時間：2023-11-12 15:14:53
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【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備；電磁輻射；環(huán)境影響
1.變電站的電磁污染
現(xiàn)代電力網(wǎng)的電磁效應(yīng)主要通過電場、磁場和電暈三種形式發(fā)生的。
1.1電場特性
載流輸電線在周圍空間產(chǎn)生電場，有如下特性：①場強(qiáng)度與輸電線相對于大地的電壓成正比；②場中的導(dǎo)電物體(建筑物、樹林等)會使電場嚴(yán)重畸變，從而產(chǎn)生一定的屏蔽；③三相交流輸電排列方式不同，電場強(qiáng)度不同（導(dǎo)線水平排列，場強(qiáng)影響范圍最大；正三角排列次之；倒三角排列時最?。Ｌ岣咻旊娋€架設(shè)高度、可減少地面強(qiáng)度。
1.2磁場特性
磁場強(qiáng)度的大小與電流大小有關(guān)，與電壓無關(guān)；50 Hz 或 60 Hz 的磁場能很容易穿透大多數(shù)物體(建筑物或人)，且不受這些物體的干擾。從理論上講，由于三相變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(yuǎn)外產(chǎn)生的磁場相互抵消，近似為零。一般重點研究電場。
1.3電暈特性
當(dāng)導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度超過空氣擊穿強(qiáng)度時，就產(chǎn)生電暈放電。這時，導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度一般達(dá)到 30kV/cm 以上，只有高壓輸電線路導(dǎo)線表面才有如此巨大的電場強(qiáng)度，因此，電暈放電多發(fā)生在高壓輸電線路上。電暈放電首先受線路自身狀況的影響，例如，電壓越高，電暈放電就越強(qiáng)；導(dǎo)線直徑越大，電暈放電就越弱；導(dǎo)線表面光潔度越高，放電也就越弱。其次，電暈放電還與環(huán)境因素有關(guān)，空氣污染越嚴(yán)重，電暈放電就越強(qiáng)；相對空氣濕度越大，風(fēng)速越大，電暈放電就越強(qiáng)。在降雨、降雪時，電暈放電加劇。在環(huán)境空氣質(zhì)量較差的天氣條件惡劣時，電暈放電總是比較強(qiáng)烈。
2.變電站電磁輻射對環(huán)境影響的研究
2.1測量方式
監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)按《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》（H3lT 10.2-1996）執(zhí)行。在送變電設(shè)施正常工作時間內(nèi)進(jìn)行測量，每測點連續(xù)測5 次，每次測量時間大于 15s，讀取穩(wěn)定狀態(tài)的最大值。若指針擺動較大，適當(dāng)延長測量時間。
2.2測量布點
站內(nèi)布點在主控室操作人員的工作位置，測量部位距地面 1.5m。站外布點在圍墻四周 0、10m、20m、30m、40m、50m。測量每個距地面 1.5m 處測點電場強(qiáng)度的垂直分量和磁場強(qiáng)度的垂直分量和水平分量。對評價范圍內(nèi)的環(huán)境電磁輻射水平進(jìn)行定量分析評價，以及電磁輻射防護(hù)措施進(jìn)行論證。對變電站及線路周圍的居民區(qū)、學(xué)校、機(jī)關(guān)、重要建筑物等環(huán)境敏感點，以及變電站內(nèi)的工作人員進(jìn)行調(diào)查。本次研究監(jiān)測了深圳南京某 500kV 變電站。
2.3檢測結(jié)果分析
通過對南京某500kV 變電站環(huán)境電磁輻射測量，根據(jù)測試結(jié)果可以看出，所有測點的磁場強(qiáng)度均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.4變電站電磁輻射影響評價
測量結(jié)果反映了被測變電站及線路的電磁輻射現(xiàn)狀，包括工程電磁輻射的影響，也包括其他輻射及自然本地的影響。南京某 500kV 變電站，該變電站周圍的地形相對較為平坦，排除輸電線下方的測量值，墻外10m處測得得最大電場強(qiáng)度為3.91kV/m。50m 范圍內(nèi)均小于 4kV/m，磁場強(qiáng)度最大值為 0.0013mT；電磁場隨距離呈下降趨勢。變電站的電場強(qiáng)度基本隨距離的增加而下降，磁場強(qiáng)度的環(huán)境影響甚微。
3.變電站電磁輻射的防護(hù)措施
當(dāng)今，電力網(wǎng)電壓等級不斷提高，電磁污染潛在危害亦越來越受到重視。高壓和超高壓電力網(wǎng)的電磁污染防護(hù)措施主要有：
3.1對人體影響的減緩措施
為避免電磁輻射對人體的影響，應(yīng)從輸變設(shè)計和勞動保護(hù)兩方面采取措施。例如，提高導(dǎo)線對地的高度，雙回路導(dǎo)線逆相布置，高低壓導(dǎo)線分層架設(shè)等措施，會獲得降低地面強(qiáng)度的效果。在運(yùn)行中對工作人員采取局部屏蔽與限制工作時間等防護(hù)措施，以減少電磁輻射對人體的影響。
3.2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(yīng)和電磁應(yīng)兩方面。輸電線路正常運(yùn)行時，在鄰近的與其平行的通訊線路產(chǎn)生感應(yīng)電荷。感應(yīng)電荷與輸電電壓成正比，還與通訊線路與輸電線路的距離及相互位置有關(guān)。同樣，輸電線路的交變磁場也會在鄰近的平行通訊線路上產(chǎn)生互感電壓，其大小與電流強(qiáng)度和鄰近的平行通信線路的長度成正比。計算與實測表明，在正常情況下距輸電線 50m以內(nèi)，電場影響較大，是干擾正常通訊的主要因素，而磁場影響很小。當(dāng)間距增大，電場影響顯著下降，到 100m 之外時，磁場影響是主要因素。而電場影響可忽略不計。當(dāng)通訊線上的感應(yīng)電壓超過弱電設(shè)備絕緣的擊穿電壓時，就可能損害設(shè)備和人身安全。
3.3對無線電與電視的干擾
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 200m 處，干擾電場可以忽略不計。無線電雜音的強(qiáng)度受天氣影響較大，一般只在惡劣的天氣條件下電網(wǎng)才會對距它很近且信號很弱的無線電與電視產(chǎn)生干擾。為了避免架空電力線對通信線的干擾，設(shè)計時應(yīng)從導(dǎo)線選擇和連接等方面考慮，無論是單導(dǎo)線還是分裂導(dǎo)線，均應(yīng)使導(dǎo)線半徑或等值半徑等于或大于引起電暈的半徑。
4.結(jié)論
從變電站周圍的電磁場強(qiáng)度的分布來看，變電站所處地形大多為坡地。地處城區(qū)的變電站周圍人口密集，高大建筑物參差不齊，地面場強(qiáng)分布不均勻，但從規(guī)律上看，場強(qiáng)隨遠(yuǎn)離變電站的距離增加呈下降趨勢。在線監(jiān)測說明超高壓變電站設(shè)施在正常運(yùn)行時，周圍無進(jìn)出線區(qū)域的電磁輻射小于環(huán)保評價標(biāo)準(zhǔn)，不會對操作人員和公眾的健康造成危害。在有線路進(jìn)出較多的區(qū)域，其下方受高壓輸電線的影響，電場強(qiáng)度有超標(biāo)現(xiàn)象，但超標(biāo)點周圍無人員居住。
【參考文獻(xiàn)】
［1］郭偉強(qiáng).當(dāng)前電力規(guī)劃工作的思考[J].農(nóng)村電氣化,2001,(1):ll-12.
