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  • 非电离辐射(电磁辐射)安全防护知识问答

  • 2019-07-24 点击:
  • 非电离辐射(电磁辐射)安全防护知识问答

    第一部分:电磁辐射常识问答

    l  问:什么叫电磁辐射?电磁辐射是如何产生的?

    答:我们知道,物体间相互作用的力一般有两种:一种是通过物体的直接接触产生的,叫做接触力。如摩擦力、碰撞力、推拉力等。另一种是不需要接触就可以发生的,这种力叫做场力。例如,电力、磁力、重力等。电荷的周围存在着一种特殊的物质,叫做电场。它跟固态、液态、气态的物质不一样,看不见、摸不着,是一种特殊形态的物质。两个电荷之间的相互作用并不是电荷的直接作用,而是一个电荷的电场对另一个电荷所发生的作用。也就是说,在电荷周围的空间里,总是有电力在作用。因此,我们将有电力存在的空间称为电场。磁场是电流在其所通过的导体周围产生的具有磁力的一定空间。

    电场和磁场是相互联系、相互作用,同时并存的。由于交变电场的存在,就会在其周围产生交变的磁场;磁场的变化,又会在其周围产生新的电场。它们的运动方向互相垂直,并与自己的运动方向垂直。这种交变的电场和磁场的总和,就是我们所说的电磁场。这种变化的电场和磁场交替地产生、由远及近,并以一定速度在空间传播的过程中不断向周围空间辐射能量,这种辐射的能量称为电磁波,这种能量以电磁波形式由源发射到空间的现象称为电磁辐射。

    电磁辐射的产生

    l  问:生活中的电磁辐射污染源的种类有那些?

    答:电磁辐射污染在我们的生活中非常常见,主要有以下几种辐射源:

    1、广播电视发射设备,主要部门为各地广播电视的发射台和中转台。

    2、通信雷达及导航发射设备通信,包括短波发射台,微波通信站、地面卫星通信站、移动通信站。

    3、工业、科研、医疗高频设备。

    4、交通系统电磁辐射干扰,包括:电气化铁路、轻轨及电气化铁道、有轨道电车、无轨道电车等。

    5、电力系统电磁辐射,高压输电线包括架空输电线和地下电缆,变电站包括发电厂和变压器电站。

    6、家用电器电磁辐射,包括计算机、显示器、电视机、微波炉、电磁炉、无线电话、手机等。

    l  问:电磁辐射影响人体的机理主要是什么?

    答:现在人们大多知道医院的X射线不能照得太频繁,原因就是频繁的X射线辐射可能会产生累积效应,对健康造成危害。同样,人体接受的电磁辐射强度太大、时间太长或者距离太近,也可能造成危害,其对人体的作用主要是热效应、非热效应和累积效应等。

    (1).  热效应

    人体70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到体内器官的正常工作。国内外研究证实,电磁辐射对人体的作用主要是热效应,危害主要出现在射频电磁场。变电站辐射属于工频电磁场,而不是射频电磁场。当射频电磁场的场强达到一定值时,才能对人体发生作用。在射频作用下,人体吸收电磁辐射能后,其能量便转化为热能。只有当超过体温调节能力时,才使温度平衡功能失调,引起体温升高,因而产生生理功能紊乱与病理变化等生物效应。

    (2).  非热效应

    人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏,人体也会遭受损伤。

    (3).  累积效应

    热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前(通常所说的人体承受力——内抗力),再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态。

    电磁辐射对人体健康的具体影响

    l  问:电磁辐射能在哪些方面得到利用?

    答:电磁辐射可谓神通广大,在很多地方都能见到它的身影。具体应用的地方有:

    (1).   医学应用:微波理疗活血,治疗肿瘤等治疗肿瘤的天线或辐射器可以将温度控制在只杀死癌细胞的很窄温度范围内。电磁辐射热疗利用电磁能使局部组织升温,提高血液循环,促进新陈代谢而达到治疗的目的。

    (2).   传递信息:通信、广播、电视等 通信主要有微波通信和长、短波通信,如手机、卫星电话。此外还有利用长、短波进行通信,如对讲机。广播是将声音变成电流,然后通过发射天线以波的形式传播出去。

    (3).   目标探测:雷达、导航、遥感等 雷达工作原理是发射机向探测的目标发送脉冲波,该脉冲波遇到探测目标能反射回来,于是就能测出反射波和发射机之间的时间间隔,从而得知探测目标与雷达所在地点的距离。

