場能很容易穿透大多數物體(建筑物或人),且不受這些物體的干擾。從理論上講,由于三相交流輸電線中各相電流的有效值相等,相位互差120,所以在距輸電線較遠外產生的磁場相互抵消,近似為零。所以我們平時一般重點研究電場。
2.1.2電場特性
載流輸電線在周圍空間產生電場,有如下特性:電場強度與輸電線相對于大地的電壓成正比;場中的導電物體(建筑物、樹林等)會使電場嚴重畸變,從而產生一定的屏蔽。
2.1.3電暈特性
當導線表面的電場強度超過空氣擊穿強度時,就產生電暈放電。這時,導線表面的電場強度一般達到 30kV/ln以上,只有高壓輸電線路導線表面才有如此巨大的電場強度,因此,電暈放電多發生在高壓輸電線路上。
2.2離壓電電磁輻射對人體的危害
電磁輻射是指以電磁波形式通過空間傳播的能量流,且限于非電離輻射。電力系統的高壓輸變電中產生電磁輻射,電磁輻射主要是指高壓輸電線路和變電站的高壓電力設備所產生的輻射。
2.3高壓電電磁輻射對通信線路產生千擾
電磁輻射對電子設備的干擾:大量的研究表明,電磁輻射會造成廣播與電視不能收聽、收看,自動控制信號失誤,電子儀器儀表失靈,飛機指示信號失誤或空中指揮信號受到干擾,干擾醫院的醫療器械或病人的心臟起搏器等,從而帶來大量的經濟損失。
2.4高壓線路電暈可聽噪聲
通常情況下,高壓架空電力線路和變電站無線電噪聲的產生有三類根源分別是:在導線及其金屬表面處空氣中的電暈放電,絕緣子承受高電位梯度區域中放電并產生火花,連接松動或接觸不良產生的間隙火花放電。
3.高壓電電磁輻射污染的防護措施
綜合前面高壓電輸變電電磁輻射的原理及特性和高壓電輸變電電磁輻射的危害,可以從四個方面來采取防治措施:加強對電磁輻射環境管理;對人體健康危害的的減緩措施:對通信線路干擾的消除措施;對電暈放電引起的干擾消除措施。
3.1加強對電磁輻射環境管理
我國的電磁輻射環境管理起步較晚。但從1988年以來,先后己了《電磁輻射防護規定》、《環境電磁波衛生標準》等25項中華人民共和國國家標準,了《輻射環境保護導則-電磁輻射環境影響評價方法與標準》等3項中華人民共和國環境保護行業標準,了《微波輻射生活區安全限值》等2項中華人民共和國國家軍用標準。
3.2對人體健康危害的減緩措施
避免電磁輻射對人體的影響,線路盡可能遠離或避開居民區、環境敏感區。在線路設計中嚴格按規程執行,適當選用塔型、塔高,以盡量減少路徑走廊寬度及降低線路走廊下的電磁場強度。提高導線對地的高度,雙回路導線逆相布置,高低壓導線分層架設等措施,會獲得降低地面強度的效果。在運行中對工作人員采取局部屏蔽與限制工作時間等防護措施,以減少電磁輻射對人體的影響。作業人員所處環境的電磁場強度超過國標限值或者作業人員所處環境的電磁場強度未超過國標限值,但與此限值比較接近,而作業人員又需要長時間在此環境工作時,都應考慮采用輻射防護用品。選用個體防護產品時,應首先確定電磁輻射的衰減度,然后,參照各種產品說明中對電磁波的衰減參數,確定使用何種形式的防護用品。降低電磁輻射方面的個體防護用品主要包括防護服裝、防護眼鏡及輻射防護屏。
3.3對通信線路干擾的消除措施
對通信線路的影響有靜電感應和電磁感應兩方面。輸電線路正常運行時,在鄰近的與其平行的通信線路產生感應電荷。感應電荷與輸電電壓成正比,還與通信線路與輸電線路的距離及相互位置有關。當通信線上的感應電壓超過弱電設備絕緣的擊穿電壓時,就可能損害設備和人身安全。為了避免通信信號線遭受電磁危險及干擾影響,一般采取:將有影響的通信信號線或輸電線改為電纜,輸電線進行良好的換位,裝設放電管、屏蔽線或中和變壓器。 (下轉第5頁)
(上接第68頁)3.4對電.放電引起的干擾消除措施
電壓越高,電暈放電就越強;導線直徑越大,電暈放電就越弱;導線表面光潔度越高,放電也就越弱。輸電線對無線電與電視的干擾主要是指電暈放電引起的干擾。一般在大于500m處,干擾電場可以忽略不計。無線電雜音的強度受天氣影響較大,一般只在惡劣的天氣條件下電網才會對距它很近且信號很弱的無線電與電視產生干擾。為了避免架空電力線對通訊線的干擾,設計時應從導線選擇和連接等方面考慮,無論是單導線還是分裂導線,均應使導線半徑或等值半徑等于或大于引起電暈的半徑。
【參考文獻】
1、工頻高壓電場的產生與特性
電磁輻射一般指頻率100KHZ以上高頻率的電磁波。我國輸電線路的頻率為50赫茲(通稱為工頻),雖然和通信、微波等相比頻率較低,但對于高壓輸電線路,在傳輸高壓大電流的過程中, 通過電場、磁場和電暈等3種形式同樣會產生一定的電磁效應。
