某高速鐵路站車工頻電場(chǎng)調(diào)查分析

江華洲，邱永祥，王啟，陳旭輝，張新宇

(1．中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081;2．哈爾濱鐵路疾病預(yù)防控制中心，黑龍江 哈爾濱 150001;3．中國鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所，北京 100081)

隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國鐵路動(dòng)車組已經(jīng)大量投入運(yùn)用。目前，動(dòng)車的動(dòng)力是由25 kV 50 Hz交流(AC)動(dòng)力電提供，車廂頂部的接觸網(wǎng)動(dòng)力電以及安裝在車廂底部的牽引變壓器、變流器、電機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)對(duì)高速鐵路站車工作場(chǎng)所環(huán)境的影響應(yīng)當(dāng)值得考慮。因此工頻電磁場(chǎng)對(duì)人體健康的潛在影響也越來越為大家所關(guān)注。為了解高鐵列車車廂及站臺(tái)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度狀況，開展了本次調(diào)查研究。

1 材料和方法

1．1 調(diào)查對(duì)象

選擇某鐵路局客運(yùn)段值乘的CRH380B動(dòng)車組作為研究對(duì)象，對(duì)7套車底共33節(jié)車廂進(jìn)行測(cè)量。選擇司乘人員正常工作的區(qū)域，包括車廂過道、車廂窗口、車廂連接處、機(jī)械監(jiān)控室、餐車吧臺(tái)、司機(jī)室進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量高度選擇頭部(1．5～1．7 m)和胸部(1．1 ～1．3 m)位置。同時(shí)選擇該動(dòng)車組運(yùn)行線路主要站臺(tái)進(jìn)行測(cè)量，在有、無車輛?？空九_(tái)時(shí)，在距站臺(tái)地面1．5～1．7 m和1．1～1．3 m高度測(cè)量站臺(tái)安全白線，站臺(tái)安全白線外1～3 m處工頻電場(chǎng)強(qiáng)度。

1．2 儀器

美國Holaday HI—3604工頻場(chǎng)強(qiáng)儀。

1．3 測(cè)試及評(píng)價(jià)依據(jù)

檢測(cè)方法按照GBZ/T 189．3—2007《工作場(chǎng)所物理因素測(cè)量第3部分:工頻電場(chǎng)》進(jìn)行，評(píng)價(jià)依據(jù)為GBZ 2．2—2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值第2部分:物理因素》。監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)錄入Epidata 3．0，采用SPSS10．0計(jì)算各監(jiān)測(cè)指標(biāo)測(cè)量均值及相關(guān)統(tǒng)計(jì)量，進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)后均不符合正態(tài)分布，故采用非參數(shù)檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為0．05。

2 結(jié)果

2．1 CRH380B型動(dòng)車組車廂工頻電場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

車廂內(nèi)部典型位置工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 車廂內(nèi)部典型位置工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果E/(kV·m－1)

監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示:CRH380B型動(dòng)車組車各節(jié)車廂工頻電場(chǎng)強(qiáng)度分布不相同，司機(jī)室內(nèi)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度最高，車廂窗口處電場(chǎng)強(qiáng)度次之，車廂連接處過道的電場(chǎng)強(qiáng)度最低(P＜0．05)。其中，車廂連接處和車廂內(nèi)窗口處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度均高于車廂過道，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05);監(jiān)控室和司機(jī)室內(nèi)座椅處工頻電場(chǎng)強(qiáng)度高于窗口處，差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，在垂直方向上，車廂內(nèi)窗口處、監(jiān)控室座椅處的頭部位置和胸部位置的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0．005，P=0．043)，其余監(jiān)測(cè)位置的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2．2 站臺(tái)工頻電磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

距離地面兩種高度處的站臺(tái)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果分別見表2～3。

表2 站臺(tái)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果(距離地面高度1．1～1．3 m) E/(kV·m－1)

表3 站臺(tái)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果(距離地面高度1．5～1．7m) E/(kV·m－1)

站臺(tái)無車輛停靠時(shí)，在橫向水平方向上，站臺(tái)白線處電場(chǎng)強(qiáng)度最高，并隨站臺(tái)白線距離的增加而衰減，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05);在垂直方向上，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位1．5～1．7 m 處較距地面1．1～1．3 m處工頻電場(chǎng)強(qiáng)度高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0．05)。