    (4).   感应加热:电磁炉、高频淬火、高频熔炼、高频焊接、高频切割等利用中、长波波段的高频电磁场能量使导体或半导体本身发热,达到热加工的目的。

    (5).   介质加热:微波炉、微波干燥机、塑料热合机等将非导体置于强电磁场内,其带正电与负电的分子或原子在交变电磁场的作用下,以这个电场的频率震荡,摩擦而引起发热,达到加工的目的。

    (6).   军事应用:电子战、电磁武器等。如海湾战争,美国首先查明了伊拉克军队使用的信号频率,然后用相同频率发出功率更强的信号,致使伊拉克的整个电子指挥系统几近瘫痪,从而为快速获得战争胜利奠定了基础。

    l  问:电磁屏蔽装置的工作原理是什么?电磁辐射防护产品主要有哪些?

    答:电磁屏蔽装置一般为金属材料制成的封闭壳体。当电磁场传向金属壳体时,一部分被金属壳体表面所反射,一部分在壳体内部被吸收,这样透过壳体的电磁场强度便大幅度衰减。电磁屏蔽的效果与电磁波频率、壳体厚度和屏蔽材料特性等有关。一般地说,频率越高,壳体越厚,材料导电性能越好,屏蔽效果也就越大。

    防护服装是根据屏蔽或吸收原理制作的。防护眼镜是用于保护操作人员的眼镜免受伤害,对于防护眼镜的要求是:透视度要足够高,不影响视线;屏蔽效果要好(原则上应保证屏蔽后场强控制在国标限值之下);重量轻,镜面启动灵活。防护眼镜的基本材料是金属网或金属膜。

    l  问:日常生活如何防护电磁辐射?

    答:以下几点需要注意:

    (1).   电脑。电磁波发生于电脑(指常规的CRT电脑)的前面及后面。电脑屏幕会放射出阴离子,操作时应距离至少在30厘米以上,开机瞬间电磁辐射最大,应予避开,上机后最好每隔一小时休息活动一会。

    (2).   电视机。看电视时,最好能距离电视机3以上,关机后立即远离电视机。微波炉 使用微波炉时,应注意至少离炉0.5以上,眼睛不要看着炉门,不可在炉前久站。食物从炉中取出后,先放几分钟再吃。

    (3).   电热毯。相当于一个电磁场,即使关上开关,仍然会扰乱体内的自然电场,对孕妇、儿童、老人的损害最大,应慎用。

    (4).   此外,还应注意不要把家中电器摆放得过于集中,使自己暴露在超剂量辐射的危险期中。如收音机、电视机、冰箱等电器,更不宜集中摆放在卧室里。各种家用电器、办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作,同时尽量避免多种家用电器的同时启用。电视、电脑等电器需要长时间使用时,应注意至少每一小时离开一次。在日常饮食上,应多吃胡萝卜、西红柿、海带、瘦肉、动物肝脏等富含维生素AC和蛋白质的食物,加强肌体抵抗电磁辐射的能力。

    生活中常用电器的电磁辐射

    l  问:常见电磁辐射源的频率是多少?

    答:生活中常见的电磁辐射频率范围大,呈多样化分布,主要有:

    (1).   高压电力设备:工频50Hz

    (2).   GSM移动通信基站:900/1800MHz

    (3).   CDMA通信:825-880MHz

    (4).   PHS(小灵通):1915-1900 MHz

    (5).   中波广播:535-1605KHz

    (6).   短波广播:4-19 MHz内的部分频段。

    (7).   调频(声音)广播:88-108MHz

    (8).   电视:50-92168-223471-566607-958 MHz五个频段。

    (9).   家用微波炉:2450 MHz,工业微波炉:9152450 MHz

    (10).             高频感应加热设备(如熔炼炉、淬火炉等):工作频率几百kHz

    (11).             高频介质加热设备:工作频率几MHz至几十MHz。如塑料热合机27.1240.68MHz。超短波电疗机:40.68 MHz

    l  问:电磁辐射频段如何分类

    答:电磁场跨越的频率范围十分广阔,从工频(50Hz/60Hz)至微波段,与通信方面的作用差别很大,因而对人体健康的影响后果差别也很大。

    通常电磁波的频谱可粗略划分为工频(50Hz/60Hz)、射频或高频(103108 Hz)和微波(>109 Hz)三个频段。 

    无线电频段划分

    第二部分:电磁辐射环境管理知识问答

    l  问:电磁辐射污染防治有关法律规定、标准主要有哪些?