【關(guān)鍵詞】高壓送變電；電磁輻射；環(huán)境影響
【中圖分類號】X591
【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】1672-5158（2012）10-0334-01
國家經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也在不斷提高，人們對居住環(huán)境的要求也在不斷的提高。但是越來越多的高壓變電站造成的電磁輻射也在無形之中影響著人們的生活環(huán)境。電磁輻射在達(dá)到一定的限度之后就會對人體造成不同程度的危害，所以我們要采取一定的措施來減少電磁輻射對環(huán)境的影響，提高人們居住環(huán)境的質(zhì)量。
1、電磁輻射及污染
電場和磁場在交互變化的時候產(chǎn)生的電磁波向空中發(fā)射的現(xiàn)象就是電磁輻射，電磁輻射是由空間共同移動的電能量和磁能量組成的，這些能量由電荷移動產(chǎn)生。電磁輻射是一種看不見摸不著的特殊物質(zhì)。高壓送變電工程的過程中交變電流就是由磁場和電場交互變化產(chǎn)生的，所以就會產(chǎn)生電磁輻射。電磁輻射污染和電磁輻射是不一樣的，因為，任何帶電的物體都可以產(chǎn)生電磁輻射，但只有電磁輻射超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時，才會對人體構(gòu)成危害，也只有超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的電磁輻射才叫做電磁輻射污染。沒有超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的部分是可以轉(zhuǎn)化成能力起到積極的作用的，就如同噪聲的原理一樣。圖1是我國工業(yè)衛(wèi)生組織對環(huán)境電磁場的限值。
2、電磁輻射的危害
電磁輻射是一種復(fù)合的電磁波，人的身體中含有一系列對環(huán)境的電磁波非常敏感的生物電活動，所以當(dāng)人生存的環(huán)境中存在大量的電磁輻射時，對人體的危害是比較大的。人體中所含的電磁場比較微弱，還都是穩(wěn)定的，如果受到外界電磁場的干擾，人體固有的微弱的電磁場將會被破壞，血液、淋巴液和細(xì)胞原生質(zhì)都會發(fā)生相應(yīng)的改變，同時也會影響人體的遺傳效應(yīng)、神經(jīng)系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)。不過只有大劑量的電磁輻射才會構(gòu)成這樣嚴(yán)重的結(jié)果。我們生存的地球本身就是一個磁場，太陽光是電磁波的頻段，還有其他星球和雷電也會產(chǎn)生電磁波，但是這些都是自然環(huán)境產(chǎn)生的，我們?nèi)祟惥褪菑淖匀画h(huán)境中進(jìn)化過了的，所以對人體不會有任何危害。但是高壓線和變電站等利用電磁能工作的設(shè)施會向環(huán)境中發(fā)射電磁輻射，會使環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，不過國家環(huán)境保護(hù)局的有關(guān)專家也提出，電磁輻射不是在任何時間，任何地方都會發(fā)生的，它也是可以進(jìn)行屏蔽的。所以總的來說電磁輻射也沒有想象中的那么嚴(yán)重，他只有在超過一定數(shù)值的情況才會對人體產(chǎn)生不良反應(yīng)，也跟個人的抵抗能力和跟電磁輻射接觸的時間的長短有關(guān)系。電磁波看不見，摸不著，也無處不在，它在給我們的生活帶來很多便利的同時，也帶給我們一定的損害，所以我們還應(yīng)該采取相應(yīng)合理的預(yù)防措施，在不給人們造成恐慌的前提下預(yù)防電磁輻射給我們的生活帶來影響，既可以有利的保護(hù)人民及生活環(huán)境的健康，也不會阻礙國家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3、高壓送變電電磁輻射對環(huán)境影響的預(yù)防措施
高壓送變電工程的設(shè)計、建設(shè)都有一個規(guī)范的計劃，尤其是在設(shè)計階段，高壓送變電線路對交通，居民區(qū)，建筑物等都有一個充分的安全防護(hù)距離，以減少高壓送變電設(shè)備電磁輻射對環(huán)境的影響。
（1）建立一個高壓輸變電線路保護(hù)區(qū)，嚴(yán)禁在高壓輸變電設(shè)施的防護(hù)區(qū)內(nèi)搭建居民住宅。
（2）嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)對高壓輸電線路的路線保護(hù)區(qū)進(jìn)行規(guī)劃，選用適當(dāng)?shù)乃?、塔高，以免降低線路，增大走廊下得電磁場強(qiáng)度。如果高壓輸電走廊的外側(cè)有居民區(qū)，應(yīng)在居民區(qū)的周圍多種植高大的喬木，以此來減少工頻電磁輻射。
（3）在城市人口比較密集的地區(qū)建設(shè)高壓輸變電工程時，要考慮到電磁輻射的影響，高壓變電所盡量采用封閉式的結(jié)構(gòu)，110KV以上的輸電線路在進(jìn)出變電站時盡量采用地下電纜進(jìn)出。
（4）設(shè)計高壓輸電線路時，盡量使用轉(zhuǎn)角塔線路繞過房屋，或者避免跨越高層的建筑物，對于已經(jīng)跨越建筑物以及居民區(qū)的高壓架空輸電線路，在重建的時候一定要嚴(yán)格控制好新建筑物的高度，給建筑物和高壓輸變電線路之間預(yù)留一定的防護(hù)距離，以保證居民的安全。通常情況下，高壓輸電線路和被保護(hù)的目標(biāo)之間的垂直高度應(yīng)該在7米以上；如果是私人住宅，制定相應(yīng)的政策，防止居民為了眼前的個人利益不斷增加房屋的高度，而影響了其他居民的生命安全，對城市的長期發(fā)展也不利。
【關(guān)鍵詞】高壓輸電線；電磁輻射；環(huán)境
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程的加快，高壓輸電線路就不可避免地闖過人口密集區(qū)。高壓輸電線路電磁污染問題已經(jīng)引起了人們的密切關(guān)注，它嚴(yán)重地威脅著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、和諧社會的創(chuàng)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(huán)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(huán)境造成的影響
1.1高壓輸電線路對周邊無線電裝置所產(chǎn)生的影響
高壓輸電線路所通過的區(qū)域在一定的程度上都會受到電磁的污染。正在運(yùn)行的高壓輸電線路會產(chǎn)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(jìn)行傳播，這樣就造成高壓輸電線路兩側(cè)的無線電設(shè)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(dá)不到無線電接收設(shè)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?；鸹ǚ烹娭饕獣﹄娨曨l段的接收產(chǎn)生影響。電暈放電主要會對電視機(jī)、收音機(jī)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(yīng)、熱效應(yīng)、累計效應(yīng)等。在自然狀態(tài)下都存在著微弱的電磁場對人體的器官及組織產(chǎn)生作用，但是這種狀態(tài)是穩(wěn)定的、有序的，一旦外界電磁場作用于人體，這種穩(wěn)定、有序的狀態(tài)被打破，人體就會受到損傷，這就屬于非熱效應(yīng)；在電磁的作用下人體內(nèi)的水分子就會相互摩擦，引起體內(nèi)水溫上升，影響到體內(nèi)各器官的工作，這也就是熱效應(yīng)。人體受到兩種效應(yīng)作用后，如果人體損傷沒有恢復(fù)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(tài)，甚至危及生命，這就是累積效應(yīng)。
