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1、第三篇 电磁污染与防治,第五章 电磁波基础及电磁辐射的测量,概 述,随着21世纪的到来，人类已进入信息时代，广播电视、无线电通信的快速发展，大量电视发射塔，广播发射站，雷达站，卫星通信地球站，微波中继站，移动通信基地站等产生电磁场的设备也越来越多。这些设备对人类的生活和发展起到了重要的作用，但也造成环境中电磁能量密度增大，频谱增宽，无线电噪声水平增高。,高强度，长时间的电磁场照射，对公众的身体健康有不良的影响；同时对家用电器、医疗设施等造成干扰。高强度的电磁场是一个重要的环境污染要素，而电磁波是能量流污染，看不到，听不到，嗅不着，摸不着，但却充满了环境空间。,电磁环境术语,1、电磁环境指存在给
2、定场所的所有电磁现象的总和。一般有三种典型存在形式：工频电场、工频磁场：目前我国电力供电频率为50Hz，在导线或设备周边产生工频电磁环境，以电磁感应为主。低频电磁场：一般指10K100KHz频率特征的电磁场，是一个较复杂的电磁环境，感应、传导、辐射几种形式共存。高频电磁场：国标电磁辐射防护规定（GB8702-88）中频率范围是指100KHz以上的电磁环境，远场主要为辐射场。,2、电磁辐射 能量以电磁波的形式由源发射到空间的现象。或称时变电磁场以波的形式向远处传播不再返回的过程称电磁辐射。,3、电磁污染 是指天然的和人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射,4、电磁波 交替变化与交替产生的电场和磁
3、场，由近而远的传播。即波动的电磁场。它是物质存在的一种特殊形式，它是由交变的电场和交变的磁场所组成。 表征电磁波属性的是电场强度和磁场强度。交变的电场产生交变的磁场，交变的磁场产生交变的电场，二者互为前提、互为结果，相互依存。在空间上二者相互垂直、同相位变化。,电磁波如图所示,二、电磁污染,概念:电磁污染是指天然的人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射。电磁波向空中发射或汇汛的现象，叫电磁辐射。 过量的电磁辐射就造成了电磁污染。,1 电磁辐射污染的来源,1.天然电磁辐射污染源天然的电磁辐射来自于地球的热辐射、太阳热辐射、宇宙射线、雷电等，是自然界某些自然现象引起的，所以又称为宇宙辐射。,1 电
4、磁辐射污染的来源,2.人为电磁辐射污染源人为电磁辐射是电子仪器和电气设备产生的，主要来自于广播、电视、雷达、通信基站及电磁能在工业、科学、医疗和生活中的应用设备。,主要包括有：脉冲放电。例如切断大电流电路时产生的火花放电，其瞬变电流很大，会产生很强的电磁。它在本质上与雷电相同，只是影响区域较小。 工频交变电磁场。例如在大功率电机、变压器以及输电线等附近的电磁场，它并不以电磁波的形式向外辐射，但在近场区会产生严重电磁干扰。射频电磁辐射。例如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的辐射，频率范围宽，影响区域也较大，能危害近场区的工作人员。射频电磁辐射已经成为电磁污染环境的主要因素,人为电磁辐射污
5、染源：,广播、电视发电设备：调幅广播调频广播电视广播 特点是：发射的电磁辐射功率很大，一个发射 塔的发射功率可以达到几十千瓦到几百千 瓦，是城市里的主要电磁辐射源。,2 通信雷达设备： 高频的移动通信、 天线传真、 遥控遥测、 导航 各种雷达设备。 特点：功率小、方向性强、影响不大,3 射频设备医疗中的：高频理疗机 微波理疗机 超声波电气设备：电动机、电器开关的火花放电和弧 光放电计算机、电子仪器的电磁设备特点：应用领域广，功率大。,4 机动车辆的电火系统 机动车辆点火时产生的辐射干扰频带很宽，从几百千赫到1G赫以上。 允许限值如表所示。,5 高压输电系统高压工频电场：高压输电线路，场强可以达