    答:对于电磁辐射环境管理,国家有较系统的法规与标准,这是国家实施辐射环境管理的法律依据和评价伴有电磁辐射建设项目的科学标准。主要有:

    (1).   GB 8702-88:电磁辐射防护规定

    (2).   GB 9175-88:环境电磁波卫生标准

    (3).   GB 16203-1996:作业场所工频电场卫生标准

    (4).   《高压电力线路、变电站的工频电场、磁场曝露限值》

    (5).   HJ/T 10.2-1996:辐射环境保护管理导则、电磁辐射检测仪器和方法

    (6).   HJ/T 10.3-1996:辐射环境保护管理导则、电磁辐射环境影响评价方法与标准

    (7).   HJ/T24-1998500KV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范

    (8).   GB/T 6113.1:无线电骚扰和抗扰度测量设备规范

    l  问:国家规定的电磁辐射照射限值是多少?

    答:为保护环境、保障公众健康、促进伴有电磁辐射的正当实践的发展,国家环保总局发布的《电磁辐射防护规定》(GB 8702-88)对电磁辐射照射限值进行了详细规定,其中30-3000 MHz这一公众最敏感范围内的标准限值为0.4W/m2,比西方和国际上的标准要严格4倍。

    《电磁辐射防护规定》具体标准如下:

    (1).   职业照射:在每天8小时工作期间内,任意连续6分钟按全身平均的比吸收率(SAR)小于0.1W/kg

    (2).   公众照射:在一天24小时内,任意连续6分钟按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02W/kg。(说明:比吸收率是指生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率,即吸收剂量率,单位是W/kg)。

    第三部分:电网及变电站的电磁辐射安全知识问答

    l  问:输变电工程电磁辐射环境影响评价标准是怎么样的?

    答:国家对输变电工程的环境影响评价进行了详细的规定。《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)适用于500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响的评价,也可参照本规范应用于110kV220kV330kV送变电工程电磁辐射环境影响的评价;对上述工程项目的审批和管理目前也参照该标准执行。

    关于高压送变电设施的工频电场、磁场强度限值目前尚无国家标准。为了便于评价,根据我国有关单位的研究成果、送电线路设计规定和参考各国限值,推荐暂以4kV/m(千伏/米)作为居民区工频电场评价标准,推荐应用国际辐射保护协会关于对公众全天辐射时的工频限值0.1mT(毫特斯拉)即100微特斯拉作为磁感应强度的评价标准。待相应国家标准发布后,以其规定限值为准。

    l  问:为什么专家说用电磁感应,而不是电磁辐射来表述输变电工程的电磁环境更科学?

    答:由于输变电工程工频辐射能量非常小,随着电磁辐射研究的发展,为了与高频率的射频电磁辐射区分开来,当前在权威国际导则和相关标准中,多采用电磁感应这一更科学的表述,而不再用电磁辐射来表述。

    电磁感应强调人对电磁的感应,其能量非常小。在电磁学上,将50Hz的工频辐射称为电磁感应,其辐射性质较弱,对人体不会造成影响。由于采用50Hz的工作频率,输变电工程也会产生电磁感应现象,人体可以感觉得到。一个很明显的例子就是,在天气潮湿的情况下,人体接触到高压架空电线下工作着的未能接地的金属物体充电,会产生麻痛的感觉,这就是电磁感应现象,但是其能量非常小,类似冬天脱毛衣时产生的静电效应,不会对人体产生危害。

    l  问:为什么专家认为“ 高压线路电磁辐射是错误概念?

    答:高压线路电磁辐射是错误概念———这是2004年在北京市科协组织的“ 电磁环境与健康研讨会上,来自清华大学、中国科学院电工所、信息产业部真空电子所、华东电力实验研究院、中国电力学会等权威专家的一致说法。

    专家们表示,通常所称的高压线路电磁辐射本身就是一个错误概念。世界卫生组织(WHO)和国际权威组织在有关高压电的正规文件上,都不采用该词。因为,电磁辐射是针对波长很小的微波而言,但输电线频率为50赫兹,电磁波波长达6000公里,即使是500千伏的超高压线路,也不会产生强烈磁场。否则,通过辐射导致的能量损耗将是个天文数字,架设输电线路也变得没有意义。

    l  问:在居民密集区兴建220千伏及110千伏户内变电站有害吗?

