工頻電磁場污染源

工頻電磁場(power frequency electromagnetic field)是由50~60Hz動力電系統產生的電磁場,工頻是指其工作頻率。工頻電磁場為感應場,該區域內的電場與磁場無固定關係,且分別與人體耦合,在人體中產生感應電流。主要來源包括高壓輸電線及電力設備,以及日常生活電器。

工頻電磁場概念,主要來源,物理特性,監測方法,

工頻電磁場概念

工頻電磁場(power frequency electromagnetic field)是由50~60Hz動力電系統產生的電磁場,工頻是指其工作頻率,它是由各種電壓等級的輸電線及各種用電器所產生的一種頻率為50Hz(美國、加拿大等為60Hz)的極低頻電磁場,其波長達6000km。工頻電磁場為感應場,該區域內的電場與磁場無固定關係,且分別與人體耦合,在人體中產生感應電流。

主要來源

(1)高壓輸電線及電力設備。如高壓輸電線路、高壓變電站、電氣化鐵道、大容量的工頻電力設備等。升壓變壓器、高壓傳輸線周圍有較強的電場,大功率電器及其電源線附近有較強的磁場。下表1為高壓輸電線不同電力線最大電場強度值,下表2為不同電力設施所產生的工頻電磁場強度和人體可接受的強度值。
表1 不同高壓電力線結構的最大電場強度值
高壓系統電壓/kV
中距線下電場強度/(kV/m)
123
1~2
245
2~3
420
5~6
800
10~12
1200
15~17
表2 不同電力設施所產生的工頻電磁場強度和人體可接受的強度值
對象名稱或參數
電場強度/(V/m)
磁場強度/(A/m)
500kV及750kV戶外配電裝置
103~5×104
10~100
380kV架空輸電線路
103~104
1~40
330kV架空輸電線路
103~5×103
10~100
110kV架空輸電線路
102~3×103
0.1~2.0
6~35kV架空線路
10~5×102
0.1~2
6kV母線橋
103
40~100
6kV戶內配電裝置

200
住宅、樓房
1~100
0.01~0.5
家用電器
5~500
0.1~300
人體可接受的極限
104~2×104
3×103~3×104
心臟肌肉收縮節律破壞
5×107
106
空氣間隙絕緣強度
5×105~3×106

按器官細胞受激條件得出的安全場強計算值和試驗值
2×104
4×103
按DINVDE的場強標準
7×103
320
按GOCT的場強標準
5×103

(2)日常生活電器。日常生活中,無論工作單位、家庭或學校里,凡有電線、電動機、電子電器設備的地方都有電、磁場。使用著的家用電器附近、工作著的電子設備附近、乘坐電力交通工具等都存在工頻電、磁場。常用家用電器的磁感應強度值見下表。
表 常用家庭電器的磁感應強度值 單位:µT
電器名稱
距3cm處
距30cm處
距1m處
剃鬚刀
15~150
0.08~9
0.01~0.03
吸塵器
200~800
2~20
0.13~2
攪拌器
60~700
0.6~10
0.02~0.25
微波爐
75~200
4~8
0.25~0.6
電視機
2.5~50
0.04~2
0.01~0.15
洗衣機
0.8~50
0.15~3
0.01~0.15
電熨斗
8~30
0.12~0.3
0.01~0.25
咖啡壺
1.8~25
0.08~0.15
>0.01
烤麵包片機
7~18
0.06~0.7
0.01
電冰櫃
0.5~1.7
0.01~0.25
>0.01

物理特性

工頻電磁波的波長很長(50Hz的波長為6000km),沒有方向性,幾乎可以穿透任何金屬,因此,無法將它限制在某個空間,也無法把人群禁止隔離。在導線上加上電壓後,周圍就會產生電場。在輸電線路和電器設備附近存在電磁場,而電場引起的物理效應主要為放電、電暈及空氣粒子濃度的改變。
(1)放電。是一種電能降低或損失的現象,可分為空氣放電和接觸放電。接觸放電現象取決於接觸瞬間的儲能大小。人體能感覺,但無危險的最大蓄能約為2.5mJ,對人有危險的放電蓄能為1J。
(2)電暈。電暈的產生是由於不平滑的導體(如導線上的水滴或灰塵)產生不均勻的電場,在不均勻的電場周圍曲率半徑小的電極附近當電壓升高到一定值時,因為空氣游離就會產生放電,形成電暈。電暈會引起電能的損耗,會對通信和廣播發射干擾。
(3)空氣中離子濃度的改變。空氣中離子指帶電的原子或原子團。在有內場的密閉環境內,空氣中的自然離子濃度會減少。但在空氣流通環境,如高壓線附近的空氣粒子濃度的變化並不易觀察到。

監測方法

(1)測量方法。詳見《工作場所物理因素測量第3部分工頻電場》(GBZ/T189.1—2007)。
(2)測量儀器。採用高靈敏度球形(球直徑為12cm)偶極子場強儀進行測量,場強儀測量範圍為0.003~100kV/m。其他類型場強儀的最低檢測限應低於0.05kV/m。
(3)測量對象。相同型號、相同防護的工頻設備選擇有代表性的設備及其接觸人員進行測量;不同型號或相同型號不同防護的工頻設備及其接觸人員應分別測量。

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