6火電廠電磁輻射影響和防護

火電廠電磁輻射及其防護6.電磁輻射影響隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)的容量越來越大，輸送的距離越來越遠(yuǎn)，輸電線路的電壓等級也在不斷提高。高壓輸電線路產(chǎn)生的電磁輻射對通信線路、廣播電視、人體生態(tài)都可能存在危害和影響。6.1高壓（110?220kV）輸電線路的磁場特性高壓輸電線路的電磁效應(yīng)主要是通過電場、磁場和電暈等三種形式來起作用的。輸電線路的電場特性輸電線路在運行時，輸電導(dǎo)線上的電壓會在周圍空間產(chǎn)生磁場，一般在高壓輸電線路下的最大地面電場強度（離地面 1m高處，下同）約為5?10kV/m。而在自然界，晴朗天氣時大氣中的電場強度僅為 130V/m左右，只有在雷暴雨等惡劣天氣條件下才會達到10kV/m0通常在我們居住環(huán)境的電場強度均在100V/m以下，因此輸電線路所產(chǎn)生的電場強度比自然界和日常環(huán)境的大得多。輸電線路的磁場特性當(dāng)輸電線路的導(dǎo)線中有電流通過時，就會在周圍產(chǎn)生磁場0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。與之相比，500kV輸電線路下的最大地面磁場強度僅為0.035mT，要小1?2個數(shù)量級。所以，輸電線路所產(chǎn)生的磁場是比較弱的0輸電線路的電暈特性當(dāng)輸電線路導(dǎo)線表面的電場強度超過空氣擊穿強度時，在導(dǎo)線表面就會產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象0這時，導(dǎo)線表面的電場強度一般要達到30kV/cm以上，輸電線路的電暈放電主要受線路本身特性的影響，例如：線路電壓越高，電暈放電越強；導(dǎo)線的直徑越大，電暈放電則越弱；導(dǎo)線的表面光潔度越高，電暈放電也越弱0同時，電暈放電還受到環(huán)境因素的影響，在空氣質(zhì)量較差的的地區(qū)和比較惡劣的天氣，輸電線路的電暈放電現(xiàn)象總是比較強烈的0輸電線路電暈放電最重要的效應(yīng)是產(chǎn)生無線電雜音，它的頻譜范圍約為0.1?100MHz，已達到部分無線電、電視的廣播頻率。無線電雜音的強度是隨電暈放電加劇而增大的06.2超高壓（500kV）輸電線路的電磁輻射影響隨著輸電線路的電壓等級不斷提高，電磁輻射的影響也將日愈明顯，例如：#輸電電壓等級提高后，工作人員在輸電線路下活動時毛發(fā)顫動的現(xiàn)象更為嚴(yán)重；在相同環(huán)境條件下，輸電線路的電暈放電現(xiàn)象將會加劇，產(chǎn)生更多的無線電雜音；電磁場對人體健康的潛在影響已引起了人們更大的關(guān)注。超高壓輸電線路的電磁輻射影響主要有以下幾個方面：對通信線路的危害干擾影響輸電線路對通信線路的影響包括靜電影響（靜電感應(yīng)）和磁影響（電磁感應(yīng)）。由于靜電耦合作用，輸電線路的電場會在鄰近的通訊線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，即靜電感應(yīng)。同樣，輸電線路的磁場也會在鄰近的通訊線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。因為通訊線路音頻通道的工作頻率一般為300?3400Hz,而輸電線路中的許多諧波正好落在這個頻率范圍內(nèi)，所以一般規(guī)定系統(tǒng)中的諧波等效干擾電壓值應(yīng)低于系統(tǒng)額定電壓值的1%才能符合要求。