    答:由于工频电磁辐射能量极低,而且严格按照了环境影响评价设置安全距离,因此,在城市中心负荷密集区域包括居民密集区建设220千伏及110千伏高压变电站,是国内外普遍采用的建设方式,并且经过长时间的实践验证是合理可行的。我国对城市中心区建设220千伏及110千伏高压变电站有国家和行业的技术标准规定,其中对安全设计要求等技术标准非常严格。目前在福建厦门,为综合利用土地,已有一座220千伏和两座110千伏变电站与商住楼盘合建在一起投入使用,还有一座220千伏正与商住楼盘合建中。

    另外,220千伏及110千伏户内变电站对周边的实际影响主要以电磁感应效应为主,而不是电磁辐射。实践证明现场电磁感应数据比国际、国内的相关环保标准值要低很多,完全符合国际国内相关的环保标准。

    卫生部门以及电力系统均曾对输变电设施操作员、维修工等长期近距离接受输变电工程电磁辐射工作人员进行密切的健康监测,没有发现任何因电磁辐射致病的案例,也说明了输变电工程电磁辐射的安全性。

    据上海市拟出台的《上海市变电站环境保护设计规范》规定:变电站一般与居民住宅或其他环境敏感目标保持适当距离,220千伏为20110千伏为15。认为:只要变电站达到上述距离要求,都满足安全和环保的要求。

    l  问:城市输变电工程为什么会建在居民区?

    答:为什么输变电工程非要建在居民区,而不是建在偏僻的郊区,这是很多群众关心的问题。打个比喻,社区的居民多了,公交公司就会在附近设置公交车站,满足居民需要。同样,由于近年来城市用电量持续大幅增加,然而按供电要求,一个大的变电站只能覆盖120平方公里左右(相当于供电范围为0.56km3km)。所以随着城市的发展、供电可靠性和电能质量要求的提高,新建的变电站只有进入居民区,才能把电力输送到附近的居民家中,才能满足居民的用电需要。

    l  问:输变电工程电磁环境有什么特点?为什么专家说比月亮对地面辐射量还小?

    答:电力系统为工频50Hz。工频电磁辐射是一种极低频率的电磁场,它与广播、电视等高频的射频电磁辐射有着本质的区别。工频电磁辐射电磁波空间传输能力差,在一定距离外,其影响可忽略不计。辐射专家实测后指出,全室内变电站,本身工频辐射能量已经非常小,加上周围建筑屏蔽的作用,其辐射可以忽略不计,对周围的辐射量比晴朗天空满月对地面产生的辐射量还小。因此,可以说,由于采用50Hz的极低频率工频,输变电工程电磁辐射不会对人体造成伤害,其影响可以忽略不计。

    l  问:电磁辐射是否神秘、可怕?

    答:电磁辐射也是一种物质,人类生存的地球本身就是一个大磁场,太阳光、家用电器等都会发出强度不同的辐射,电磁辐射是我们生活时刻也离不开的朋友

    l  问:输变电工程电磁辐射环境影响评价标准是怎么样的?

    答:国家对输变电工程的环境影响评价进行了详细的规定。《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)适用于500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响的评价,也可参照本规范应用于110kV220kV330kV送变电工程电磁辐射环境影响的评价;对上述工程项目的审批和管理目前也参照该标准执行。《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》规定:公众总受照剂量(包括已有电磁辐射背景影响和拟建项目设施可能或已经造成影响之和)不应大于国家标准《电磁辐射防护规定》(GB8702-1988)的规定。对于单个项目的影响可取上述标准中场强限值的l/√2 ,或功率密度限值的1/2

    对于高压送电线路的无线电干扰限值,根据国家标准《高压交流架空送电线无线电干扰限值》(GB15707-1995)规定,在距边相导线投影20m距离处、测试频率为0.5MHz的晴天条件下不大于55dBμV/m)。

    关于高压送变电设施的工频电场、磁场强度限值目前尚无国家标准。为了便于评价,根据我国有关单位的研究成果、送电线路设计规定和参考各国限值,推荐暂以4kV/m(千伏/米)作为居民区工频电场评价标准,推荐应用国际辐射保护协会关于对公众全天辐射时的工频限值0.1mT(毫特斯拉)即100微特斯拉作为磁感应强度的评价标准。待相应国家标准发布后,以其规定限值为准。

    l  问:输电线路产生的影响是什么?如何预防?

    答:运行中的输电线路产生的影响主要是放电击伤,其次是电磁辐射。但只要输电线路的架设遵循国家的标准、规范,其导线对地或构筑物的安全距离就完全满足要求,不会造成放电击伤等危害;其产生的电磁辐射值与国家卫生限值比较就显得相当微小,因此,不会对周围环境和人身健康造成不利影响。如果经济条件许可,将架空输电线路改为电缆线路,那么安全及环保等各方面的性能和指标都将大大优于标准规定。

    l  问:变电站对环境产生的影响是什么?

    答:变电站对环境产生的影响是电磁辐射、噪声、油污染、水污染、大气污染。

    l  问:全户内变电站与户外敞开式变电站有什么优缺点?