高壓輸電線路電磁輻射對動物也會產(chǎn)生影響。電磁輻射對大鼠的學(xué)習(xí)記憶、生殖系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、心臟等方面產(chǎn)生一定的影響?？茖W(xué)家經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，高壓輸電線路電磁輻射會對大鼠心房肌細(xì)胞造成一定的影響，還會引起血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的改變，對、腎、肺的組織結(jié)構(gòu)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(jīng)失調(diào)，分泌紊亂，男性下降。（2）電磁輻射會造成造血功能下降，導(dǎo)致肝病，視力下降，影響骨髓、大腦組織發(fā)育，嚴(yán)重者還會引起視網(wǎng)膜脫落。（3）電磁輻射會造成畸胎、不育、流產(chǎn)等病變的誘發(fā)因素。（4）電磁輻射對人體的免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)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(xiàn)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(yīng)電壓形成短路電流，會對設(shè)備和人員的安全造成嚴(yán)重威脅，其造成的危害大小主要與作用時間和電流強(qiáng)度有關(guān)，如果作用時間較長，人體所能接受的電流強(qiáng)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(shè)備以及人員造成嚴(yán)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(chǎn)生原因主要是：（1）接觸不良或連接松動產(chǎn)生的間隙火花放電。（2）在金屬表面或?qū)Ь€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(dāng)運(yùn)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(shè)計單位要有強(qiáng)烈的環(huán)保意識
對于高壓線路走廊資源緊缺地區(qū)，應(yīng)當(dāng)研究采取少拆房、少砍樹的設(shè)計方案，盡量采取緊湊的塔型布置；要采取保護(hù)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(cè)250m的范圍內(nèi)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(jìn)行設(shè)計時，導(dǎo)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(shè)備在高壓輸電線路附近應(yīng)當(dāng)設(shè)立安全防護(hù)距離；當(dāng)輸電電壓超過220kV時，需要設(shè)置防護(hù)走廊，走廊下不能有障礙物，走廊寬度在45m左右；當(dāng)高壓輸電線路經(jīng)過廣播收音臺或者電視差轉(zhuǎn)臺時，必須選擇從信號不重要的一側(cè)經(jīng)過。從社會效益和環(huán)境保護(hù)方面考慮，為了加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)而增加的線路工程投資，是科學(xué)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(yīng)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(hù)和輸電設(shè)計兩個方面采取措施。例如高低壓導(dǎo)線分層架設(shè)、雙回路導(dǎo)線逆向布置、導(dǎo)線對地高度提升等措施，會取得地面強(qiáng)度降低的效果。在高壓輸電線路運(yùn)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(hù)措施，從而達(dá)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(yīng)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(yīng)和靜電感應(yīng)兩個方面。高壓輸電線路在正常運(yùn)行時會對與它平行的鄰近通訊線路產(chǎn)生感應(yīng)電荷。感應(yīng)電荷與輸電線路、通訊線路以及相互位置有一定的關(guān)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(chǎn)生互感電壓，其大小與通訊線路長度和電流強(qiáng)度成正比。
通過實驗發(fā)現(xiàn)，一般情況下在距高壓輸電線路50m以內(nèi)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(dāng)與高壓輸電線路距離較遠(yuǎn)時，電場的影響明顯下降，當(dāng)距離達(dá)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(shè)中和變壓器、屏蔽線、放電管。（2）對高壓輸電線進(jìn)行科學(xué)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(jié)語
高壓輸電線路在運(yùn)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(shè)施以及人身安全和健康會造成一定危害，但是只要認(rèn)真做好防護(hù)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(shè)計人員要認(rèn)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(chuàng)造條件?！科]
【參考文獻(xiàn)】
［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(guān)鍵詞：電力機(jī)車；電磁輻射；電磁環(huán)境；抗干擾
中圖分類號：U26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
一、電力機(jī)車電磁輻射的形成
