工频电场【工频高压电场与健康防护】
时间：2019-01-20 04:25:43 来源：达达文档网 本文已影响 人 
众所周知,电磁辐射对人体健康会造成伤害,诸如:手机、微波炉、发射塔等都有都有电磁辐射。高压输电线路所产生的工频高压电场是否同样会对人体产生不良影响，是否也属于环境污染呢？这样的问题在近几年越来越被人们所重视,在北京百旺家苑小区居民申请的关于220kV架空高压线环保听证会以及广州居民要求地铁三号线五山主变电站做环评报告等等事件可以看出，工频高压电场所造成的无线电干扰、静电感应、可听噪声等环境问题成为社会所关注的热点，也成为制约高压电力建设的一个重要因素。
1、工频高压电场的产生与特性
电磁辐射一般指频率100KHZ以上高频率的电磁波。我国输电线路的频率为50赫兹(通称为工频)，虽然和通信、微波等相比频率较低，但对于高压输电线路，在传输高压大电流的过程中, 通过电场、磁场和电晕等3种形式同样会产生一定的电磁效应。
A、当输电线路在运行时，输电导线上的电压会在周围空间产生电场，其强度比自然界和日常环境的大得多；500KV输电线的工频电场辐射在距地面1.5m处可以达到9.7kV/m之高。工频磁场对计算机显示器偏转系统可能产生较严重的干扰，这种干扰可使显示器的显示画面发生抖动、边缘出现色斑。
B、当输电线路的导线中有电流通过时，就会在周围产生磁场。500 kV输电线路下的最大地面磁场强度为0.035mT，而日常生活中，彩色电视机或电炊具附近的磁场强度约为0.5～1.0mT前者比后者小1～2个数量级。所以，输电线路所产生的磁场是比较弱的；
C、当输电线路导线表面的电场强度超过空气击穿强度时，在导线表面就会产生电晕放电现象。电晕放电可能产生低频段的高频电磁波；另外，绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花；连接松动或接触不良产生的间隙火花放电也可产生同样的影响。其重要的效应是产生无线电杂音。尤其对中、短波广播的接收和专业无线电台站的工作造成影响。
2、工频高压电场对环境的影响
A、对人体的生态影响
从影响时间上分为短期影响与长期影响。短期影响表现为2种形式：毛发颤动和电击。在超高压输电线路下，由于人体的外形尺寸有限，产生的感应电压较低，接地时的电击通常是十分微弱的，小于人的感觉水平。但是，在距500kV输电线路中心35m的范围内，人若接触对地绝缘的小汽车就会产生有刺痛感的电击，接触大型车辆或其他大型绝缘体则会达到引起惊跳的电击水平。如果在发生暂态电击后，人体与感应带电导体继续牢固接触，就会由于在人体中持续流过短路电流而造成电击，即稳态电击。根据实测资料，500kV输电线路下的大型卡车的短路电流为2.2mA，小于可能导致人体伤害和危险的摆脱电流（6～9 mA）。工频高压电场对人体的长期生态影响，目前的研究结论尚不统一。
从防护人群上分为职业防护与公众防护。电磁辐射是一种能量的传递，对人的影响有一个量的前提，当电场强度高到一定程度是肯定会对人体健康的产生不良影响的，而这个量的把握与危害的种类则可以通过对职业防护与公众防护两方面研究来确定。
职业防护的研究是指对从事专业工作人员的生物机能检测与跟踪，从而确认对健康的影响程度类型以及防护的方法。前苏联Asanova报告指出:经常暴露在400KV、500KV以下的变电站工作人员，有神经系统症状，食欲不振、性机能减退、脉搏加快、血压偏高等，并有血象的轻微变化。国内研究人员自1978年以来便开始对强电场职业接触者进行了系统调查，并在作业场所对作业者或在实验室进行动物实验，也取得了很有价值的结果。
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、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。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（即人体承受力），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，危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也可能会诱发意外的病变。
工频高压电场导致人体某些特征改变从生理、病理和临床来看，可能在中枢神经系统、心血管系统、血液系统、内分泌系统、生殖和遗传方面产生表现。有研究表明，人脑实质是一个低频振荡器，脑场极易受频率为数十赫的工频电场的干扰，产生“谐振”。因此，人脑对环境电磁场非常敏感。心脏的传导和收缩是膜电位的除极和复极过程，这种离子位移所产生的生物电，在外界强电磁场可能会对其产生干扰。
B、对通信线路的干扰影响
输电线路对通信线路的影响包括静电感应和电磁感应。由于静电耦合作用，输电线路的电场会在邻近的通信线路上产生感应电压，即静电感应。同样，输电线路的磁场也会在邻近的通信线路上产生感应电压。因为通信线路音频通道的工作频率一般为300～3 400 Hz，而输电线路中的许多谐波正好落在这个频率范围内，所以一般规定系统中的谐波等效干扰电压值应低于系统额定电压值的1％才能符合要求。实测和计算结果表明：在距输电线路50m以内，电场的影响较大，是干扰通信的主要因素；而在距离100m以外，影响可以忽略不计。