    答:全户内变电站所有的开关、刀闸、互感器等电气设备全部封闭设计在金属外壳内,可有效屏蔽和隔绝电磁辐射,对周边居民无任何影响,即使在设备带电状态也可以安全地触摸GIS110kV全封闭配电装置)及10kV配电柜外壳。设备性能更稳定、可靠;占地少;但造价相对昂贵。因所有设备全部布置在屋内,可与周围建筑物协调,美化了环境。

    户外敞开式变电站采用的多是六氟化硫开关、油浸式互感器,设备全部安装在水泥杆构架上,架空连接导线从横交错,与周围环境协调性很差,而且占地面积大;但造价相对比较便宜。

    l  问:输变电系统的电磁辐射环保措施还有哪些?

    答:国家有具体标准对输变电系统的电磁辐射防护进行了规定,主要有以下几方面:

    (1).   采用六氟化硫气体绝缘全封闭电器(GIS)设备。由于GIS在高压设备间采用了绝缘介质,同时由于其外部由金属密封,就像给高压设备罩上了一个防护罩,可以有效地控制高压设备产生的电磁场强度。

    (2).   城市变电站可建为室内式变电站,由于墙壁已经大大屏蔽了电磁场,室内式变电站外的电磁场已经非常小。

    (3).   合理设计线路。采用同塔双回或多回架设技术,有利于减少输电线路对环境的影响。合理布置导线的相序排列和采用紧凑型线路,选用合适相序排列而使其各相产生的电磁场相抵消。此外,采用新型导线降低导线表面电位梯度等措施也可抑制电磁辐射。

    l  问:城市架空电力线路接近或跨越建筑物的安全距离是多少?

    答:根据《电力设施保护条例实施细则》和中华人民共和国国家标准GB/50293-1999《城市电力规划规范》的要求,城市架空电力线路接近或跨越建筑物的安全距离为:

    l  问:实测的架空电力线路电磁辐射是多少?

    答:环保等部门环境监测数据显示,已投用的输变电系统电磁辐射水平均没有超出国家规定居民区工频电场4kV/m(千伏/米)、磁场强度0.1mT(毫特斯拉)的标准。实测数据如下:对比国家规定的城市架空电力线路接近或跨越建筑物的安全距离和环保等部门实测的架空电力线路电磁辐射强度,可以发现,架空电力线路电磁辐射强度不但在安全距离内是达标的,就是在比安全距离更远的地方也是符合国家标准的。

    专家指出,高压电线入地的成本要比架空高出七八倍。意大利3年前曾发布法令,要把所有输电线路都埋入地下,最后证明是“ 用一大笔钱研究了一个不存在的问题,在国际上引起轩然大波后终止。所以,居民完全不必对高压电线的电磁过于担忧。

    l  问:各国关于工频电场强度的安全限定标准?

    答:见下表

    l  问:为什么说我国输变电系统电磁辐射防护规定比欧洲还严格?

    答:电磁辐射专家指出,国内对电场和磁场的限制,比英国、德国等发达国家都严格。国家环保总局发布的《电磁辐射防护规定》(GB 8702-88)对电磁辐射照射限值进行了详细规定,其中输变电系统工作频率所在的30-3000 MHz这一公众最敏感频度的功率密度标准限值为0.4W/m2,比西方国家的标准要严格4倍以上。美国在1992年就把标准从0.1mT扩大到了0.9mT。国内限制标准一直是不得高于0.1mT

    专家还指出,美国、德国等国的电磁辐射标准均是经过多年反复的人群试验和评估得出来的,具有较强的准确性和权威性。为防止环境污染,特别是保障公众身体健康,我国采用了比国外更加严格的标准。

    l  问:实测的变电站电磁辐射水平是多少?

    答:环保等部门环境监测数据显示,已投用的输变电系统电磁辐射水平均没有超出国家规定居民区工频电场4kV/m、磁场强度0.1mT的标准。大量输变电系统实测资料表明,工频电磁辐射的影响范围有限,产生的工频磁场值都很小,通常不到国家推荐值的1/10220千伏输电线路倘若跨越民居,地面工频磁场值一般小于推荐值的1/10,室内更低,只有推荐值的万分之三到千分之四。

    l  问:为什么说输变电工程电磁辐射远远低于家用电器?

    答:在我们日常生活中,最大的电磁辐射源就是微波炉、手机、电脑、VCD、电视机等家用电器。权威专家指出,由于家用电器工作时往往距离人体太近,其产生的电磁辐射要远远大于输变电工程。

    编辑:广州极端科技有限公司(部分内容来源国家电网网站)

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