输变电工程与一般电磁辐射源的区别

维普资讯 http://www.cqvip.com ｐ　第　３６　一　Ｎ工ｃ》ｚ１－一广ｃｚ　ｚ　卷　专　蠢羹　吴（１．陕西电力科学研究院，陕西西安健　，白晓春　，张辉　７１００６８）　７１００５４；２．陕西电力公司物资总公司，陕西西安１　电磁辐射的相关概念　电磁辐射是一种物理现象，是指能量以电磁波　２　电磁辐射的近场和远场　２。１　电场和磁场　形式由源发射到空间或能量以电磁波的形式在空　间传播的现象。传统意义上的电磁辐射指频率在　１００　ｋＨｚ以上的电磁波，是指变化的电场和变化的工　频磁感应强度相互作用而产生的一种能量流的辐　射。国标ＧＢＴ　４３６５（（电磁兼容术语》中也注释：“可将　电磁感应现象引申包括在电磁辐射中”。所以，环境　保护中的电磁辐射概念包括辐射、感应和传导。也　就是说，频率从０　Ｈｚ开始，能量以电、磁或电磁波的　形式传播的所有现象都称为电磁辐射。从这一角度　看，环境保护领域的电磁辐射对传统的概念来说有　所扩展；从另外一个角度来说，人类所处的环境本　身就是一个由地球自身形成的巨大的电磁环境。　对于电磁能量的空间辐射，近场和远场的概念　是十分重要的。一般空间辐射分为两种方式：一种是　在近场条件下．以场源为核心，在半径为一个波长范　围内，电磁能向周围传播，以电磁感应方式为主，将　能量施加于附近的仪器以及人体；另一种是在远场　条件下，在半径为一个波长范围之外，电磁能进行传　播，以空间放射方式将能量施加于敏感物体。　根据麦克斯韦电磁场方程，电磁场可由分别包　含有正比于　、正比于　、正比于　等项的３个分　一　量来表示，　为离辐射源的距离。图１画出了电磁场的　这３个分量与距离的关系，图中波阻抗Ｚｗ＝ＩＥＩ／ＩＨＩ．Ｚｏ　为本征阻抗，Ａ为波长。　电磁辐射可按其波长、频率排列成若干频率　段，形成电磁波谱。频率越高，其辐射的量子能量越　大，其生物学作用就越强。科学实验表明，能引起生　物组织、原子和分子电离的最小量子能量约为１０～　１２电子伏（相应波长、频率介于远紫外线与ｘ射线之　间），人们常把量子能量大于这一水平的辐射称为　电离辐射（ｉｏｎｉｚｉｎｇ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ），如＾ｙ射线、宇宙射线及　ｘ射线等。反之，把量子能量小于这一水平的辐射称　为非电离辐射（ｎｏｎ—ｉｏｎｉｚｉｎｇ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ）．如射频电磁　场等。日常所说的电磁辐射，包括输变电工程的电　磁辐射，就属于非电离辐射的范畴。　图１　电磁场的分量与距离的关系　收稿日期：２００７—０８—２１　作者简介：吴健（１９７２一），男，内蒙占临河人，硕士，从事电力环境保护方面的工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com

当　＞＞—　（远场条件）时，正比于　的项起主要　１Ｔ　５类：１）广播电视系统发射设备；２）通讯、雷达及导　航等无线电发射设备；３）工业、科学、医疗射频设　备：４）交通系统电磁辐射设备；５）高压电力系统设　备。　作用．比其它两项的数值都大，并且随距离的增加衰　减很慢。此时Ｚｗ＝Ｚｏ＝１２０，ｒｒｌｌ，这部分电磁场是真正　的“辐射场”，是所有无线电业务所使用的部分，也就　是传统意义上的电磁辐射。　１Ｔ　高压电力系统设备包括高压输电线路和变电　站。高压输电线主要指１　１０　ｋＹ及以上架空输电线路，　对于输变电工程的电磁辐射，应与一般的电磁辐射　　１０　ｋＶ及以上等级变电站。但　当　＜＜—　（近场条件）时，正比于去的项起主要　变电站包括发电厂和１作用。此时又可分为电场（或称高阻抗场，Ｚ＞＞Ｚｏ）和　工频磁感应强度（或称低阻抗场，Ｚｗ＜＜Ｚｏ）。但无论是　电场还是工频磁感应强度。在近区起主要作用的都　是“感应场”．电场和工频磁感应强度是彼此独立的，　无固定关系．不能形成有效的“辐射场”，属于环境保　护领域中扩展部分的“电磁辐射”。