軌道機(jī)車要急速行駛，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)功能強(qiáng)大的動力系統(tǒng)。當(dāng)下，一般K字頭火車的動力系統(tǒng)的功率普遍為2W到3MW之間。根據(jù)國務(wù)院制定的中長期鐵路規(guī)劃，我國將開行時速達(dá)300公里以上的高速列車。行駛速度如此大的列車，需要的動力系統(tǒng)系統(tǒng)功率將達(dá)到10MW左右。就目前技術(shù)條件，為如此高功率的列車提供動力，一般均采用電動力系統(tǒng)。所以，在我國高速列車均采取電力機(jī)車。電力機(jī)車從供電網(wǎng)中獲取能量，電力機(jī)車本身不裝設(shè)功率產(chǎn)生設(shè)備，也不攜帶其他一次能源，其能量來源均由電力網(wǎng)提供。電能是有發(fā)電廠產(chǎn)生，利用升壓變電站升壓傳輸?shù)浇祲鹤冸娬荆僖氲借F道專用變電站。從鐵道專用變電站的出線端引出配線網(wǎng)絡(luò)到鐵道接觸網(wǎng)上端，利用回流連接線與受電弓、車輪及鐵軌，形成了電流流通路徑，此時電力機(jī)車通電。具體可參見圖1。
在傳統(tǒng)的電力機(jī)車的動力供配電系統(tǒng)中，曾有多種不同的供配電形式出現(xiàn)，主流的有供電方式有單相工頻交流方式、單相低頻交流方式、直流方式等。經(jīng)過多年鐵路的工作者的實踐，最終確定電力機(jī)車的供配電的系統(tǒng)采用單相工頻交流方式。通過交流為電力機(jī)車的行駛提供動力有相比其他方式具有很多的優(yōu)勢。但工頻交流電必然對外發(fā)射工頻電磁波，同時由于與鐵道附近的電磁環(huán)境相互影響，還必然發(fā)射高頻諧波輻射。這些電磁輻射對于周邊的電氣設(shè)備、通信設(shè)施必然會產(chǎn)生一定的影響。
二、電力機(jī)車形成電磁輻射的原因
電力機(jī)車行駛時形成的電磁輻射主要原因是受電弓與導(dǎo)線的聯(lián)系問題。受電弓與導(dǎo)線之間本來就存在著接觸電阻的問題。行駛中的電機(jī)機(jī)車受電弓和電網(wǎng)絡(luò)更加不可能嚴(yán)密的接觸。這個接觸面的等效電路模型，不能夠單純的是一個電阻模型，而是一個由電阻、電容和電感共同構(gòu)成的模型。同時，由于電力機(jī)車在行駛時，受電弓與導(dǎo)線之間的接觸面的緊密程度在不斷地變化，它們之間的等效電路模型參數(shù)亦在不斷變化。這致使流過機(jī)車的電流產(chǎn)生高頻諧波分流，對外發(fā)射高頻電磁諧波。電力機(jī)車電磁輻射，大概有一下幾種形式。
（1）電力機(jī)車在啟動和進(jìn)站時，時速相維持在低位，行駛相對穩(wěn)定。此時受電弓在供電網(wǎng)導(dǎo)線下方平滑移動，銜接相對嚴(yán)密，基本未有形成顯然的縫隙，電磁輻射較弱。這時候機(jī)車通過電流波形產(chǎn)生畸變原因在于，導(dǎo)線和受電弓的表平面由于存在著損耗，相互的表面都不夠平滑。這種畸變電流在機(jī)車重載運(yùn)行時，變現(xiàn)的愈加明顯。畸變電流對外依然要發(fā)射高頻電磁波，產(chǎn)生電磁輻射。相對而言，此類電磁電磁輻射的能量層級比較弱，同時隨著頻率的增大，幅值衰減得也比較厲害。
（2）電力機(jī)車在駛離車站開始高速運(yùn)行時，因為導(dǎo)線表層存在許多的硬點，機(jī)車機(jī)車在經(jīng)過這些硬點時，將完全與導(dǎo)線脫離。此時，供電網(wǎng)對機(jī)車的供能，將有電弧的參與。電弧的流經(jīng)路徑和電流大小難以控制，時刻變化。電弧電流包含大量的的高次諧波分量，并且能量層級很高，對外將發(fā)生較為強(qiáng)烈的電磁輻射。
除此之外、電力機(jī)車裝設(shè)的其他設(shè)備，比如整流設(shè)備、變壓器等等都會形成一定的電磁輻射。整流設(shè)備是由非線性的電力電子器件構(gòu)成，其工作形式是在電力電子器件不停在截止區(qū)和飽和區(qū)轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到交直流轉(zhuǎn)換盒變頻的目的。在此過程中，必將產(chǎn)生高頻電磁輻射。變壓器采用了很多鐵磁材料構(gòu)成，由于其鐵磁材料工作超過其線性區(qū)，使得不同相位的電流非等比例變化，從而造成高頻電磁諧波。此類電磁輻射，能量層級相對于受電弓與導(dǎo)線之間產(chǎn)生的電磁輻射而言較小，同時還受到機(jī)車的屏蔽，對周圍環(huán)境影響比較弱。
總之，電力機(jī)車電磁輻射產(chǎn)生原因主要是由于列車行駛時其受電弓與接觸網(wǎng)的銜接情況不斷變化，導(dǎo)致其等效電氣參數(shù)不斷變化，從而產(chǎn)生了不平衡電流，形成了對外發(fā)射和嚴(yán)接接觸網(wǎng)傳導(dǎo)的電磁輻射。電力機(jī)車電磁輻射的形成及傳導(dǎo)情況如圖2所示。
三、電力機(jī)車電磁輻射對周邊環(huán)境的影響及對策
電力機(jī)車在運(yùn)行時，將產(chǎn)生一定的電磁輻射。而鐵道沿路有可能布置著各種電氣電信設(shè)備，例如超短波通信臺、廣播電視臺、雷達(dá)信號臺等等設(shè)施。電磁輻射不可避免會對此類設(shè)備構(gòu)成干擾。為此，相關(guān)部委對不同的電氣設(shè)備制定了不同的國家標(biāo)準(zhǔn)，對電力機(jī)車及其相應(yīng)的鐵道沿線的各類電氣設(shè)備的間隔距離做了詳細(xì)的規(guī)定，以避免互相干擾
鐵道建設(shè)是一個長期過程，部分由于歷史原因，嚴(yán)格按照國標(biāo)建設(shè)有一定的困難。這需要充分比較平衡國防、人文、自然之間的相互影響。從鐵道自身建設(shè)的角度來說，要減少電力機(jī)車在急速行駛的過程中形成的電磁輻射，則應(yīng)道使得鐵道路徑盡量平直，采用高質(zhì)量的受電弓，協(xié)調(diào)弓網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)，從而達(dá)到降低受電弓的瞬間的離線率。而從受干擾方的角度說，應(yīng)當(dāng)增加設(shè)備的可靠性，提高儀器的有效輻射率，糾正信號采樣功率因素，對部分采樣設(shè)備進(jìn)行改造。
以下就電力機(jī)車軌道附近容易受到干擾的設(shè)施及其抗干擾措施作概括描述：
1民航航站樓
民航航站樓里面的導(dǎo)航裝置，是機(jī)場和航班進(jìn)行通信的設(shè)施，向航班傳遞角度、航線和其他信息，以確保航班的平安運(yùn)行。
電力機(jī)車在行駛過程中形成的電磁輻射，將干擾到航站樓讀取航班的信息，并在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的過程中造成信息的丟失，威脅航班的正常運(yùn)行。
目前針對航站樓的電磁輻射主要可以采取以下措施
（1）增加電力機(jī)車的軌道與民航航站樓的相對距離，使得電力機(jī)車的產(chǎn)生的電磁輻射對航站樓的影響，降低到可接受水平。同時，依據(jù)先行建設(shè)單位優(yōu)先的原則進(jìn)行協(xié)調(diào)。
（2）由于接組網(wǎng)的電力分相屬于強(qiáng)輻射源，在航站樓附近，盡量不設(shè)置分相設(shè)備
（3）提高航站樓傳輸型號的能級強(qiáng)度，加強(qiáng)其抗干擾能力，增強(qiáng)其信噪比，以確保航班的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2信號雷達(dá)臺
信號雷達(dá)臺是國防對空作戰(zhàn)的情報收集的基本單元，是對空防控的信息中樞。電力機(jī)車行駛過程期間附帶形成的電磁干擾，容易使得雷達(dá)輸出畫面出現(xiàn)雪花，干擾情報人員對情報的準(zhǔn)確判斷。對電力機(jī)車的電磁干擾問題，一般采取以下對策
