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1、第三篇电磁污染与防治第1页，本讲稿共35页概概 述述oo随着随着2121世纪的到来，人类已进入信息时代，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，无成环境中电磁能量密度增大，频谱增宽，无线电噪声
2、水平增高。线电噪声水平增高。第2页，本讲稿共35页oo高强度，长时间的电磁场照射，对公众的身高强度，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，但染，看不到，听不到，嗅不着，摸不着，但却充满了环境空间。却充满了环境空间。第3页，本讲稿共35页电磁环境术语电磁环境术语oo1 1 1 1、电磁环境、电磁环境、电磁环境、电磁环境指存在给定场所的所有电磁现
3、象的总和。一般有三种典型指存在给定场所的所有电磁现象的总和。一般有三种典型指存在给定场所的所有电磁现象的总和。一般有三种典型指存在给定场所的所有电磁现象的总和。一般有三种典型存在形式：存在形式：存在形式：存在形式：工频电场、工频磁场：目前我国电力供电频率为工频电场、工频磁场：目前我国电力供电频率为工频电场、工频磁场：目前我国电力供电频率为工频电场、工频磁场：目前我国电力供电频率为50Hz50Hz50Hz50Hz，在，在，在，在导线或设备周边产生工频电磁环境，以电磁感应为主。导线或设备周边产生工频电磁环境，以电磁感应为主。导线或设备周边产生工频电磁环境，以电磁感应为主。导线或设备周边产生工频电磁
4、环境，以电磁感应为主。低频电磁场：一般指低频电磁场：一般指低频电磁场：一般指低频电磁场：一般指10K10K10K10K100KHz100KHz100KHz100KHz频率特征的电磁场，是一频率特征的电磁场，是一频率特征的电磁场，是一频率特征的电磁场，是一个较复杂的电磁环境，感应、传导、辐射几种形式共存。个较复杂的电磁环境，感应、传导、辐射几种形式共存。个较复杂的电磁环境，感应、传导、辐射几种形式共存。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（高频电磁场：国标电磁辐射防护规定（高频电磁场：国标电磁辐射防护规定（高频电磁场：国标电磁辐射防护规定（GB870
5、2-88GB8702-88GB8702-88GB8702-88）中频）中频）中频）中频率范围是指率范围是指率范围是指率范围是指100KHz100KHz100KHz100KHz以上的电磁环境，远场主要为辐射场。以上的电磁环境，远场主要为辐射场。以上的电磁环境，远场主要为辐射场。以上的电磁环境，远场主要为辐射场。第4页，本讲稿共35页oo2 2、电磁辐射、电磁辐射 能量以电磁波的形式由源发射到空间的现象。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。返回的过程称电磁辐射。第5页，本讲稿共35页oo3 3、电
6、磁污染、电磁污染 是指天然的和人为的各种电磁波的干扰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及有害的电磁辐射第6页，本讲稿共35页oo4 4 4 4、电磁波、电磁波、电磁波、电磁波 交替变化与交替产生的电场和磁场，由近而远的交替变化与交替产生的电场和磁场，由近而远的交替变化与交替产生的电场和磁场，由近而远的交替变化与交替产生的电场和磁场，由近而远的传播传播传播传播。即波动的电磁场。它是物质存在的一种特殊形式，它。即波动的电磁场。它是物质存在的一种特殊形式，它。即波动的电磁场。它是物质存在的一种特殊形式，它。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
7、。是由交变的电场和交变的磁场所组成。是由交变的电场和交变的磁场所组成。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。交变的电场表征电磁波属性的是电场强度和磁场强度。交变的电场表征电磁波属性的是电场强度和磁场强度。交变的电场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，二者互为前产生交变的磁场，交变的磁场产生交变的电场，二者互为前产生交变的磁场，交变的磁场产生交变的电场，二者互为前产生交变的磁场，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、同相位提、互为结果，相互依存。在空间上二者相互垂直
8、、同相位提、互为结果，相互依存。在空间上二者相互垂直、同相位提、互为结果，相互依存。在空间上二者相互垂直、同相位变化。变化。变化。变化。第7页，本讲稿共35页电磁波如图所示电磁波如图所示第8页，本讲稿共35页二、二、电磁污染电磁污染oo概念概念:电磁污染是指天然的人为的各种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。电磁波的干扰及有害的电磁辐射。oo电磁波向空中发射或汇汛的现象，叫电电磁波向空中发射或汇汛的现象，叫电磁辐射。磁辐射。过量的电磁辐射就造成了电磁污染。过量的电磁辐射就造成了电磁污染。第9页，本讲稿共35页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
9、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自然现象引起的，所以又称为宇宙辐射。第10页，本讲稿共35页1 电磁辐射污染的来源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。第11页，本讲稿共35页o主要包括主要包括有：脉冲放电脉冲放电。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
10、产生严重电磁干扰严重电磁干扰。射频电磁射频电磁辐射。例如无线电广播、电视、微波通信无线电广播、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。射频电磁辐射电磁辐射已经成为电磁污染环境的主要因素第12页，本讲稿共35页人为电磁辐射污染源：人为电磁辐射污染源：o广播、电视发电设备：广播、电视发电设备：调幅广播调幅广播调频广播调频广播电视广播电视广播 特点是：发射的电磁辐射功率很大，一个发射特点是：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。瓦，是城市里的主要电磁辐射