A、當輸電線路在運行時,輸電導線上的電壓會在周圍空間產生電場,其強度比自然界和日常環境的大得多;500KV輸電線的工頻電場輻射在距地面1.5m處可以達到9.7kV/m之高。工頻磁場對計算機顯示器偏轉系統可能產生較嚴重的干擾,這種干擾可使顯示器的顯示畫面發生抖動、邊緣出現色斑。
B、當輸電線路的導線中有電流通過時,就會在周圍產生磁場。500 kV輸電線路下的最大地面磁場強度為0.035mT,而日常生活中,彩色電視機或電炊具附近的磁場強度約為0.5~1.0mT前者比后者小1~2個數量級。所以,輸電線路所產生的磁場是比較弱的;
C、當輸電線路導線表面的電場強度超過空氣擊穿強度時,在導線表面就會產生電暈放電現象。電暈放電可能產生低頻段的高頻電磁波;另外,絕緣子承受高電位梯度區域中放電并產生火花;連接松動或接觸不良產生的間隙火花放電也可產生同樣的影響。其重要的效應是產生無線電雜音。尤其對中、短波廣播的接收和專業無線電臺站的工作造成影響。
2、工頻高壓電場對環境的影響
A、對人體的生態影響
從影響時間上分為短期影響與長期影響。短期影響表現為2種形式:毛發顫動和電擊。在超高壓輸電線路下,由于人體的外形尺寸有限,產生的感應電壓較低,接地時的電擊通常是十分微弱的,小于人的感覺水平。但是,在距500kV輸電線路中心35m的范圍內,人若接觸對地絕緣的小汽車就會產生有刺痛感的電擊,接觸大型車輛或其他大型絕緣體則會達到引起驚跳的電擊水平。如果在發生暫態電擊后,人體與感應帶電導體繼續牢固接觸,就會由于在人體中持續流過短路電流而造成電擊,即穩態電擊。根據實測資料,500kV輸電線路下的大型卡車的短路電流為2.2mA,小于可能導致人體傷害和危險的擺脫電流(6~9 mA)。工頻高壓電場對人體的長期生態影響,目前的研究結論尚不統一。
從防護人群上分為職業防護與公眾防護。電磁輻射是一種能量的傳遞,對人的影響有一個量的前提,當電場強度高到一定程度是肯定會對人體健康的產生不良影響的,而這個量的把握與危害的種類則可以通過對職業防護與公眾防護兩方面研究來確定。
職業防護的研究是指對從事專業工作人員的生物機能檢測與跟蹤,從而確認對健康的影響程度類型以及防護的方法。前蘇聯Asanova報告指出:經常暴露在400KV、500KV以下的變電站工作人員,有神經系統癥狀,食欲不振、性機能減退、脈搏加快、血壓偏高等,并有血象的輕微變化。國內研究人員自1978年以來便開始對強電場職業接觸者進行了系統調查,并在作業場所對作業者或在實驗室進行動物實驗,也取得了很有價值的結果。
電磁輻射危害人體的機理主要是熱效應、非熱效應和累積效應等。1、熱效應:人體70%以上是水,水分子受到電磁波輻射后相互摩擦,引起機體升溫,從而影響到體內器官的正常工作。2、非熱效應:人體的器官和組織都存在微弱的電磁場,它們是穩定和有序的,一旦受到外界電磁場的干擾,處于平衡狀態的微弱電磁場即將遭到破壞,人體也會遭受損傷。3、累積效應:熱效應和非熱效應作用于人體后,對人體的傷害尚未來得及自我修復之前(即人體承受力),再次受到電磁波輻射的話,其傷害程度就會發生累積,久之會成為永久性病態,危及生命。對于長期接觸電磁波輻射的群體,即使功率很小,頻率很低,也可能會誘發意外的病變。
工頻高壓電場導致人體某些特征改變從生理、病理和臨床來看,可能在中樞神經系統、心血管系統、血液系統、內分泌系統、生殖和遺傳方面產生表現。有研究表明,人腦實質是一個低頻振蕩器,腦場極易受頻率為數十赫的工頻電場的干擾,產生“諧振”。因此,人腦對環境電磁場非常敏感。心臟的傳導和收縮是膜電位的除極和復極過程,這種離子位移所產生的生物電,在外界強電磁場可能會對其產生干擾。
B、對通信線路的干擾影響
輸電線路對通信線路的影響包括靜電感應和電磁感應。由于靜電耦合作用,輸電線路的電場會在鄰近的通信線路上產生感應電壓,即靜電感應。同樣,輸電線路的磁場也會在鄰近的通信線路上產生感應電壓。因為通信線路音頻通道的工作頻率一般為300~3 400 Hz,而輸電線路中的許多諧波正好落在這個頻率范圍內,所以一般規定系統中的諧波等效干擾電壓值應低于系統額定電壓值的1%才能符合要求。實測和計算結果表明:在距輸電線路50m以內,電場的影響較大,是干擾通信的主要因素;而在距離100m以外,影響可以忽略不計。