（1）對等級較低、符合遷移標(biāo)準(zhǔn)的雷達(dá)臺，可對其實施遷移。
（2）對于核心中樞的重要雷達(dá)臺，可以與高鐵方面進(jìn)行協(xié)商，從產(chǎn)生電磁輻射源頭降低干擾信號的強(qiáng)度。
（3）對雷達(dá)臺進(jìn)行技術(shù)改造，提高屏蔽電氣輻射的技術(shù)條件，加強(qiáng)雷達(dá)的抗干擾能力。
3短波側(cè)向站
短波側(cè)向站一種運(yùn)用信息傳輸與處理技術(shù)，采樣與收集短波信號，通過對信號的系統(tǒng)分析判斷信號的來源。電力機(jī)車行駛過程中形成的電磁輻射，本身就是一種無線干擾信號，尤其是其中的高頻輻射，會直接被側(cè)向站所采集，干擾測向的判斷。目前可以主要采取的對策如下：
（1）對于影響嚴(yán)重，干擾厲害的測向站，先考慮對測向站的信號采集系統(tǒng)進(jìn)行遷移，但應(yīng)當(dāng)盡可能不對測向站整體進(jìn)行遷移。從國防角度出發(fā)，信號測向是個系統(tǒng)工程，不應(yīng)當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)遷。
（2）電力機(jī)車的軌道應(yīng)當(dāng)盡可能平直，降低電磁輻射的產(chǎn)生。
（3）提側(cè)向站高濾波、隔離及定位的能力，改進(jìn)測向站的可靠性。
4收信站
收信站尤其是超短波授信站，負(fù)責(zé)國防、安全、海事等關(guān)鍵部門的信息傳遞任務(wù)。電力機(jī)車在行駛過程中將形成電磁輻射，高頻輻射將與短波信號進(jìn)行疊加，使得信號丟失信息。對收信站可以采用以下措施：
（1）改造軌道建設(shè)，從源頭減少形成電磁輻射的因素
（2）提高收信站采集信號的能力、改變收信站分析信號的方法
（3）對收信站在一定地域內(nèi)進(jìn)行遷移
5廣播電視中繼站
廣播電視中繼站，是接收廣播電視信號，并通過相應(yīng)的方法對信號的幅頻和相頻特性進(jìn)行調(diào)整，增大信號的能將，并將廣播電死信號發(fā)送到地方發(fā)射臺，以供用戶接收。電力機(jī)車產(chǎn)生的電磁輻射會疊加到廣播信號中，使得用戶的電視畫面出現(xiàn)雪花，廣播聲音出現(xiàn)雜音。嚴(yán)重影響收聽收視效果。對電力機(jī)車的電磁干擾，可采取以下措施。
（1）提高濾波措施，濾除相應(yīng)干擾
（2）增強(qiáng)信號信號傳輸?shù)奶卣鼽c，使得后繼信號站能夠更加容易得從噪聲信號中提取有用信號。
（3）另行選址建設(shè)新的廣播電視中繼站
電力機(jī)車在行駛過程中，將不可避免的產(chǎn)生電磁輻射。減少電磁輻射的干擾，最直接的措施是采用屏蔽的措施。最佳的屏蔽方式是在讓電力機(jī)車在完全封閉的、有鐵磁材料構(gòu)成的隧道中運(yùn)行。這方法成不過高，不易施行。但在對電氣環(huán)境要求較高的路段，進(jìn)行半封閉的屏蔽建設(shè)，也能起到很好的屏蔽效果，同時還可以抑制噪音。此外、提高受電弓的質(zhì)量、增加鐵道輸電功率的穩(wěn)定性，都可以減少電力機(jī)車的電磁輻射。
（本文系重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級科研項目（K201212）“電力機(jī)車電磁輻射對周邊環(huán)境影響的研究”的研究成果）
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：110kV輸變電；電場；磁場；強(qiáng)度；無線電干擾
中圖分類號：X59 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
近年來，工業(yè)發(fā)展和社會用電的需求大大增加，為適應(yīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，電網(wǎng)建設(shè)急速發(fā)展。越來越多的電力工程深入到城市、鄉(xiāng)村，更接近人們的日常生活。但輸變電、變電所等電力工程在給當(dāng)今社會帶來現(xiàn)代文明的同時，也伴隨著產(chǎn)生一種特殊的、看不見的污染-電磁輻射污染。由于這種電力工程環(huán)境問題所引發(fā)的糾紛與爭議也日益增多，一定程度上影響了社會主義和諧社會建設(shè)。為此，本文結(jié)合110kV輸變電工程，分析了電磁輻射對環(huán)境的影響程度，對搞好輸變電工程的環(huán)境保護(hù)工作至關(guān)重要。
1 輸變電工程環(huán)境污染主要因素
1.1 工頻電場和工頻磁場
電磁輻射（Electromagnetic Radiation）是帶凈電荷的粒子被加速時，所發(fā)出的輻射，又稱為電磁波。隨時間作工頻周期變化的電能量產(chǎn)生了工頻電場（power frequency electric field），隨時間作工頻周期變化的磁能量產(chǎn)生了工頻磁場（power frequency magnetic field）。電磁輻射對人體的危害，主要表現(xiàn)為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)兩大方面。
1.2 無線電干擾
輸電線路導(dǎo)線表面發(fā)生電暈及其他放電，電暈及其他放電的同時產(chǎn)生的效應(yīng)之一就是無線電干擾（簡稱RI，Radio Interference縮寫），無線電干擾的實質(zhì)，就是在電暈和放電的過程中，出現(xiàn)一些有害的電磁波，且頻帶相當(dāng)寬，從頻率上說，從低頻50Hz到高頻上千兆赫茲的范圍。這些頻率會干擾周圍無線電通信設(shè)施的正常運(yùn)行。
2 監(jiān)測方案
2.1 方案原則
依據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和電力標(biāo)準(zhǔn)對變電站和輸電線路的工頻電磁場、無線電干擾場強(qiáng)以及噪聲進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)現(xiàn)場考察和工程實際情況，以確定監(jiān)測點位和選取敏感目標(biāo)。
2.2 監(jiān)測設(shè)備
本次監(jiān)測采用設(shè)備見表1。
3 110kV輸變電工程電磁輻射對環(huán)境的影響分析
本次所有監(jiān)測時的天氣均為天氣晴朗，溫度（8～19）℃，濕度52%～73%，天氣狀況符合DL/T988-2005《高壓交流架空送電線路、變電站工頻電場和磁場測量方法 》“工頻電場和磁場監(jiān)測時的環(huán)境濕度應(yīng)在80%以下”。對某110kV輸變電工程的工頻電磁場、無線電干擾場強(qiáng)和噪聲進(jìn)行了實地監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)如下。
3.1 變電站周圍
表2監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，變電站四周距地面1.5m處工頻電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度均低于HJ/T24-1998中工頻電場4kV/m、工頻磁場強(qiáng)度0.1mT的推薦限值。0.5MHz頻率無線電干擾場強(qiáng)低于GB15707-1995中的限值46dB（μV/m）。
圖1監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，由于受圍墻阻隔工頻電場強(qiáng)度在0m處低于距圍墻外5m處，變電站墻外工頻電磁場隨距離增大呈衰減趨勢。
