电气设备对环境的影响及防护措施

杨志良　邓荣杰

摘 要：随着工业产业升级，自动化程度的提高，供配电系统，生产设备所产生的电磁辐射对环境的影响、人体健康的危害值得研究，电磁辐射污染防治也必须提到正式日程。

关键词：电气设备；电磁污染；环境危害；防护

引言

随我国经济突飞猛进，科学技术飞跃进步，生产自动化程度快速提高。供配电系统，电气设备、电子设备也随之高速发展，为提高生产力起到了巨大作用。但是伴随而来的电气设备、电子设备对环境的影响也不容忽视。科学技术是一把双刃剑，它在为我们创造高效率、高质量生活的同时，也毫不客气地让人类付出了环境的代价。

电气设备对环境的影响主要有电磁污染、无线电干扰、电压高次谐波、电流高次谐波、空气污染、噪声污染、事故及检修对环境的污染、及腐蚀污染等。其中电磁污染已成为公认的继大气污染、水质污染、噪声污染之后的第四大污染，倍受关注。

1 电磁污染

1.1 电磁污染的定义

电磁辐射是指能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。交流电在其周围都要形成交变的电场，交变的电场又产生交变的磁场，交变的磁场又产生交变的电场，这种交变的电场与交变的磁场相互垂直，以源为中心向周围空间交替地产生并以一定的速度传播，即为电磁波。

电磁辐射达到一定量级时就形成电磁污染。我们工作生活的自动化程度非常高的工厂、车间，是一个变化多端的电磁环境。电磁辐射是以电磁波的形式在空间环境中传播，它是一种运动着的物质，没有静止的质量。不像建筑物、机械设备、生产原材料那样可以静止的安放在某一空间，有其固定的体积和重量。电磁波是看不见、听不着、摸不到的，但是却确实存在，可以用仪器探测到。正是电磁波具有不独占空间，不存在空间物理外形互斥这一特殊属性，使得我们所处生产空间电磁环境错综复杂，可能形成明显或严重的电磁辐射污染。

电磁污染包括各种天然的和人为的电磁波干扰和有害的电磁辐射。电磁辐射主要指射频电磁辐射。电磁污染又被称为频谱污染或电噪声污染。

1.2 电磁污染的来源

构成电磁污染的电磁辐射首先产生于天然的电磁环境，包括来自行星、恒星和银河系即宇宙方面的电磁辐射；来自于大气层、电离层、地面磁场和地球电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震。人为电磁辐射，有电波发射设施，通信设施，各种高频设备，交通设备，电力设备，家用电器等等。

这里主要研究供配电系统和电气设备所产生的电磁污染及电噪声。

1.2.1 输配电系统、电气设备放电所造成的污染源

（1）在送配电系统中，高压线、大电流会引起的静电感应、电磁感应、大地泄露电流等情况，使得周围的电荷在空气介质中发生移动，都会造成电晕放电污染。电晕放电，是电极间的气体还没有被击穿，电荷在高电压的作用下发生移动而进行的放电，放电的现象是：在黑暗中可以看到电极的尖端有蓝色的光晕。

（2）辉光放电，在生产生活中用以照明的日光灯，装饰用的霓虹灯，和氖稳压管、氦氖激光管等设备在工作的过程中，都会产生辉光放电。辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象。辉光放电包括正常辉光和反常辉光两个过程阶段。

（3）弧光放电，在工业上用于冶炼、金属焊接和高熔点金属的切割，在医学上用作紫外线源（汞弧灯），在地铁和电气铁路工作时，及等大电流电路开关接通、断开时都会产生的弧光放电。弧光放电，呈现弧状白光并产生高温的气体放电现象。无论在稀薄气体、金属蒸气或大气中，当电源功率较大，能提供足够大的电流（几安到几十安），使气体击穿，发出强烈光辉，产生高温（几千到上万度），这种气体自持放电的形式就是弧光放电。

（4）火花放电，雷电就是自然界中大规模的火花放电。工业上各种燃油发动机的点火系统，应用电路的整流器，工业、科学实验的放电管都会产生火花放电。当高压电源的功率不太大时，高电压电极间的气体被击穿，出现闪光和爆裂声的气体放电现象。由于气体击穿后突然由绝缘体变为良导体，电流猛增，而电源功率不够，因此电压下降，放电暂时熄灭，待电压恢复再次放电。所以火花放电具有间隙性。火花放电时，碰撞电离并不发生在电极间的整个区域内，只是沿着狭窄曲折的发光通道进行，并伴随爆裂声。

1.2.2 工频交变电磁场源

工频电磁场，任何一种接通电源的交流电器设备周围，输电线、电线周围都会产生工频电磁场。如车间的机床、显示屏，电视机、计算机等等。甚至是电器接通、关闭的时候，都会产生短暂的电磁场脉冲。这种电磁场是工作的工频交流电产生的，频率和工频交流电相同，被称作工频电磁场。

1.2.3 射频辐射场源

高频热处理、焊接、冶炼；半导体材料加工；食品工业用的高频炉；塑料制品的热合、木材、棉纱烘干，橡胶硫化等工业生产都会产生电磁射频辐射。在我们的通信和生活中射频波波段的电磁波更是比比皆是。如：雷达导航、探测、通讯、微波加热（微波炉）、电视、核物理科学研究。