11、源。第13页，本讲稿共35页o2 2 通信雷达设备：通信雷达设备：高频的移动通信、高频的移动通信、天线传真、天线传真、遥控遥测、遥控遥测、导航导航 各种雷达设备。各种雷达设备。特点：功率小、方向性强、影响不大特点：功率小、方向性强、影响不大 第14页，本讲稿共35页o3 3 射频设备射频设备医疗中的：高频理疗机医疗中的：高频理疗机 微波理疗机微波理疗机 超声波超声波电气设备：电动机、电器开关的火花放电和弧电气设备：电动机、电器开关的火花放电和弧 光放电光放电计算机、电子仪器的电磁设备计算机、电子仪器的电磁设备特点：应用领域广，功率大。特点：应用领域广，功率大。第15页，本讲稿共35页o4 4
12、机动车辆的电火系统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，机动车辆点火时产生的辐射干扰频带很宽，从几百千赫到从几百千赫到1G1G赫以上。赫以上。允许限值如表所示。允许限值如表所示。第16页，本讲稿共35页o5 5 高压输电系统高压输电系统o高压工频电场：高压输电线路，场强可以达高压工频电场：高压输电线路，场强可以达到几千伏每米。到几千伏每米。o射频电磁辐射：（几十千赫到几十兆赫）射频电磁辐射：（几十千赫到几十兆赫）A:A:高压输电线路由于电场的作用引起空气电离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。而发生的放电现象。B:B:间歇火花放电：高压输电线路上（接触不
13、良、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。线路受辐射）弧光放电、火花放电。第17页，本讲稿共35页o6 6电力牵引系统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。常会产生火花放电和弧光放电。频率一般低于频率一般低于30MHz30MHz。第18页，本讲稿共35页o7 7 家用电器家用电器微波炉微波炉电磁灶电磁灶日光灯日光灯家用的电动工具家用的电动工具特点：影响范围较小特点：影响范围较小第19页，本讲稿共35页2 测量方法环境电磁场可以分为来两类：环境电磁场可以分为来两类：一般电磁场：一般
14、电磁场：特殊电磁场：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 布点方法第20页，本讲稿共35页o一般电磁环境的测量一般电磁环境的测量通常采用的布点方法：方格法通常采用的布点方法：方格法 以交通干线为参考基准线以交通干线为参考基准线 所有遥测来难过的区域划分为所有遥测来难过的区域划分为1km*1km1km*1km的的 方格方格 测量点：每个方格的中心点测量点：每个方格的中心点第21页，本讲稿共35页o注意问题：注意问题：A:A:测试点尽量选择在比较开阔、平坦测试点尽量选择在比较开阔、平坦B B：避开
15、高压线等导电的物体：避开高压线等导电的物体C C：避开建筑物和树木：避开建筑物和树木D D：不要距离大功率的辐射源太近：不要距离大功率的辐射源太近第22页，本讲稿共35页o对于方格数多、测试点多的情况的简化处理：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：人口密度加权、辐射功率加权：1 1 划分方格划分方格2 2 统计每个方格里的人口密度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每个方格里的辐射源的数量 统计统计3 3 计算每个方格的人口密度加权系数计算每个方格的人口密度加权系数m m4 4 计算每个方格的辐射功率加权系数计算每个方格的辐射功率加权系数n
16、 n5 5 小区的加权系数小区的加权系数6 6 选择监测点选择监测点第23页，本讲稿共35页o典型辐射源的测量典型辐射源的测量米字形布点法米字形布点法方向：方向：测点：测点：第24页，本讲稿共35页o注意的问题：注意的问题：A:A:测试点尽量选择在比较开阔、平坦测试点尽量选择在比较开阔、平坦B B：避开高压线等导电的物体：避开高压线等导电的物体C C：避开建筑物和树木：避开建筑物和树木D D：避免机动车辆的放电辐射干扰：避免机动车辆的放电辐射干扰第25页，本讲稿共35页2 测量方法1 1气候条件应符合行业标准和仪器标准中规定的使气候条件应符合行业标准和仪器标准中规定的使 用条用条件。测量记录表
17、应注明环境温度、相对湿度。件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。环境温度一般为环境温度一般为-10-10+40+40，相对湿度小于，相对湿度小于80%80%。室室外测量应在无雨、无雪、无浓雾、风力不大于三级的外测量应在无雨、无雪、无浓雾、风力不大于三级的情况下进行。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（一般不应小于与仪器的距离（一般不应小于0.5m0.5m）应保持相对不变，无）应保持相对不变，无关人员远离天线，馈线和测量仪器关人员远离天线，馈线和测量仪器3m3m以外。以外。2.2 环境条件第26页，本讲稿
18、共35页o2 2、测量高度、测量高度 取离地面取离地面1.72m1.72m高度。也可根据不同目的，高度。也可根据不同目的，选择测量高度。选择测量高度。第27页，本讲稿共35页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辐射频谱分析等。2.3 测量内容第28页，本讲稿共35页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 测量时间第29页，本讲稿共35页o常用的单位换算常用的单位换算 电场强度的单位：电场强度的单位：V/mV
19、/m 磁场强度的单位：磁场强度的单位：A/mA/m 辐射功率密度单位：辐射功率密度单位：W/m2W/m2（mW/m2mW/m2）第30页，本讲稿共35页第六章 电磁辐射防护和环境电磁场的预测第31页，本讲稿共35页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。第32页，本讲稿共35页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。第33页，本讲稿共35页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。第34页，本讲稿共35页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第35页，本讲稿共35页