高压输电线电磁辐射对人体安全距离的计算[权威资料]

高压输电线电磁辐射对人体安全距离的计算[权威资料] 高压输电线电磁辐射对人体安全距离的计算 摘 要:该文对高压输电线电磁辐射对人体的影响进行了计算。将电磁辐射看成是由振荡的偶极子产生，然后向空间传播。文中从电磁场理论的安培出发，推导了，并以一个计算例说明公式的应用。计算结果表明，在所给出的数据下，电磁辐射对人体是安全的。 关键词:电磁辐射 高压输电线 电磁场理论安培公式 TL7 A 1674-098X(2012)12(c)-0-02 电磁波辐射就是将电场与磁场二者互相作用所形成的波动，以辐射形式向空间传播出去。事实上，由于高压输电线、配电房等的使用，使人体无时不刻处在电磁波的辐射之中，电磁波辐射对环境及人体健康的影响日益受到研究者的关注。各国的辐射安全不尽相同，我国的辐射安全标准根据不同的行业背景也有不同的标准。 我国的HJ/T 24-1998标准规定暴露磁感应强度的安全值为1高斯(即1Gs=1000 mGs=100μT，微特斯拉)。1995年美国国家辐射防护委员会(NCRP)提出电磁场暴露导则，在居民区的工频磁感应强度安全标准为2 mGs(即0.2 μT，微特斯拉)。两者相差 500倍。 电磁波对人体产生的生物反应与电磁波的频率、波长、功率、距离有关。各标准都规定，对辐射空间某一点处(称为观测点)所接受到的辐射量，分别以磁感应强度、电场强度或辐射功率密度来表示。 对工频辐射的计算，按习惯以磁感应强度表示，对高频辐射则以辐射功率密度表示。以电力高压输电线而论，大电流载流导线在其周围空间形成了一个高交变工频电磁场，存在一定的电磁辐射。距辐射源多远才是安全的呢,以往的 资料大都侧重于实测结果的分析，或是偏向于问题的定性阐述，这不足以认识问题的内涵，也缺乏可操作性。 因此，有必要加以定量阐述。该文定量地计算靠近高压输电线对人体受到电磁辐射污染的影响。 然而，高压输电线的运行情况复杂多样，要准确的定量描述是十分困难的。该文以典型的三相对称(无中线)系统只考虑磁场的运行条件，并基于电磁场辐射理论推导出计算公式。为了分析电磁辐射的影响，可以将电磁振荡辐射看成是由一个称为偶极子(电偶极子、磁偶极子)的辐射源产生，并将振荡向周围空间辐射传播。偶极子是由两个小金属球以长l的导线连接起来而构成。在离辐射源距离为r处看，把辐射源看成是有交变电矩的偶极子。将辐射空间分为:近区、中间区、远区。该文研究的是工频电磁场，只关心近区。首先进行计算公式的推导，然后结合实际例子说明公式的应用。 1 公式的推导 对于三相对称输电系统，我们关心的是三相电流在观测点处产生的电磁辐射剂量大小，因而可用电流的有效值来讨论。当加入的相电压相等时，相电流也相等。这样，三相输电线电流产生的电磁辐射量等效于单相线电流产生电磁辐射的三倍。从而可把三相输电线系统作为单相输电线系统处理。 基于电磁场理论的安培定律公式的推导。电流的磁场具有漩涡的特征，亦即电流磁场是有旋度的，因而磁场的磁位不能用标量位函数，而必须用向量位函数来表达。如图1所示。 设流过长度为dl的一段无限小的导体的电流i，idl称为电流元(即辐射源)。设i为不变恒流，则电流元在距离为r的空间某点处的向量磁位参照安培定律，用微分形式可表为 式中，A为观测点处的向量磁位，单位Gsm(高斯?米);r为辐射源到观测点的距离，单位m;dl单位m;i为电流，单位A(安)。μ0为磁导率，在不同的单位制中有不同的值。该文所用单位制情况下μ0=4π×10-3Gs m/A(高斯?米/安)，Gs是磁感应强度单位，4π×10-3是单位制换算 系数。 当i随时间而变，如正弦变化，因电磁波以光速c传播，离开辐射源r的观测点处的波将比辐射源处的波滞后?t=r/c。在观测点处的电流波为i(t,r/c)。(1)式变成 观测点处的磁感应强度dB是该处的dA的旋度，旋度用算符rot表示 旋度可以在笛卡尔坐标(l-r)上计算。可以求得 上式右端有两项，因所论问题r较小，忽略r/c，是近区。第一项应大于第二项。 容易证明 最后得微分型计算公式 2 公式应用 某幢宿舍楼高七层，观测点为楼顶，顶楼与三相110 kV高压输电线垂直距离s=20 m。各相电流100 A，等效相电流3×100=300 A。可将长输电线视为无限长，即求由无限多个偶极子在观测点处产生的磁感应强度之和。此时(4)式中的l、r、θ均为变量。dl应沿此长度积分。因B常取高斯制单位，而i、r常取MKS制的安培、米单位。两者不能在同一公式运算，现将MKS制转换为高斯制。它们的关系是:0.1[高斯电流单位]=1A。当电流以安培给出，应将安培值除以10后代 即得楼顶观测点的磁感应强度为: 对照国家给出的安全限值标准为1000 mGs，可见结果比国标低得多。本例中，人体是安全的。 若以国家标准代入，可计算出电磁辐射对人体的安全距离为6 cm。这是大多数住宅都能满足的距离。 3 结语 磁辐射量大小与高压输电线对观测点的垂直距离的平方成反比，与相电流大小成正比。视不同情况运用本公式可得出相应结论。 不对称三相输电线系统，可用导线换位法转换成对称系统，文中公式同样适用。用文中公式(4)的第二项，还可对高频电磁辐射(远区)进行计算。通常人体住在房屋中，房壁中的功率损耗与频率的平方成正比。工频时电磁辐射衰减很小，一般只衰减2,3 dB，因而房屋对人体的防护作用不大。 参考文献 [1] 阎金瑶.无线网络的电磁辐射强度研究与防护[J].科技创新导报，2010(7):17. [1] 罗宇飞.手机电磁辐射对人体影响的分析计算[J].科技创新导报，2011(12):91. 文档资料:高压输电线电磁辐射对人体安全距离的计算 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 感谢你的阅读和下载 *资源、信息来源于网络。本文若侵犯了您的权益，请留言或者发站内信息。我将尽快删除。*