站臺(tái)有車輛?？繒r(shí)，在水平方向上，站臺(tái)中部安全白線處和白線外1 m處的電場(chǎng)強(qiáng)度較高，呈現(xiàn)隨站臺(tái)白線距離的增加而衰減，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05);在垂直方向上，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位 1．5 ～1．7 m 處的電場(chǎng)強(qiáng)度高于 1．1 ～1．3 m處，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0．05)。站臺(tái)兩端電場(chǎng)強(qiáng)度變化與站臺(tái)中部相似，站臺(tái)白線處電場(chǎng)強(qiáng)度最高，白線外3 m處的電場(chǎng)強(qiáng)度最低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05);在垂直方向上，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位1．5～1．7 m處的電場(chǎng)強(qiáng)度高于1．1 ～1．3 m 處，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0．05)。安全白線處，有無動(dòng)車?？繒r(shí)站臺(tái)的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度分布不相同，無動(dòng)車?？繒r(shí)，在距離地面高度 1．5 ～1．7 m 處和1．1 ～1．3 m 處的站臺(tái)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度高于有動(dòng)車?？繒r(shí)的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05)。

3 討論

在CRH380B型動(dòng)車組各節(jié)車廂中，司機(jī)室工頻電場(chǎng)強(qiáng)度較高，其余車廂乘務(wù)人員經(jīng)常工作和操作位置的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度較低，原因可能是由于動(dòng)車司機(jī)室頂部及左右側(cè)為全透明玻璃結(jié)構(gòu)，從而對(duì)車輛頂部受電弓網(wǎng)產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)屏蔽作用較弱有關(guān)［1］。各車廂過道位置的工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度低于窗口處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度也與玻璃結(jié)構(gòu)的屏蔽效果較差有關(guān)。車廂內(nèi)各典型位置監(jiān)測(cè)的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度均遠(yuǎn)低于工作場(chǎng)所職業(yè)接觸限值5 kV/m。

站臺(tái)上工頻電場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)查結(jié)果表明:在站臺(tái)的橫向水平方向上，當(dāng)有動(dòng)車?？繒r(shí)，由于動(dòng)車車體表面折射影響，靠近動(dòng)車車體處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度要比沒有動(dòng)車?？繒r(shí)低。值得注意的是，在動(dòng)車兩端，即車頭或車尾的位置，因車頭的流線型造型導(dǎo)致車體對(duì)電場(chǎng)屏蔽作用減弱，站臺(tái)兩端的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度大于站臺(tái)中部的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度;但均低于沒有動(dòng)車?？繒r(shí)站臺(tái)的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度。在站臺(tái)的垂直方向上，有無動(dòng)車?？繒r(shí)以及在動(dòng)車不同位置的站臺(tái)上都表現(xiàn)出距離動(dòng)力電纜越遠(yuǎn)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度越小的特點(diǎn)，即在頭部位置(1．5～1．7 m)處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度要高于胸部位置(1．1～1．3 m)處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度。由此可見，工頻電場(chǎng)隨測(cè)點(diǎn)距離中心導(dǎo)線對(duì)地投影點(diǎn)距離的增加而逐漸減小，說明輸電線路導(dǎo)線高度與站臺(tái)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度密切相關(guān)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，輸電線路的不同導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、布置形式會(huì)對(duì)工頻電場(chǎng)磁場(chǎng)產(chǎn)生影響［2］，但導(dǎo)線對(duì)地高度對(duì)地面場(chǎng)強(qiáng)的影響更為密切。本次監(jiān)測(cè)結(jié)果也顯示，在站臺(tái)白線處，由于距離輸電電線距離最近，在距離地面1．5～1．7 m處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度較高，但是安全白線及白線以外的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度在有無動(dòng)車?？繒r(shí)都遠(yuǎn)低于工作場(chǎng)所職業(yè)接觸限值。

綜上所述，CRH380B型列車對(duì)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度的屏蔽效果較好，車廂內(nèi)司乘人員經(jīng)?；顒?dòng)及操作位置的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)值較低，但站臺(tái)上工頻電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)車廂內(nèi)部較高。建議采取相應(yīng)的防護(hù)措施:工作時(shí)間內(nèi)盡可能減少在站臺(tái)安全白線以內(nèi)的停留時(shí)間;要定期監(jiān)測(cè)輸電線路的電磁輻射情況，如有超標(biāo)應(yīng)采取有效措施進(jìn)行技術(shù)更新;進(jìn)一步開展高速鐵路司乘人員職業(yè)健康監(jiān)護(hù)體系的建設(shè)，定期開展培訓(xùn)，及時(shí)了解司乘人員職業(yè)健康狀況，為高速動(dòng)車組安全運(yùn)營(yíng)提供衛(wèi)生技術(shù)保障。

［1］ 魯祥．高速動(dòng)車組鋁合金車體加工工藝［J］．機(jī)車車輛工藝，2011，2(1):17-19．

［2］ 李剛，童曉，李君毅．特高壓輸電線路工頻電磁場(chǎng)的影響因素分析［J］．浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，27(1):60-64．