C、對無線電、電視的干擾影響
輸電線路產生的工頻交變電磁場隨距離而衰減是很快的,其波長與電視、微波相比要大得多。我國的中波調幅廣播頻率范圍為0.5~1.6MHz,電視廣播頻率范圍為48.5~92 MHz,而輸電線路產生的無線電雜音頻率范圍為0.1~100 MHz,所以其主要影響的是中波無線電廣播和電視的2~6頻道。實測結果表明:在距離輸電線路200m的地方,其干擾場強就可忽略不計了。
3、檢測標準與危害性
我國已經頒布的《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)、《環境電磁波衛生標準》(GB9175-88)等標準,主要是針對廣播電視、微波通信、雷達探測以及各類無線發射臺站產生的電磁輻射制定的,適用范圍為100 kHz~300 GHz。對于工頻為50 Hz的電磁輻射的安全標準,國家環保局HJ/T24-1998《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》推薦以4 kV/m作為居民區工頻電場評價標準,以國際輻射保護協會關于對公眾全天輻射時的工頻限值0.1mT作為磁感應強度的評價標準。這一行業推薦標準被電力專家作為解決電磁輻射污染的適用標準。
在對一般環境的電磁輻射分析中,應主要選用《環境電磁波衛生標準》(GB9175-88),根據輻射源的主要輻射頻率,一般把居民居住的環境按一級安全區做為標準。考慮到對在電磁輻射環境內工作人員的保護,在職業安全衛生領域,采用《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)的相應限值。
以下針對500kV工頻高壓電場的分布及實測的分析結果:500kV送電導線周圍的工頻電場強度在100kV/m以下,并隨著與導線的距離增大顯著衰減,約5m處的場強約為10kV/m,12m處的場強約為4kV/m。 工頻電場分布在空間的等值線呈“馬鞍形”,對近地面的影響程度與鐵塔的高度及架線形式有關。在地面同一高度平面內,布線在一定距離內隨距離逐漸增大,在達到最大值點后,又隨距離而減小。離地1m高處最大場強出現在邊導線外側約2m處。由計算得知影響范圍最大的高度與邊導線的高度相當,在13m高處超標影響距離為邊導線外約8~9m處,較1m高處遠約2m。在考慮輸電線的電磁影響時應考慮電磁場的空間分布。另外,實測中感覺到在導線下方及其附近區域有明顯的麻電感,在接觸金屬時有電擊痛感,說明在幾kV/m的電場下有感應電擊產生。如人體接觸到異位的金屬桿、車輛等尺度較大的金屬物體時,感應電擊將更加強烈,很可能發生不安全事故,因此在送電導線下有露天作業(如農民)、鄰近有住宅時,應采取等電位的防護措施。有此得出結論:對于500kV導線的工頻電場,它對人體影響最大處位于與邊導線相當的高度;超標(>4kV/m)范圍約為導線外側12m。在承受有感輻射后,認定4kV/m是有條件的安全限值。
值得注意的是,在2001年,世界衛生組織電磁輻射項目接受了國際癌癥研究所有關極低頻即高壓線、變電站電磁場與癌癥關系研究的評價結論,把極低頻電磁場作為可疑致癌源,與咖啡、苯乙烯、電焊煙霧、汽車尾氣等歸屬為一類致癌物。這個結論是依據其對兒童白血病影響的流行病學調查作出的,其可能引起兒童白血病的磁場強度非常低,遠遠低于歐美的有關標準限值,也遠低于目前我國有關規定的限值。因此,即使不超標也不能說它就絕對沒有健康危害。標準是在科學與管理之間制定出來、為管理服務的一種量化值,是用來規范管理的一種技術法規,絕對的安全并不存在。隨著經濟的發展,新的科研成果的出現,人們對健康要求的提高,標準的限值也會做出相應的調整。
4、防護措施與手段
生活和工作在高壓線、變電站、電臺、電視臺、雷達站、電磁波發射塔附近的人員,經常使用電子儀器、醫療設備、辦公自動化設備的人員,生活在現代電器自動化環境中的工作人員,佩帶心臟起搏器的患者,生活在上述環境里的孕婦、兒童、老人及病患者等人員,要特別注意電磁輻射污染的環境指數,并采取相應的措施。
1、在線路選址與線路結構上充分考慮對環境的影響。在線路設計中采取提高導線對地高度、雙回路導線逆相布置以及高、低壓導線分層架設等措施,都會獲得降低地面場強的效果。高壓線路電纜鋪設也是一種選擇。
2、對工作人員采取局部屏蔽和限制工作時間等保護措施。對敏感人群應盡量遠離污染源,并做好適當的屏蔽措施,如屏蔽服等。