发布时间:2023-10-11 17:26:09
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇高压电磁辐射,期待它们能激发您的灵感。
随着我国经济与城市化的飞速发展,随着城市规模的扩大,电力负荷的迅猛增长加速了电力工业的发展,社会对电力的需求不断加大,高压输电线路的敷设越来越多,输电线路与居民区之间的距离也越来越近,人们开始关注城市的电力设施是否会影响市民的身体健康等问题,电磁辐射对于人身和环境的安全问题越来越受到人们的关注。电磁辐射的五大来源:电波发射设施(如广播、电视发射塔等);通信设施(如人造卫星通信系统的地面站、雷达系统的雷达站、移动通讯塔等);各种高频设备(如高频热和机、高频淬火机、高频焊接机、高频烘干机、家用微波炉等);交通设备(如电气化铁道、电车等);来源五电力设备(如高压电线路、变电站等)。
一、电磁辐射的产生
电磁辐射是一种物理现象,是指“能量以电磁波形式由源发射到空间的现象”。电磁环境是“存在于给定场所的所有电磁现象的总和”。电磁辐射源一般分为天然电磁辐射和人为电磁辐射两类。一是自然界电磁辐射源,来自某些自然现象,如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。二是人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备,其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。
经研究发现有人将电磁烟雾污染称作继大气污染、水污染和噪声污染之后,威胁人类健康的第4大污染。
电磁波辐射是近三四十年才被人们认识的一种新的环境污染,现在人们对电磁辐射仍处于认识和研究阶段,人们对它的认识还是很有限的。由于它看不见、摸不着、不易察觉、很陌生,所以,容易引起人们的疑虑。电磁辐射环境污染源根据电磁波的频率范围,划分为工频(50/60Hz)、射频(又称高频103-106Hz)与微波(>106Hz)三个波段。电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量流,具有“波粒”二象性,环境科学把高于12电子伏特的电磁波辐射称为电离辐射(放射性),如:x射线和丫射线等;而低于12电子伏特的电磁波辐射称为电磁辐射。
二、高压电电磁辐射的特性
有电就有磁场和电场。
1、磁场特性
磁场强度的大小和电流大小有关,与电压无关;50Hz或60Hz的磁场能很容易穿透大多数物体(建筑物或人),且不受这些物体的干扰。从理论上讲,因为三相交流输电线中各相电流的有效值相等,相位互差120,所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消,近似为零。
2、电场特性
载流输电线会在周围空间产生电场,其特性如下:电场强度与输电线相对于大地的电压成正比;场中的导电物体(树林、建筑物等)会使电场严重畸变,从而产生一定的屏蔽。
3、电晕特性
当导线表面的电场强度大于空气击穿强度时,会产生电晕放电。这时,在导线表面的电场强度一般达到30kV/ln以上,这种如此巨大的电场强度,只有高压输电线路导线表面才有。因此,电晕放电多发生在高压输电线路上。
三、高压电电磁辐射的危害
1、高压电电磁辐射对人的危害
电磁辐射对人体造成的伤害是多方面的,大量研究证明了高压输电线路的电磁辐射对细胞信号转导过程,心脏、血液系统和生殖系统以及学习记忆能力等方面都存在不同程度的影响。电磁辐射能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。电磁辐射污染会影响人类的循环系统、免疫、生殖和代谢功能,严重的还会诱发癌症,并会加速人体的癌细胞增殖。瑞士的研究资料指出,周围有高压线经过的住户居民,患乳腺癌的概率比常人高7.4倍。
美国得克萨斯州癌症医学基金会针对一些遭受电磁辐射损伤的病人所做的抽样化验结果表明,在高压线附近工作的工人,其癌细胞生长速度比一般人要快24倍。
高剂量的电磁辐射还会影响及破坏人体原有的生物电流和生物磁场,使人体内原有的电磁场发生异常。人如果长期曝露在超安全的辐射下,人体细胞就会大面积杀伤或杀死。值得注意的是,不同的人或同一个人在不同年龄阶段对电磁辐射的承受能力是不一样的,老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感群。研究还表明,220KV高压线周围40米~300米范围内人群患白血病、癌症的几率是其他地区的数倍,电磁辐射也会导致孕妇流产、胎儿畸形和心血管疾病,对人的危害极大。电磁辐射对人体的危害是多方面的,女性和胎儿尤其容易受到伤害,调查表明:1到3个月为胚胎期,受到强电磁辐射可能造成肢体缺陷或畸形;4至5个月为胎儿成形期,受到电磁辐射可能引起智力发育不全,甚至造成痴呆;6至10个月为胎儿成长期,受电磁辐射可导致免疫功能低下,出生后体质弱,抵抗力差。
研究证实,长期暴露在电磁辐射下,电磁强度只要达到1毫高斯,就可使抗体无法和血细胞结合,如果达到10毫高斯,则可使胸腺细胞死亡,免疫力下降,若达到40毫高斯,则胚胎发育异常,导致畸形儿。对于高压电低频电磁波非游离辐射一般环境建议值为833毫高斯。300米以内的影响非常严重,会导致癌症、白血病,幼儿白血病的患病率增加几倍,是不容忽视的问题!