3.2 輸電線路
輸電線路斷面選擇在地勢較平坦，遠(yuǎn)離建筑物和樹木，沒有其他電力線和通訊、廣播線的地方。監(jiān)測點位起始于在檔距中央附近，遠(yuǎn)離線路交叉及轉(zhuǎn)角。
圖2監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，工頻電場強(qiáng)度從距中相導(dǎo)線10m處開始衰減，工頻磁場強(qiáng)度從中相導(dǎo)線0m處開始衰減，數(shù)值隨監(jiān)測點位距中相導(dǎo)線距離增加而衰減。
表3監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，距中相導(dǎo)線20m處頻率為0.50MHz無線電干擾場強(qiáng)數(shù)值低于GB15707-1995中的限值46dB（μV/m），頻率為（0.15～30）MHz無線電干擾場強(qiáng)數(shù)值差異較大。
3.3 敏感目標(biāo)
通過現(xiàn)場勘測和評估需求，對變電站或輸電線路距離較近、人口密集的居民區(qū)醫(yī)院學(xué)校等、群眾反映意見比較大、高架線路稠密區(qū)和跨越區(qū)進(jìn)行布點。綜合考慮變電站（線路）工程與環(huán)境敏感目標(biāo)的距離和敏感目標(biāo)的結(jié)構(gòu)特征，選取有代表性的敏感目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。同一地點，當(dāng)敏感目標(biāo)結(jié)構(gòu)基本相同時，可先監(jiān)測距離變電站（線路）工程最近的敏感目標(biāo)，如果不超標(biāo)，其他敏感目標(biāo)可不進(jìn)行監(jiān)測。
監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，變電站西側(cè)35m村莊的工頻電磁場強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家限值，無線電干擾場強(qiáng)處于許可范圍內(nèi)；輸電線路的3處敏感目標(biāo)各項數(shù)據(jù)均達(dá)標(biāo)，由于村莊距線路較近，工頻電磁場強(qiáng)度較其他敏感目標(biāo)大，應(yīng)當(dāng)注意做好防護(hù)工作。
4 對建設(shè)好110kV輸變電工程的一些思考
目前，建設(shè)單位的環(huán)境保護(hù)意識逐步增強(qiáng)，能夠認(rèn)真執(zhí)行包括環(huán)境影響評價、竣工環(huán)保驗收等在內(nèi)的環(huán)保制度，積極主動辦理各項環(huán)保手續(xù)。然而在輸變電環(huán)保驗收中也有諸多問題，主要體現(xiàn)在周邊群眾與輸變電工程的矛盾。現(xiàn)場監(jiān)測往往需要向周邊群眾反復(fù)的解釋，主要集中在以下幾個方面。
4.1 無線電干擾限值
GB15707-1995《高壓交流架空送電線路無線電干擾限值》明確規(guī)定了距導(dǎo)線投影20m處0.5MHz無線電干擾限值（80%的時間、具有80%置信度），（0.15～30）MHz頻率中除0.5MHz外其它頻率可按照相應(yīng)公式予以修正。隨著通訊工業(yè)的迅速發(fā)展，無線電各頻段被逐步占用，致使無線電環(huán)境趨于復(fù)雜。在實際測量中出現(xiàn)某些頻率超限值的情況，而這不僅僅是輸變電工程的影響所致，這類情況就難以辨別。
4.2 “壞天氣”環(huán)境影響
按照GB15707-1995中的“好天氣”要求，現(xiàn)場監(jiān)測避開了陰雨大霧冰雪等“壞天氣”，然而“壞天氣”中空氣濕度增大會使電暈噪聲和靜電感應(yīng)得到增強(qiáng)，這些影響比“好天氣”更大，因此建議增加“壞天氣”的監(jiān)測。
4.3 房屋拆遷和占用土地糾紛
新建變電站站址和輸電線路塔基占用新征土地，賠償費用由建設(shè)單位與當(dāng)?shù)卮逦瘯f(xié)商后交付，群眾無參與權(quán)無知情權(quán)于是會產(chǎn)生猜疑。群眾猜疑產(chǎn)生抵觸心理，一定程度上影響建設(shè)單位的施工。賠償費用協(xié)商應(yīng)該公開公正透明，杜絕此類弊端，此類糾紛以鄉(xiāng)村居多。
4.4 公眾參與問題和輸變電對環(huán)境影響的無知
在監(jiān)測中，群眾最關(guān)心的是變電站和輸電線路產(chǎn)生的工頻電磁場對人的影響。群眾匱乏電磁輻射方面知識，久而久之對輸變電工程產(chǎn)生了恐懼心理。建議建設(shè)單位在施工之前對周邊群眾做好宣傳，可以出告示、專人現(xiàn)場答疑和出具相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)等各種方式；環(huán)保驗收之后，建設(shè)單位可出示現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)；協(xié)助周邊群眾正確認(rèn)識輸變電工程消除恐懼心理。
結(jié)語
綜上所述，輸變電工程的電磁輻射會對環(huán)境造成不利影響是個不爭的事實。但根據(jù)上述分析，只要在輸變電工程設(shè)計時，履行環(huán)境保護(hù)手續(xù)，保護(hù)好敏感目標(biāo)，電磁輻射對環(huán)境是安全的。另一方面，國家應(yīng)該制定并出臺電磁輻射方面的有關(guān)法規(guī)，界定電磁輻射影響的范圍和具體標(biāo)準(zhǔn)要求，加大宣傳、普及電磁輻射及防護(hù)知識，引導(dǎo)公眾對電磁輻射的影響的正確了解，加強(qiáng)自身的保護(hù)意識，對減少電磁輻射對環(huán)境的影響顯然有著重要的意義。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】電磁輻射 移動通信 基站 安全距離
1 引言
近幾年來，某些區(qū)域移動網(wǎng)絡(luò)信號差成為用戶投訴的焦點，可一旦運(yùn)營商去這些區(qū)域增設(shè)移動通信基站，卻又遭到用戶集體反對。投訴多和建站難成為困擾電信運(yùn)營商的兩難問題，電信運(yùn)營商的通信保障能力正因基站建設(shè)難而下降。以上海移動為例，10年來手機(jī)用戶增長了10倍，話務(wù)量猛增了300%，但是移動基站數(shù)在內(nèi)環(huán)線范圍只增加了10%左右。從2008年1月到2009年5月底，上海移動一共有177座基站因各種原因被迫關(guān)閉。造成這個兩難問題的原因之一是公眾對基站電磁輻射的恐懼。
隨著3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，更多的移動通信基站將架設(shè)在人口密集的城市上空。為了科學(xué)認(rèn)識移動基站的電磁輻射，消除公眾對基站的不安，有必要對基站電磁輻射及其對環(huán)境的影響進(jìn)行研究和分析。
2 移動通信基站的電磁輻射
電磁輻射，是指能量以電磁波的形式在空間傳播的現(xiàn)象。基站電磁輻射一般是指室外部分的電磁輻射，室外部分主要由饋線（傳輸線）和天線組成?；具\(yùn)行時，其發(fā)射天線將饋線中的高頻電磁能轉(zhuǎn)化成為自由空間的電磁波，電磁波承載著能量向周圍空間傳播，形成電磁輻射。