6、到几千伏每米。射频电磁辐射：（几十千赫到几十兆赫）A:高压输电线路由于电场的作用引起空气电离而发生的放电现象。B:间歇火花放电：高压输电线路上（接触不良、线路受辐射）弧光放电、火花放电。,6电力牵引系统电力机车、电车的供电线与导电的弓架之间经常会产生火花放电和弧光放电。频率一般低于30MHz。,7 家用电器微波炉电磁灶日光灯家用的电动工具特点：影响范围较小,2 测量方法,环境电磁场可以分为来两类：一般电磁场：特殊电磁场： 1.一般电磁环境的测量一般电磁环境的测量可以采用方格法布点。2.典型辐射源的测量典型辐射源的测量一般采用“米”形布点法。,2.1 布点方法,一般电磁环境的测量通常采用的布点方
7、法：方格法 以交通干线为参考基准线 所有遥测来难过的区域划分为1km*1km的 方格 测量点：每个方格的中心点,注意问题：A: 测试点尽量选择在比较开阔、平坦B：避开高压线等导电的物体C：避开建筑物和树木D：不要距离大功率的辐射源太近,对于方格数多、测试点多的情况的简化处理：人口密度加权、辐射功率加权：1 划分方格2 统计每个方格里的人口密度 统计每个方格里的辐射源的数量 统计3 计算每个方格的人口密度加权系数m4 计算每个方格的辐射功率加权系数n5 小区的加权系数6 选择监测点,典型辐射源的测量米字形布点法方向：测点：,注意的问题：A: 测试点尽量选择在比较开阔、平坦B：避开高压线等导电的物
8、体C：避开建筑物和树木D：避免机动车辆的放电辐射干扰,2 测量方法,1气候条件应符合行业标准和仪器标准中规定的使 用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。 环境温度一般为-10+40，相对湿度小于80%。 室外测量应在无雨、无雪、无浓雾、风力不大于三级的情况下进行。 为保证测量数据的可比性，测量中测量人员的操作姿势和与仪器的距离（一般不应小于0.5m）应保持相对不变，无关人员远离天线，馈线和测量仪器3m以外。,2.2 环境条件,2、测量高度 取离地面1.72m高度。也可根据不同目的，选择测量高度。,2 测量方法,环境电磁场的测量包括各种频率电磁辐射的电场强度、磁场强度、辐射功率密度的测量和
9、辐射频谱分析等。,2.3 测量内容,2 测量方法,一般电磁环境的测量需要全天24h连续监测，考虑到由于各种原因，辐射场可能出现随机波动，每次测量应连续进行3-5d，对每天的辐射高峰期，还应进行更详细的测量。,2.4 测量时间,常用的单位换算 电场强度的单位：V/m 磁场强度的单位：A/m 辐射功率密度单位：W/m2（mW/m2）,第六章 电磁辐射防护和环境电磁场的预测,1 电磁辐射的污染和危害,1.电磁辐射对人体的影响电磁辐射的“三性”：热效应、非热效应、三致作用。,1 电磁辐射的污染和危害,2.电磁干扰和电磁兼容电磁干扰、电磁辐射可直接影响到各个领域中电子设备、仪器仪表的正常运行，造成对工作设备的电磁干扰。电磁兼容是相对于电磁干扰而言，指设备或系统在包围它的电磁环境中能不因干扰而降低其工作性能，也不足以恶化环境和影响其他设备或系统的正常工作。,1 电磁辐射的污染和危害,3.移动电话电磁波危害移动电话是高频无线通信，其发射频率多在800Hz以上，对飞机、汽车等上的仪器有影响。移动电话电磁辐射基本上只对使用者产生电磁辐射危害，属近场电磁辐射污染。,2 电磁辐射防护措施,1.广播、电视发射台的电磁辐射防护2.高频设备的电磁辐射防护3.微波设备的电磁辐射防护,