2、高压电电磁辐射对电子设备的危害
电磁辐射对电子设备来说是一种干扰,如果电磁辐射的频率与扰设备的频率相近时,干扰的程度就越明显。大量的研究表明,使沿线一定范围内的无线电接收设备在正常工作时所接收的有用信号的波形幅值和相位受到影响,导致这些无线电接收设备达不到正常工作所需的信噪比。会造成广播与电视不能收听、收看,自动控制信号失误,电子仪器仪表失灵,飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰,干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等。
3、高压电电磁辐射对易燃易爆物品的危害
通常情况下,高压线路产生的电晕在导线及其金属表面空气中的电晕放电,绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花,连接松动或接触不良产生的间隙火花放电的电磁辐射对诸如武器弹药、燃油等易燃、易爆物质产生潜在的威胁,或者使电爆管的效应提前或滞后,从而危及人身安全与财产安全。
四、高压电电磁辐射污染的防护措施
1、加强对电磁辐射环境管理
我国对于电磁辐射环境管理先后己了《电磁辐射防护规定》和《环境电磁波卫生标准》等多项中华人民共和国国家标准,了《辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》等中华人民共和国环境保护行业标准,了《微波辐射生活区安全限值》等中华人民共和国国家军用标准。职业照射的限值为在每天8H工作期间内,任意连续6min按全身平均的SAR应小于0.1W/Kg;公众照射的限值在1天24H内,任意连续6min按全身平均的SAR应小于0.02W/Kg。
2、高压电电磁辐射防治措施
采用屏蔽技术,减少电磁辐射的危害。避免电磁辐射对人体的影响,高压线路尽可能避开或远离居民区、敏感环境区。若在建设中无法避开居民区,可以考虑铺设地下电缆。在设计线路时严格按规程执行,适当选用塔型、高塔,尽量减少路径走廊宽度以及降低线路走廊下的电磁场强度。综合比较,合理选择路径方案,使所选路径环境影响最小。提高导线对地的高度,双回路导线逆相布置,高低压导线分层架设等措施,会获得降低地面强度的效果。合理选择相导线结构以降低可听噪声水平,选用噪声水平达到国家规定允许范围内的设备。在运行中对工作人员采取局部屏蔽与限制工作时间等防护措施,以减少电磁辐射对人体的影响。作业人员所处环境的电磁场强度超过国标限值或者作业人员所处环境的电磁场强度未超过国标限值,但与此限值比较接近,而作业人员又需要长时间在此环境工作时,都应考虑采用辐射防护用品。选用个体防护产品时,应首先确定电磁辐射的衰减度,然后,参照各种产品说明中对电磁波的衰减参数,确定使用何种形式的防护用品。降低电磁辐射方面的个体防护用品主要包括防护服装、防护眼镜及辐射防护屏。
对于通信信号线遭受高压电电磁危险及干扰影响,可将有影响的通信信号线或输电线改为电缆,对输电线进行换位,铺设放电管和屏蔽线或安装中和变压器。电压越高,电晕放电就越强;导线直径越大,电晕放电就越弱;输电线对无线电与电视的干扰主要是电晕放电引起的干扰。导线表面光洁度越高,放电也就越弱。在大于五百米高压电的干扰电场可以忽略。无线电杂音的强度受天气影响较大,一般只在恶劣的天气条件下电网才会对距它很近且信号很弱的无线电与电视产生干扰。为了避免架空电力线对通讯线的干扰,设计时应从导线选择和连接等方面考虑,无论是单导线还是分裂导线,均应使导线半径或等值半径等于或大于引起电晕的半径。
四、结语
目前人们对环境越来越关注,电磁辐射这一电力系统普遍存在的问题,变电站、输电线路、变压器等电气设备都是辐射源,因此应对此类问题加以重视并采取措施,人员应积极主动地采取防治措施,提高自我保护意识,重视电磁辐射可能对人体产生的危害,多了解有关电磁辐射的常识,学会防范措施,加强安全防范,就可以避免电磁辐射给人们造成的伤害。
参考文献
[1]郑大伟,杨军.电磁辐射的危害及其防护.科技信息,2010年09期
[2]季成富.高压输变电工程电磁辐射管理控制对策.污染防治技术,2011,(04)