C、对无线电、电视的干扰影响
输电线路产生的工频交变电磁场随距离而衰减是很快的，其波长与电视、微波相比要大得多。我国的中波调幅广播频率范围为0.5～1.6MHz，电视广播频率范围为48.5～92 MHz，而输电线路产生的无线电杂音频率范围为0.1～100 MHz，所以其主要影响的是中波无线电广播和电视的2～6频道。实测结果表明：在距离输电线路200m的地方，其干扰场强就可忽略不计了。
3、检测标准与危害性
我国已经颁布的《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）、《环境电磁波卫生标准》（GB9175－88）等标准，主要是针对广播电视、微波通信、雷达探测以及各类无线发射台站产生的电磁辐射制定的，适用范围为100 kHz～300 GHz。对于工频为50 Hz的电磁辐射的安全标准，国家环保局HJ／T24－1998《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》推荐以4 kV/m作为居民区工频电场评价标准，以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作为磁感应强度的评价标准。这一行业推荐标准被电力专家作为解决电磁辐射污染的适用标准。
在对一般环境的电磁辐射分析中，应主要选用《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)，根据辐射源的主要辐射频率，一般把居民居住的环境按一级安全区做为标准。考虑到对在电磁辐射环境内工作人员的保护，在职业安全卫生领域，采用《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)的相应限值。
以下针对500kV工频高压电场的分布及实测的分析结果：500kV送电导线周围的工频电场强度在100kV/m以下，并随着与导线的距离增大显著衰减，约5m处的场强约为10kV/m，12m处的场强约为4kV/m。 工频电场分布在空间的等值线呈“马鞍形”，对近地面的影响程度与铁塔的高度及架线形式有关。在地面同一高度平面内，布线在一定距离内随距离逐渐增大，在达到最大值点后，又随距离而减小。离地1m高处最大场强出现在边导线外侧约2m处。由计算得知影响范围最大的高度与边导线的高度相当，在13m高处超标影响距离为边导线外约8～9m处，较1m高处远约2m。在考虑输电线的电磁影响时应考虑电磁场的空间分布。另外，实测中感觉到在导线下方及其附近区域有明显的麻电感，在接触金属时有电击痛感，说明在几kV/m的电场下有感应电击产生。如人体接触到异位的金属杆、车辆等尺度较大的金属物体时，感应电击将更加强烈，很可能发生不安全事故，因此在送电导线下有露天作业（如农民）、邻近有住宅时，应采取等电位的防护措施。有此得出结论：对于500kV导线的工频电场,它对人体影响最大处位于与边导线相当的高度；超标（>4kV/m）范围约为导线外侧12m。在承受有感辐射后，认定4kV/m是有条件的安全限值。
值得注意的是，在2001年，世界卫生组织电磁辐射项目接受了国际癌症研究所有关极低频即高压线、变电站电磁场与癌症关系研究的评价结论，把极低频电磁场作为可疑致癌源，与咖啡、苯乙烯、电焊烟雾、汽车尾气等归属为一类致癌物。这个结论是依据其对儿童白血病影响的流行病学调查作出的，其可能引起儿童白血病的磁场强度非常低，远远低于欧美的有关标准限值，也远低于目前我国有关规定的限值。因此，即使不超标也不能说它就绝对没有健康危害。标准是在科学与管理之间制定出来、为管理服务的一种量化值，是用来规范管理的一种技术法规，绝对的安全并不存在。随着经济的发展，新的科研成果的出现，人们对健康要求的提高，标准的限值也会做出相应的调整。
4、防护措施与手段
生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔附近的人员，经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员，生活在现代电器自动化环境中的工作人员，佩带心脏起搏器的患者，生活在上述环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等人员，要特别注意电磁辐射污染的环境指数，并采取相应的措施。
1、在线路选址与线路结构上充分考虑对环境的影响。在线路设计中采取提高导线对地高度、双回路导线逆相布置以及高、低压导线分层架设等措施，都会获得降低地面场强的效果。高压线路电缆铺设也是一种选择。
2、对工作人员采取局部屏蔽和限制工作时间等保护措施。对敏感人群应尽量远离污染源，并做好适当的屏蔽措施，如屏蔽服等。
3、饮食调整。平时多吃一些水果蔬菜，尤其是富含维生素B的食物，有利于调节人体电磁场紊乱状态，增加机体抵抗电磁辐射污染的能力。
4、对于那些与高压送电线路较近的建筑物，可通过安装不锈钢防盗网、采用金属纤维等构成的网状装饰来做屏蔽物，以达到一定的防护效果。