变电站、高压电　气设备和高压输电线运行时，周围存在着频率为５０　Ｈｚ的工频场源，其波长为６　０００　ｋｍ，如此长的波长，　以致数十公里范围的电网也可以看作是近场区。这　里，虽然场源随时问变化，但就每一瞬间而言，其空　间电磁场分布规律与静电场和恒定工频磁感应强度　中的分布规律相似，不能成为有效的辐射源。故相　对于此波长，生物体尺寸极小，电场、ｌＴ频磁感应强　度分别耦合，生物效应也不同于“辐射场”，须与高频　辐射区别考虑　２　２无线电干扰　输变电工程无线电干扰ｆＲ１）在空间的传播与电　场、磁场的传播原理类似，也分为３个区域。　（１）近区。Ｐ点距线路的垂直距离为Ｄ　，当Ｄ　＜＜　时，称为近区。在这一区域内，ＲＩ主要是静电感　二　应分量。　（２）远区。当Ｄ　＞＞—　时，称为远区。远区主要是　丌　辐射区，电场Ｅ和磁场Ｈ值与问距Ｄ。成反比；当ＲＩ电　流不变，　、　与波长成反比，即波长越短，电磁强度　越大；垂直于导线方向的辐射最强，平行于导线方向　的辐射接近于０。　（３）中间区。近区与远区之间称为中间区，在这　个区域内，ＲＩ的感应分量或电磁分量均不能忽略。　理论证明，当Ｄ　＝今时，两分量的绝对值相等。　３电磁辐射源的分类　在１９９７年国家环保总局组织进行的“全国电磁　辐射环境污染源调查”中，将现有的电磁辐射源分为　区别对待。　４输变电工程电磁辐射的分析　交流输变电工程的电磁辐射包括工频电场、工　频磁场和无线电干扰３个部分。　４　１　工频电场、工频磁场是感应场　工频电场、工频磁场是感应场．在其影响范围内　不产生电磁辐射，应与一般的电磁辐射区别对待。　高压输电线路和变电站输送的是频率为５０　Ｈｚ的　工频电流．因此产生５０　Ｈｚ的工频电场和工频磁场。根　据电磁辐射的近场及远场理论，其波长为６　０００　ｋｍ。　从这个角度来说，输变电工程所影响区域均处于电　磁辐射的近场区，其本身并不能形成有效的“辐射　场”，也就不能产生电磁辐射。　现在人们对输变电工程电磁场效应的恐慌是基　于一般电磁辐射效应的认识，混淆了电磁感应与高　频辐射的界限，是没有科学根据的。　４　２无线电干扰主要也是感应场　输变电工程无线电干扰产生的原因是导线、金　具表面发生电晕放电，在电晕过程中出现的一些有　害的电磁波干扰无线电通信，交、直流输变电工程都　存在这种问题。　（１）根据国家环保总局所做的环评标准批复，即　便是７５０　ｋＶ输变电工程，其边相导线￣ｔＦ２０　ｍ处晴天　条件下的ＲＩ值也不能超过５５　ｄＢ，根据现场实测及　资料文献，当某频段存在的广播电台时，其无线电信　号场强从５５～９０　ｄＢ不等。输变电工程无线电干扰信　号强度低于周围环境中存在广播电台、电视台信号，　因此对人体健康没有任何的危害，不能列人强辐射　范围。　（２）输电线路的ＲＩ随距离衰减明显，一般在边　相导线外１００　ｍ处可接近环境水平　（３）输变电工程产生的无线电干扰主要在０．１５～　３０　ＭＨｚ频段，波长在１０～２　０００　ｍ，涵盖了长波、中波　和短波。无线电干扰随频率衰减明显．６　ＭＨｚ以上频　专　题　论　坛　维普资讯 http://www.cqvip.com —　Ｎ工ｃ＞ｚ　１－一广ｃｚ　１－＞ｚ　第　３５　卷　专　螽羹　率的Ｒ如果工程ＲＩ．实际上幅值已经很小了。Ｉ影响范围按边相导线或变电站外　　１００　ｍ内考虑，则３　ＭＨｚ以下频率的ＲＩ，以感应场为　主．３　ＭＨｚ以上的辐射场比重才逐渐增大。但由于ＲＩ　场．而非辐射场，无线电干扰信号强度低于广播电台　信号，对人群健康不产生任何影响，且主要是感应　场．其辐射场在较高频段出现但强度很低。虽然《电　磁辐射环境保护管理办法》将高压电力系统设备列　人电磁环境污染源，但在实践中应将输变电工程与　一随频率衰减明显，３　ＭＨｚ以上的较高频段的贡献较　小，因此ＲＩ主要也是感应场，不应列人强辐射范围。　（４）总的来说，无线电干扰问题主要是一个信　噪比的问题，对人体健康没有任何危害，以感应场为　主，不应列人强辐射范围。　由于电台、电视台的信号强度相对于输变电工　程无线电干扰信号的比例不够高，影响周围居民收　音机和无线电视的接收效果。