實測和計算結(jié)果表明：在距離輸電線路50m以內(nèi),電場的影響較大,是干擾通訊的主要因素,而磁場的影響很小,相比之下可以忽略不計。隨著距離增大,電場的影響顯著下降，在距離100m以外磁影響就上升為主要因素，靜電影響則可以忽略不計了。如果在通訊線路上感應(yīng)電壓形成短路電流的話，還可能危及人員、設(shè)備的安全。危害的程度主要取決于電流強度和作用時間，作用時間越長，人體所能承受的電流強度就越小。在正常情況下，如果平行接近段不是很長，一般不會有什么危險，但是在輸電線路短路故障斷路、短路以及遭到雷擊時，輸電電壓或電流就可能瞬間升高幾倍，其影響足以對人員、設(shè)備構(gòu)成威脅。防止這類危險的有效辦法主要是減小平行接近段長度和在系統(tǒng)中設(shè)置完善的保護裝置。對無線電、電視的干擾影響輸電線路產(chǎn)生的工頻交變電磁場隨距離而衰減是很快的，它的波長與電視、微波相比要大得多。交流輸電線路就好像是個性能極差的“發(fā)射天線” ，50Hz的低頻功率是無法發(fā)射出去的。但是，輸電線路電暈放電產(chǎn)生的無線電雜音則不然，它具有很高的頻率，能傳播較遠(yuǎn)的距離。我國的中波調(diào)幅廣播頻率范圍為0.5?1.6MHz,電視廣播頻率范圍為48.5?92MHz，而輸電線路產(chǎn)生的無線電雜音頻率范圍為 0.1?100MHz，所以它主要影響的是中波無線電廣播和電視的2?6頻道。實測結(jié)果表明：在距離輸電線路200m的地方，其干擾場強就小得可以忽略不計了。無線電雜音的強度受氣象條件的影響很大，通常只有在惡劣的天氣無線電雜音才會對距輸電線路很近同時接收信號較弱的對人體的生態(tài)影響從保護環(huán)境和人體安全、健康的角度來看，輸電線路對人體的生態(tài)影響應(yīng)該是最關(guān)心的問題。國外的研究資料表明。輸電線路的電磁場對人體的生態(tài)影響主要分為兩類，一類是當(dāng)人在電磁場中短期停留時可能受到的影響，即短期影響；另一類是人在電磁場中長期工作或生活時可能受到的影響，即長期影響。短期影響表現(xiàn)為兩種形式：毛發(fā)顫動和電擊。在外電場的強度增大時，人員的毛發(fā)顫動感亦隨之增強，甚至產(chǎn)生刺痛感。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，在9kV/m的場強下，大約有20%的人員會產(chǎn)生頭發(fā)刺痛感；在2?3kV/m的場強下，能感覺到頭發(fā)顫動的人員要少于5%。毛發(fā)顫動雖然不會造成人體損傷，但仍會對人員的心理造成一定的影響。電擊現(xiàn)象又可分為暫態(tài)電擊和穩(wěn)態(tài)電擊。暫態(tài)電擊發(fā)生在感應(yīng)帶電物體與接地物體接觸的一瞬間，帶電物體上的積累電荷在瞬間釋放而造成電擊，即火花放電。暫態(tài)電擊的水平主要取決于放電能量的大小。當(dāng)放電能量大于 O.lmJ時，就會使人感到刺痛；當(dāng)放電能量達到0.5?1.5mJ時，則會引起不自覺的肌肉反應(yīng)（如驚跳），但還不致于造成傷害；如果放電能量達到 25?50J時，就會對人體造成損傷（如燒傷）；放電能量超過50J即有生命危險。在超高壓輸電線路下，由于人體的外形尺寸有限，產(chǎn)生的感應(yīng)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(nèi)，人若接觸對地絕緣的小汽車就會產(chǎn)生有刺痛感的電擊，接觸大型車輛或其它大型絕緣體則會達到引起驚跳的電擊水平。