電氣設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響及防護(hù)措施

楊志良　鄧榮杰

摘 要：隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，自動(dòng)化程度的提高，供配電系統(tǒng)，生產(chǎn)設(shè)備所產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響、人體健康的危害值得研究，電磁輻射污染防治也必須提到正式日程。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；電磁污染；環(huán)境危害；防護(hù)

引言

隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，科學(xué)技術(shù)飛躍進(jìn)步，生產(chǎn)自動(dòng)化程度快速提高。供配電系統(tǒng)，電氣設(shè)備、電子設(shè)備也隨之高速發(fā)展，為提高生產(chǎn)力起到了巨大作用。但是伴隨而來(lái)的電氣設(shè)備、電子設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響也不容忽視?？茖W(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，它在為我們創(chuàng)造高效率、高質(zhì)量生活的同時(shí)，也毫不客氣地讓人類付出了環(huán)境的代價(jià)。

電氣設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響主要有電磁污染、無(wú)線電干擾、電壓高次諧波、電流高次諧波、空氣污染、噪聲污染、事故及檢修對(duì)環(huán)境的污染、及腐蝕污染等。其中電磁污染已成為公認(rèn)的繼大氣污染、水質(zhì)污染、噪聲污染之后的第四大污染，倍受關(guān)注。

1 電磁污染

1.1 電磁污染的定義

電磁輻射是指能量以電磁波的形式通過(guò)空間傳播的現(xiàn)象。交流電在其周圍都要形成交變的電場(chǎng)，交變的電場(chǎng)又產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)又產(chǎn)生交變的電場(chǎng)，這種交變的電場(chǎng)與交變的磁場(chǎng)相互垂直，以源為中心向周圍空間交替地產(chǎn)生并以一定的速度傳播，即為電磁波。

電磁輻射達(dá)到一定量級(jí)時(shí)就形成電磁污染。我們工作生活的自動(dòng)化程度非常高的工廠、車間，是一個(gè)變化多端的電磁環(huán)境。電磁輻射是以電磁波的形式在空間環(huán)境中傳播，它是一種運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)，沒(méi)有靜止的質(zhì)量。不像建筑物、機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)原材料那樣可以靜止的安放在某一空間，有其固定的體積和重量。電磁波是看不見(jiàn)、聽(tīng)不著、摸不到的，但是卻確實(shí)存在，可以用儀器探測(cè)到。正是電磁波具有不獨(dú)占空間，不存在空間物理外形互斥這一特殊屬性，使得我們所處生產(chǎn)空間電磁環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，可能形成明顯或嚴(yán)重的電磁輻射污染。

電磁污染包括各種天然的和人為的電磁波干擾和有害的電磁輻射。電磁輻射主要指射頻電磁輻射。電磁污染又被稱為頻譜污染或電噪聲污染。

1.2 電磁污染的來(lái)源

構(gòu)成電磁污染的電磁輻射首先產(chǎn)生于天然的電磁環(huán)境，包括來(lái)自行星、恒星和銀河系即宇宙方面的電磁輻射；來(lái)自于大氣層、電離層、地面磁場(chǎng)和地球電磁輻射，如雷電、火山噴發(fā)、地震。人為電磁輻射，有電波發(fā)射設(shè)施，通信設(shè)施，各種高頻設(shè)備，交通設(shè)備，電力設(shè)備，家用電器等等。

這里主要研究供配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備所產(chǎn)生的電磁污染及電噪聲。

1.2.1 輸配電系統(tǒng)、電氣設(shè)備放電所造成的污染源

（1）在送配電系統(tǒng)中，高壓線、大電流會(huì)引起的靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、大地泄露電流等情況，使得周圍的電荷在空氣介質(zhì)中發(fā)生移動(dòng)，都會(huì)造成電暈放電污染。電暈放電，是電極間的氣體還沒(méi)有被擊穿，電荷在高電壓的作用下發(fā)生移動(dòng)而進(jìn)行的放電，放電的現(xiàn)象是：在黑暗中可以看到電極的尖端有藍(lán)色的光暈。

（2）輝光放電，在生產(chǎn)生活中用以照明的日光燈，裝飾用的霓虹燈，和氖穩(wěn)壓管、氦氖激光管等設(shè)備在工作的過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生輝光放電。輝光放電是指低壓氣體中顯示輝光的氣體放電現(xiàn)象。輝光放電包括正常輝光和反常輝光兩個(gè)過(guò)程階段。