射频辐射是非电离辐射的一部分，频率在100kHz～300GHz的电磁辐射（高频是频率由100kHz～300MHz的电磁波；微波是频率由300MHz～300GHz的电磁波。）又称无线电波。

2 电磁辐射污染的危害

2.1 电磁辐射污染的特点

2.1.1 危害性

电磁辐射的危害性主要表现在对电磁环境内的电气设备电子装置产生干扰。对周围人员的健康损害两个方面。

2.1.2 潜伏性

电磁辐射污染属于能量流污染，这一污染很难被人感知，部分电磁辐射污染的危害性仍然未被人们所认识，因此，其危害性或者说电磁辐射污染的特点存在危害的潜伏性。

2.1.3 不可预测性

关于电磁辐射与人体致病之间的致病机理还没有科学上的定论。电磁辐射污染对人体的作用还没有清楚的得到认识，具有一定的不可预测性。如国际辐射保护协会：“目前流行病学研究无法证实暴露在电磁场与癌症有关联。”；世界健康组织：“暴露在极低频电磁场不会产生生理影响。”

2.1.4 隐蔽性

在我们工作、生活中，辐射源很多，输配电线路、电气设备、电脑、电视机、空调、微波炉、手机等等，都会产生电磁辐射，而电磁波是看不见、听不着、摸不到的，但是却确实存在，可以用仪器探测到。正是电磁波具有不独占空间，不存在空间物理外形互斥这一特殊属性电磁辐射污染常常被人们所忽视，具有一定的隐蔽性。

2.2 电磁污染对环境的影响

电磁污染环境产生电磁干扰，经过科学实验和生产实践证明可以使电气设备、电子设备控制装置及过程测量装置性能下降、工作不正常或发生故障。高电平电磁感应和辐射可以引起易燃易爆物质、挥发性液体或气体爆炸性介质发生意外爆炸或燃烧。电磁辐射对生态环境也有一定的危害。

2.3 电磁污染对人体的影响

电磁污染危害人体健康，特别是电磁辐射和微波对人体危害最大。若长期生活在电磁污染的环境中，由于磁场的改变，人会出现乏力、记忆力减退为主的神经衰弱症候群和心悸、心前区疼痛、胸闷、易激动和月经紊乱等症状。

科学家经过15年的研究发现，细胞膜对电磁辐射相当敏感，由此会产生生物化学改变，导致细胞的激素、蛋白质等生产速度变化。不管这些细胞自身是否有危害，都对其他细胞的功能导致连锁反应，出现功能障碍。引起眼部其他疾病等；破坏睾丸的生精能力，导致不孕症；引起心血管功能改变。儿童的神经系统娇嫩，若遭受到强大的电磁辐射后，使大脑发育迟缓，生物钟调节紊乱，人会出现乏力、记忆力减退为主的神经衰弱症候群。

3 电磁污染的防护措施

3.1 电磁污染的防护原理

3.1.1 严格执行国家有关设备辐射标准。国家环境保护局1988-03-11批准，1988-06-01实施了《国家电磁辐射防护标准》。

3.1.2 必须从产品设计、屏蔽及吸收等角度入手，采取治本与治标相结合的方案，减少污染源，防止电磁辐射污染与危害

3.1.3 加强电气系统及装置的抗干扰设计，使系统或装置既不因外界电磁干扰、误动作或丧失功能，也不向外界发送过大的电磁、电噪声干扰。其设计原则为：（1）抑制噪声源，直接消除干扰产生原因；（2）切断电磁干扰的传递途径，提高途径对电磁干扰的衰减作用；（3）加强设备抗干扰能力，降低噪声敏感度。

3.1.4 工业布局应当合理，使电磁污染源远离居民稠密区和对电磁污染敏感的重要设备区。

3.2 电磁污染的防护措施

对已进入环境中的电磁污染采取技术防范措施，避免对生产和日常生活产生干扰。

3.2.1 工业、科学和医学中应用的电磁辐射设备，出厂时必须具有满足“无线电干扰限值”的证明书。运行时应定期检查这些设备的漏能水平，不得在高漏能水平下使用，从根本上治理电磁污染源。如在变电所中，当电压大于35kV时一般不采用矩形母线，而采用圆形或管形母线；在线路施工中，应避免造成导线的损伤，出现毛刺等。

3.2.2 合理布局，使污染源远离居民稠密区，设置安全带、植树造林、用能吸收电磁辐射的材料进行屏蔽防护，提高途径对电磁干扰的衰减作用。

3.2.3 加强个人防护，如穿具有屏蔽功能的工作服、戴具屏蔽功能的工作帽和眼镜等一切必要的安全生产防护措施。

4 结束语

电气设备、电子设备已经不可取代的广泛应用于社会生产、生活的各个方面。它给人们创造物质文明的同时也带来了电磁辐射污染，我们应该提高对电磁辐射危害性的认识，树立防范意识，采取积极的、有针对性的、可行的防护措施。

参考文献

[1]秦颖.电磁辐射及其防护的研究[J]中国科技信息，2008，（11）.

[2]汪丽媛，刘恋，丁凯.浅谈电磁污染的危害及防护措施.