圖1是移動通信基站天線輻射電磁波的基本原理圖，導(dǎo)線載有交變電流時，就可以形成電磁波的輻射，輻射能力與導(dǎo)線形狀和長短有關(guān)。如果兩導(dǎo)線的距離很近，那么導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢幾乎可以抵消，因而輻射很微弱；將兩導(dǎo)線逐漸張開，導(dǎo)線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢疊加，輻射隨之逐漸增強(qiáng)，直至兩導(dǎo)線電流方向一致時達(dá)到最強(qiáng)。當(dāng)導(dǎo)線的長度遠(yuǎn)小于波長時，導(dǎo)線的電流很小，輻射很微弱；當(dāng)導(dǎo)線的長度等于1/4波長時，輻射最強(qiáng)，稱為半波對稱振子。實際的天線是由振子疊放而成的。
移動通信基站天線按照方向性可以分為全向天線和定向天線。方向性反映天線向一定方向輻射或接收電磁波的能力，天線方向性的獲得，是通過天線內(nèi)部加反射板或振子疊放而實現(xiàn)的。基站天線方向性的選擇可以滿足不同區(qū)域的電磁輻射的需要，例如鄉(xiāng)村大區(qū)制的站型選用全向天線，而城區(qū)小區(qū)制的站型選用定向天線。
作為移動通信系統(tǒng)的重要組成部分，基站天線在提高移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)指標(biāo)中起著重要作用，同時帶來的問題是公眾對基站電磁輻射的不安與恐懼。
3電磁輻射與健康及電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)
電磁輻射是能量流，雖然看不見、聽不到、聞不著，但是電磁輻射可能引起裝置、設(shè)備、系統(tǒng)性能降低，還可能對有生命或無生命的物質(zhì)產(chǎn)生損害，這就是電磁輻射污染。
當(dāng)人體暴露在電磁波環(huán)境中，不同波段的電磁波會對人體產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)，可能會導(dǎo)致細(xì)胞損傷、變異或死亡。此外，人體的器官和組織存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定而有序的，如果受到外界電磁波的干擾就會遭到破壞，人體正常循環(huán)機(jī)能隨之遭到一定程度的損傷，長期接受電磁輻射會造成人體免疫力下降、新陳代謝紊亂、記憶力減退、提前衰老、心率失常、視力下降、聽力下降、血壓異常、皮膚產(chǎn)生斑痘等[1]，公眾由此產(chǎn)生對電磁輻射的恐懼。
第5屆電磁輻射與健康國際研討會（2009，杭州）的會議報告指出，低強(qiáng)度電磁波的生物學(xué)效應(yīng)及其作用機(jī)制至今還是一個困擾學(xué)術(shù)界的充滿爭議的問題，各國電磁輻射的衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)還存在著甚至上百倍的差異。對照一些組織和國家的公眾照射限值[2,3]，發(fā)現(xiàn)我國的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格、更安全可靠。例如，在900MHz移動通信頻段，中國環(huán)保局制定的公眾照射限值（功率密度）是40μw/cm2，而歐洲電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會制定的公眾照射限值是450μw/cm2。國內(nèi)目前使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有：《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702-88）、《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175-88）和《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則－電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》（H J/T10.2-1996）。
4 移動通信基站電磁輻射對環(huán)境的影響因素
移動通信基站電磁輻射對環(huán)境的影響因素很復(fù)雜，包括天線性能、高度、距離、角度、環(huán)境背景、基站形狀、話務(wù)狀況等等。
為了分析移動通信基站對居民生活環(huán)境產(chǎn)生的電磁輻射污染狀況，胡冀等通過比較測量，得出的結(jié)論是[4]：電磁暴露小區(qū)的電磁輻射強(qiáng)度明顯高于對照小區(qū)，但平均值都在GB9175-88的一級安全范圍內(nèi)（10μw/cm2）；安裝鋁合金防盜網(wǎng)具有良好的電磁場屏蔽作用；同時建有兩個通信基站的小區(qū)，兩者所產(chǎn)生的電磁輻射在某一區(qū)域范圍可產(chǎn)生電磁場疊加現(xiàn)象，使輻射強(qiáng)度增加；個別與基站天線距離較近（小于20m）、窗戶與基站天線處于同一水平位置和與基站天線主瓣方向一致的居室內(nèi)，電磁輻射功率密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一級安全范圍，可達(dá)到20.44μw/cm2，但也在GB9175-88的二級中間區(qū)容許范圍內(nèi)（40μw/cm2）。
此外研究還發(fā)現(xiàn)，天線主瓣方向區(qū)域電磁輻射不一定較高，副瓣方向區(qū)域電磁輻射也不一定較低。這其實并沒有與理論相違背，因為環(huán)境地形、地貌、建筑物鋼筋水泥結(jié)構(gòu)、空中架設(shè)的電線等等，都將對電磁波產(chǎn)生反射、繞射、折射、散射和吸收，從而使得電磁輻射強(qiáng)度的分布復(fù)雜化。
通過物理學(xué)的觀點分析，基站發(fā)射電磁波的功率密度隨距離的增大而減小，而事實并非如此，在近距離范圍（30m內(nèi)），由于上述環(huán)境地形等因素的影響，電磁波的功率密度隨距離的變化規(guī)律很復(fù)雜，往往在某處達(dá)到最高值。以某移動基站為例[5]，在不同時間對距離與功率密度的關(guān)系進(jìn)行測量分析，關(guān)系曲線如圖2所示。對特定基站而言，在某一固定距離處，功率密度還與時間有關(guān)，也即與話務(wù)量有關(guān)，如圖3所示，凌晨話務(wù)量低，功率密度也低，功率密度整體上隨話務(wù)量的增加而增加。
5 移動通信基站安全距離的理論計算方法[6~8]
由于移動通信基站發(fā)射電磁波的功率密度分布不僅與基站性能指標(biāo)有關(guān)，還與周邊環(huán)境、話務(wù)量因素等有關(guān)，因此，移動通信基站安全距離的計算一直是個復(fù)雜的問題。下面根據(jù)國家環(huán)保局的H J/T10.2-1996中關(guān)于微波遠(yuǎn)場軸向功率密度計算公式進(jìn)行理論分析，這個計算公式的表達(dá)式為：
（1）
式中，Pd（μw/cm2）為離基站天線水平距離為d處的電磁波功率密度，d（m）為離基站天線的水平距離，P（w）為機(jī)頂發(fā)射功率，G（倍數(shù)）為天線最大輻射方向的增益。
下面分析計算方法。圖4所示的一種基站天饋線系統(tǒng)，基站設(shè)備上每一塊載頻插板連接一根載頻輸出線，每根載頻輸出線含有兩個頻點，每個頻點有其固有的發(fā)射功率。載頻輸出饋線在需要耦合器時存在，耦合器的作用是將多個頻點的電磁波信號合到一根天線饋線上發(fā)送，具有一定的功率損耗。天線饋線一般比較長，也有一定的功率損耗，還需考慮避雷針和饋線接頭等帶來的損耗。天線向空間發(fā)射電磁波，天線的增益越大，發(fā)射電磁波的功率越強(qiáng)。