（3）弧光放電，在工業(yè)上用于冶煉、金屬焊接和高熔點(diǎn)金屬的切割，在醫(yī)學(xué)上用作紫外線源（汞弧燈），在地鐵和電氣鐵路工作時(shí)，及等大電流電路開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生的弧光放電。弧光放電，呈現(xiàn)弧狀白光并產(chǎn)生高溫的氣體放電現(xiàn)象。無(wú)論在稀薄氣體、金屬蒸氣或大氣中，當(dāng)電源功率較大，能提供足夠大的電流（幾安到幾十安），使氣體擊穿，發(fā)出強(qiáng)烈光輝，產(chǎn)生高溫（幾千到上萬(wàn)度），這種氣體自持放電的形式就是弧光放電。

（4）火花放電，雷電就是自然界中大規(guī)模的火花放電。工業(yè)上各種燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)，應(yīng)用電路的整流器，工業(yè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的放電管都會(huì)產(chǎn)生火花放電。當(dāng)高壓電源的功率不太大時(shí)，高電壓電極間的氣體被擊穿，出現(xiàn)閃光和爆裂聲的氣體放電現(xiàn)象。由于氣體擊穿后突然由絕緣體變?yōu)榱紝?dǎo)體，電流猛增，而電源功率不夠，因此電壓下降，放電暫時(shí)熄滅，待電壓恢復(fù)再次放電。所以火花放電具有間隙性。火花放電時(shí)，碰撞電離并不發(fā)生在電極間的整個(gè)區(qū)域內(nèi)，只是沿著狹窄曲折的發(fā)光通道進(jìn)行，并伴隨爆裂聲。

1.2.2 工頻交變電磁場(chǎng)源

工頻電磁場(chǎng)，任何一種接通電源的交流電器設(shè)備周圍，輸電線、電線周圍都會(huì)產(chǎn)生工頻電磁場(chǎng)。如車間的機(jī)床、顯示屏，電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等等。甚至是電器接通、關(guān)閉的時(shí)候，都會(huì)產(chǎn)生短暫的電磁場(chǎng)脈沖。這種電磁場(chǎng)是工作的工頻交流電產(chǎn)生的，頻率和工頻交流電相同，被稱作工頻電磁場(chǎng)。

1.2.3 射頻輻射場(chǎng)源

高頻熱處理、焊接、冶煉；半導(dǎo)體材料加工；食品工業(yè)用的高頻爐；塑料制品的熱合、木材、棉紗烘干，橡膠硫化等工業(yè)生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生電磁射頻輻射。在我們的通信和生活中射頻波波段的電磁波更是比比皆是。如：雷達(dá)導(dǎo)航、探測(cè)、通訊、微波加熱（微波爐）、電視、核物理科學(xué)研究。

射頻輻射是非電離輻射的一部分，頻率在100kHz～300GHz的電磁輻射（高頻是頻率由100kHz～300MHz的電磁波；微波是頻率由300MHz～300GHz的電磁波。）又稱無(wú)線電波。

2 電磁輻射污染的危害

2.1 電磁輻射污染的特點(diǎn)

2.1.1 危害性

電磁輻射的危害性主要表現(xiàn)在對(duì)電磁環(huán)境內(nèi)的電氣設(shè)備電子裝置產(chǎn)生干擾。對(duì)周圍人員的健康損害兩個(gè)方面。

2.1.2 潛伏性

電磁輻射污染屬于能量流污染，這一污染很難被人感知，部分電磁輻射污染的危害性仍然未被人們所認(rèn)識(shí)，因此，其危害性或者說(shuō)電磁輻射污染的特點(diǎn)存在危害的潛伏性。

2.1.3 不可預(yù)測(cè)性

關(guān)于電磁輻射與人體致病之間的致病機(jī)理還沒(méi)有科學(xué)上的定論。電磁輻射污染對(duì)人體的作用還沒(méi)有清楚的得到認(rèn)識(shí)，具有一定的不可預(yù)測(cè)性。如國(guó)際輻射保護(hù)協(xié)會(huì)：“目前流行病學(xué)研究無(wú)法證實(shí)暴露在電磁場(chǎng)與癌癥有關(guān)聯(lián)。”；世界健康組織：“暴露在極低頻電磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生生理影響。”

2.1.4 隱蔽性

在我們工作、生活中，輻射源很多，輸配電線路、電氣設(shè)備、電腦、電視機(jī)、空調(diào)、微波爐、手機(jī)等等，都會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，而電磁波是看不見(jiàn)、聽(tīng)不著、摸不到的，但是卻確實(shí)存在，可以用儀器探測(cè)到。正是電磁波具有不獨(dú)占空間，不存在空間物理外形互斥這一特殊屬性電磁輻射污染常常被人們所忽視，具有一定的隱蔽性。