如果在發(fā)生暫態(tài)電擊后，人體與感應(yīng)帶電導(dǎo)體繼續(xù)牢固接觸，就會由于在人體中持續(xù)流過短路電流而造成電擊，即穩(wěn)態(tài)電擊。當(dāng)短路電流大于0.8?1.1mA，人員就會產(chǎn)生刺痛感；如果短路電流超過 2mA，就會引起肌肉反應(yīng)；當(dāng)短路電流達到6?9mA時，就會造成人體損傷，但此時尚能自己擺脫，因而也稱為擺脫電流。超高壓輸電線路對人體的長期生態(tài)影響是個比較復(fù)雜的問題，要搞清楚其作用機理和影響程度需要做長期的系統(tǒng)的輻射實驗，而目前國內(nèi)外所進行的此類研究還主要局限于動物實驗和對受輻射人員的調(diào)查研究。我國的有關(guān)研究部門的實驗表明，電場不會對動物的正常生長產(chǎn)生有害的影響。人們對在電場下可能受到生態(tài)影響的關(guān)注最初來自1960年前蘇聯(lián)關(guān)于在超高壓開關(guān)站的運行人員健康問題的報告，在該報告中認(rèn)為：受2?26kV/m電場影響的工作人員與對照組相比，有頭痛、疲倦、性功能減退等癥狀。但是，美國電力公司、瑞典以及德國的研究結(jié)果又認(rèn)為：在電場下工作人員的血液淋巴細(xì)胞染色體破損率與對照組沒有顯著的差別。由于輸電線路的磁場幅值很小，因此對人體的生態(tài)影響要比電場小得多。美國等國家的研究認(rèn)為：在0.1?0.3mT的磁場作用下，沒有發(fā)現(xiàn)對人員的身體產(chǎn)生有害影響。但也有研究則認(rèn)為：在靠近高電流源（變壓器）附近的兒童誘發(fā)癌癥的危險性比較大，與靠近變壓器線路的電流和由此產(chǎn)生的磁場最高有一定關(guān)系。根據(jù)國內(nèi)外所進行的人體模型試驗結(jié)果表明： 人在直立時，頭部的外電場要比人體下部高得多，約為外部均勻電場的 16倍，但是人體的內(nèi)部電場則要小得多，僅為外部均勻電場的百萬分之一。在10kV/m電場中，人體內(nèi)部感應(yīng)的電場強度約為0.7?8.0mV/m，電流密度約為o.4」A/cm2,要比反應(yīng)最敏感的神經(jīng)系統(tǒng)的臨界電流密度0.1?1.0mA/cm2小得多。而輸電線路的磁影響就更微弱了，500kV輸電線路下的最大地面磁場強度 0.05mT對人體所產(chǎn)生的效應(yīng)僅與1.25kV/m的電場相當(dāng)。6.3電磁輻射影響的防護為了防治輸電線路電磁輻射對環(huán)境和人員的危害， 除了在選址時應(yīng)加以考慮之外，還可以從線路結(jié)構(gòu)和人員保護兩個方面采取措施：在線路設(shè)計中采取提高導(dǎo)線對地高度、雙回路導(dǎo)線逆相布置以及高、低壓導(dǎo)線分層架設(shè)等措施，都會獲得降低地面場強的效果；在運行中對工作人員采取局部屏蔽和限制工作時間等保護措施，也能起到減少電磁輻射影響的作用。國外對輸電線路電磁輻射的危害和安全標(biāo)準(zhǔn)的研究工作開展得比較早。美國、日本等國家對高壓架空送電線路下的地面允許場強做了規(guī)定。 前蘇聯(lián)的開關(guān)站運行導(dǎo)則對不同場強下員工的工作時間都有詳細(xì)的規(guī)定。我國雖然已經(jīng)頒發(fā)了《電磁輻射防護規(guī)定》(GB8702—88)、《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175—88)等標(biāo)準(zhǔn)，但它們主要是針對廣播電視、微波通訊、雷達探測以及各類無線發(fā)射臺站產(chǎn)生的電磁輻射制定的，適用范圍為 100kHz?300GHz,目前還沒有一個適