如前所述，每根載頻輸出線含有兩個頻點，A點處的信號功率為每個頻點固有功率的2倍，兩根載頻饋線的信號耦合到B點，耦合后的功率大小需考慮耦合器的損耗，兩個耦合器輸出的總信號經(jīng)過天線饋線后將再次損耗。也即，載頻輸出信號在C點的總功率應(yīng)考慮到耦合器與天線饋線的兩次損耗，式（1）中機(jī)頂發(fā)射功率P應(yīng)為損耗后的功率。
根據(jù)H J/T10.2-1996中電磁輻射環(huán)境影響評價方法與標(biāo)準(zhǔn)，對單個項目的影響必須限制在《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702-88）公眾照射導(dǎo)出限值的若干分之一。在評價時，對于由國家環(huán)境保護(hù)局負(fù)責(zé)審批的大型項目可取GB8702-88中功率密度限值的1/2；其他項目則取功率密度限制值的1/5作為評價標(biāo)準(zhǔn)，即移動通訊基站的功率密度限值應(yīng)是8μw/cm2，即式（1）中Pd＝8μw/cm2，這樣就可根據(jù)式（1）計算基站最大輻射方向上的安全距離了。
應(yīng)該指出，假如偏離最大輻射方向，天線增益將急劇下降，保護(hù)距離隨之急劇減小。假如有建筑物阻隔，電磁波穿過一般磚墻要衰減6dB左右（為原來功率的1/4），而穿過帶鋼筋的墻要衰減20dB（為原來功率的1/100）；城市市區(qū)建筑物密集，安全距離應(yīng)比理論計算值小很多。此外，由于基站設(shè)備容量足夠，加上GSM系統(tǒng)有功率控制和非連續(xù)發(fā)射功能，天線全方位全功率發(fā)射電磁波的可能性幾乎是沒有的，也即實際的天線輻射功率要小很多，實際的安全距離遠(yuǎn)小于理論計算值，公眾不必對基站產(chǎn)生恐懼。
6 結(jié)束語
一方面，政府、企業(yè)和公眾應(yīng)該對電磁輻射產(chǎn)生的環(huán)境影響引起足夠的重視；另一方面，媒體應(yīng)該積極做好宣傳教育工作，消除公眾對電磁輻射的恐懼心理，使公眾合理科學(xué)地面對移動通信基站的電磁輻射；此外，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)加快新技術(shù)研發(fā)，設(shè)計出更高標(biāo)準(zhǔn)的天線發(fā)射系統(tǒng)，最大限度降低電磁輻射污染。
為了消除公眾的不安，創(chuàng)建和諧城市生活環(huán)境，上海的做法值得借鑒，改“事后配套”為“事前介入”，基站選址遵循“政府大樓、企事業(yè)單位辦公大樓、公建配套設(shè)施、住宅建筑”的先后順序，將移動通信基站建設(shè)納入城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和住宅建設(shè)的總體規(guī)劃中。
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【作者簡介】
【關(guān)鍵詞】移動基站環(huán)境安全電磁輻射模型軟件仿真
一、引言
隨著通信需求量的增加，為保證整個網(wǎng)絡(luò)的信號覆蓋和通信質(zhì)量，興建了大量的基站，這同時增加了環(huán)境中電磁輻射水平，引起了社會對電磁輻射對公眾健康的影響的廣泛關(guān)注。因此，探究基站電磁輻射對環(huán)境及公眾健康的影響意義重大。對于處于不同的地形地貌、環(huán)境、地區(qū)等的不同類型的基站天線，電磁輻射也各不相同，實地測量費時費力，需要對于具體移動通信基站天線輻射的電磁場值的大小和分布情況，才能研究電磁污染程度，從而確定通信基站選址是否合適。本文從理論數(shù)值計算方面分析和研究，模擬基站天線電磁輻射過程。實用軟件進(jìn)行仿真，節(jié)省更多的人力，物力，財力。更高效，合理，全面的建立基站。此模型的建立與推廣應(yīng)用對通信基站的輻射環(huán)境管理，設(shè)計建設(shè)，環(huán)境影響預(yù)測和評估具有重要指導(dǎo)意義，對誠城市可持續(xù)發(fā)展，城市電磁輻射環(huán)境規(guī)劃和保護(hù)具有現(xiàn)實意義和深刻影響。
二、國家頒布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
國家環(huán)境保護(hù)局、衛(wèi)生部頒發(fā)了《公眾照射導(dǎo)出限值》（GB8702-88）與《環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175-88）兩個主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并頒布了《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》、《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》兩項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1997年3月，又國家環(huán)境保護(hù)18號令及《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》等。
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)“電磁輻射防護(hù)規(guī)定”（GB8702-88）規(guī)定：在一天24小時內(nèi)，電磁輻射場量在任意連續(xù)6 min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足（30～3000MHz）：
職業(yè)照射≤2W/m2=200滋w/cm2
公眾照射≤0.4W/m2=40滋w/cm2
三、模型建立
3.1電磁輻射模型一：理論預(yù)測模型
自由空間是指一種理想、均勻的、各項同性的介質(zhì)空間，當(dāng)電磁波在該介質(zhì)中傳播時，不發(fā)生反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象，只存在電磁波能量擴(kuò)散而引起的傳播損耗。
電磁波在自由空間中的傳播損耗公式為：
Ls=32.45+20lgr（Km）+20lgf（MHz）
式中：Ls―――電磁波在自由空間的損耗；r―――天線軸向與被測點的直線距離；f―――電磁波的頻率；
測試點實際接收的電磁波接受功率為：
從表四的預(yù)測結(jié)果中看出，當(dāng)遠(yuǎn)場軸向距離為14.63m時，符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)，功率密度已下降到0.08W/m2以下。
兩個模型得到的安全距離大致吻合，也就是說，當(dāng)場點距離大于14.63m以后，都符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)，移動基站的電磁輻射不會對環(huán)境造成危害。
四、軟件仿真
在實際操作中，模型的計算比較繁瑣，而將理論模型導(dǎo)入軟件，制出專門分析移動基站電磁輻射的軟件，便于我們對移動基站的選址、估算。
我們利用VC++中MFC應(yīng)用程序框架制作軟件進(jìn)行仿真，將上述兩個模型導(dǎo)入軟件中，系統(tǒng)自動計算，只有當(dāng)兩個模型的求解值都滿足國家一級標(biāo)準(zhǔn)時才輸出可以建立基站。
在圖3中輸入相應(yīng)參數(shù)。
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