在城市附近电台、电　视台的信号强度足够高，不存在这种问题；在边远地　般意义上的电磁辐射源区别对待。　参考文献　［１］马海武，王丽黎．电磁场理论［Ｍ］．北京：北京邮电大学出版　社．２００４．　［２］邬雄，万保权，路遥．１　０００　ｋＶ级交流输电线路电磁　环境的研究　高电压技术，２００５，６（１２）：５５—５８．　［３］万保权，邬［４］陈［５］王雄，路遥，等．交流同塔双回特高压输电线　路无线电干扰研究　高电压技术，２００６，３２（１２）：５９—６１．　区，由于电台、电视台的信号强度不够，居民又多用　无线电视，此种问题比较突出。　卓，余重秀，徐大雄．无线通信系统频率干扰及其解　媛，帅震清，冯林．移动通信基站电磁辐射实例分　决方案研究　无线电技术与信息，２００６，（６）：８—１１．　析［Ｊ】．四川环境，２００６，２５（６）：６８—７０．　５　结论　输变电＿Ｔ程产生的工频电场、工频磁场是感应　（责任编辑张健）　Ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＆Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｎｄ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｓｏｕｒｃｅ　ＷＵ　Ｊｉａｎ　，ＢＡＩ　Ｘｉａｏ－ｃｈｕｎ　，ＺＨＡＮＧ　Ｈｕｉ　（１．Ｓｈａａｎｘｉ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ　７　１　００５４．Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｈａａｎｘｉ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ’ａｎ　７　１００６８Ａｂｓｔｒａｃｔ：，Ｃｈｉｎａ）　Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｒａｄｉｏ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｎ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＆ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｉｓ　ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｆｉｅｌｄ．　ｂｕｔ　ｎｏｔ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｒａｄｉｏ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｓ　ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｆｉｅｌｄ，ＳＯ　ｉｔ　ｈａｓ　ｎｏ　ｈａｒｍ　ｔｏ　ｂｏｄｙ　ｆｏｒ　ｉｔ’ｓ　ｓｉｇｎａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｉｓ　ｆａｒ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｒａｄｉｏ　ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ．ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＆ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ；ｒａｄｉｏ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｆｉｅｌｄ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