2.2 電磁污染對(duì)環(huán)境的影響

電磁污染環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾，經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐證明可以使電氣設(shè)備、電子設(shè)備控制裝置及過(guò)程測(cè)量裝置性能下降、工作不正?；虬l(fā)生故障。高電平電磁感應(yīng)和輻射可以引起易燃易爆物質(zhì)、揮發(fā)性液體或氣體爆炸性介質(zhì)發(fā)生意外爆炸或燃燒。電磁輻射對(duì)生態(tài)環(huán)境也有一定的危害。

2.3 電磁污染對(duì)人體的影響

電磁污染危害人體健康，特別是電磁輻射和微波對(duì)人體危害最大。若長(zhǎng)期生活在電磁污染的環(huán)境中，由于磁場(chǎng)的改變，人會(huì)出現(xiàn)乏力、記憶力減退為主的神經(jīng)衰弱癥候群和心悸、心前區(qū)疼痛、胸悶、易激動(dòng)和月經(jīng)紊亂等癥狀。

科學(xué)家經(jīng)過(guò)15年的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜對(duì)電磁輻射相當(dāng)敏感，由此會(huì)產(chǎn)生生物化學(xué)改變，導(dǎo)致細(xì)胞的激素、蛋白質(zhì)等生產(chǎn)速度變化。不管這些細(xì)胞自身是否有危害，都對(duì)其他細(xì)胞的功能導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，出現(xiàn)功能障礙。引起眼部其他疾病等；破壞睪丸的生精能力，導(dǎo)致不孕癥；引起心血管功能改變。兒童的神經(jīng)系統(tǒng)嬌嫩，若遭受到強(qiáng)大的電磁輻射后，使大腦發(fā)育遲緩，生物鐘調(diào)節(jié)紊亂，人會(huì)出現(xiàn)乏力、記憶力減退為主的神經(jīng)衰弱癥候群。

3 電磁污染的防護(hù)措施

3.1 電磁污染的防護(hù)原理

3.1.1 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)設(shè)備輻射標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家環(huán)境保護(hù)局1988-03-11批準(zhǔn)，1988-06-01實(shí)施了《國(guó)家電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》。

3.1.2 必須從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、屏蔽及吸收等角度入手，采取治本與治標(biāo)相結(jié)合的方案，減少污染源，防止電磁輻射污染與危害

3.1.3 加強(qiáng)電氣系統(tǒng)及裝置的抗干擾設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)或裝置既不因外界電磁干擾、誤動(dòng)作或喪失功能，也不向外界發(fā)送過(guò)大的電磁、電噪聲干擾。其設(shè)計(jì)原則為：（1）抑制噪聲源，直接消除干擾產(chǎn)生原因；（2）切斷電磁干擾的傳遞途徑，提高途徑對(duì)電磁干擾的衰減作用；（3）加強(qiáng)設(shè)備抗干擾能力，降低噪聲敏感度。

3.1.4 工業(yè)布局應(yīng)當(dāng)合理，使電磁污染源遠(yuǎn)離居民稠密區(qū)和對(duì)電磁污染敏感的重要設(shè)備區(qū)。

3.2 電磁污染的防護(hù)措施

對(duì)已進(jìn)入環(huán)境中的電磁污染采取技術(shù)防范措施，避免對(duì)生產(chǎn)和日常生活產(chǎn)生干擾。

3.2.1 工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的電磁輻射設(shè)備，出廠時(shí)必須具有滿足“無(wú)線電干擾限值”的證明書。運(yùn)行時(shí)應(yīng)定期檢查這些設(shè)備的漏能水平，不得在高漏能水平下使用，從根本上治理電磁污染源。如在變電所中，當(dāng)電壓大于35kV時(shí)一般不采用矩形母線，而采用圓形或管形母線；在線路施工中，應(yīng)避免造成導(dǎo)線的損傷，出現(xiàn)毛刺等。

3.2.2 合理布局，使污染源遠(yuǎn)離居民稠密區(qū)，設(shè)置安全帶、植樹(shù)造林、用能吸收電磁輻射的材料進(jìn)行屏蔽防護(hù)，提高途徑對(duì)電磁干擾的衰減作用。

3.2.3 加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，如穿具有屏蔽功能的工作服、戴具屏蔽功能的工作帽和眼鏡等一切必要的安全生產(chǎn)防護(hù)措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

電氣設(shè)備、電子設(shè)備已經(jīng)不可取代的廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。它給人們創(chuàng)造物質(zhì)文明的同時(shí)也帶來(lái)了電磁輻射污染，我們應(yīng)該提高對(duì)電磁輻射危害性的認(rèn)識(shí)，樹(shù)立防范意識(shí)，采取積極的、有針對(duì)性的、可行的防護(hù)措施。

參考文獻(xiàn)

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