[3]李建英.电磁辐射对人体健康的危害.安全与健康,2005,(23)
[4]张邦俊,仇丰,张莉,翟国庆.居住区内高压输电线路工频电磁污染分布研究.中国环境科学,2002(03)
【关键词】高压电输变电;电磁辐射;电磁污染;电磁防护
1.常见电磁辐射污染
1.1电磁辐射污染的种类
电磁辐射环境污染源根据电磁波的频率范围,划分为工频(50/60Hz)、射频(又称高频103-106Hz)与微波(>106Hz)三个波段。电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量流,具有“波粒”二象性,环境科学把高于12电子伏特的电磁波辐射称为电离辐射(放射性),如:x射线和丫射线等;而低于12电子伏特的电磁波辐射称为电磁辐射。从环境管理和研究角度看,城市环境中的电磁辐射环境污染源主要分为:
1.1.1广播电视发射设备
辐射特征为大功率定时全向发射。广播包括:短波广播、调频广播。电视广播包括:米波电视、分米波电视。我国电视和调频广播的频率范围是:48.5MHz-960MHz,属于超短波与分米波频段。
1.1.2通信、雷达及导航发射设备
通信包括短波、微波发射台(含通信和探测)、地面卫星发射站、移动通信基站、寻呼通信基站。在城市无线电通信网中,由于移动通信基站增加速度快、分布密集,随处可见,它已成为城市电磁环境的主要污染源之一。
1.1.3工业、医用高频设备
这类设备把电能转换为热能加以利用,但总有伴生电磁辐射产生并泄漏出去,引起工作场所及环境污染。医疗用电磁辐射设备:主要为高频理疗机、紫外线理疗机、高频透热机、高频烧灼器、微波针灸设备等。
1.1.4交通系统电磁辐射干扰
交通系统电磁辐射设备有轻轨和电力牵引车辆,包含有轨电车和无轨电车。
1.1.5电力系统电磁辐射
高压电力系统包括高压架空输电线、高压地下电缆和变电站。
1.2电磁辐射污染危害
电磁辐射的危害有两个方面:一是对人体和生物的危害;二是对电器设备的影响。
1.2.1对人体和生物的危害
电磁辐射对人体和生物的危害,多年来国内外一些研究机构作为课题进行了大量研究和实验,得出了具体结论,主要是热效应、非热效应和累积效应。
1.2.2对电器设备的影响
电磁辐射对电器设备来说是一种干扰,如果电磁辐射的频率与扰设备的频率相差不大时,干扰的程度就逾严重。总的来说电磁辐射可以使测量仪器性能变低;可以使电子开关或继电器工作失常;可以使无线电接收设备出现噪声,如电视机图像声音变差,收音机信号不好等;可以干扰党政军机关的无线电设备;可使病人心脏起博器停止工作,等等。
2.高压电电磁辐射特性及其危害
2.1高压电电磁辐射的三种特性
2.1.1磁场特性
磁场强度的大小与电流大小有关,与电压无关;50Hz或60Hz的磁场能很容易穿透大多数物体(建筑物或人),且不受这些物体的干扰。从理论上讲,由于三相交流输电线中各相电流的有效值相等,相位互差120,所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消,近似为零。所以我们平时一般重点研究电场。
2.1.2电场特性
载流输电线在周围空间产生电场,有如下特性:电场强度与输电线相对于大地的电压成正比;场中的导电物体(建筑物、树林等)会使电场严重畸变,从而产生一定的屏蔽。
2.1.3电晕特性
当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时,就产生电晕放电。这时,导线表面的电场强度一般达到 30kV/ln以上,只有高压输电线路导线表面才有如此巨大的电场强度,因此,电晕放电多发生在高压输电线路上。
2.2离压电电磁辐射对人体的危害
电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流,且限于非电离辐射。电力系统的高压输变电中产生电磁辐射,电磁辐射主要是指高压输电线路和变电站的高压电力设备所产生的辐射。
2.3高压电电磁辐射对通信线路产生千扰
电磁辐射对电子设备的干扰:大量的研究表明,电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看,自动控制信号失误,电子仪器仪表失灵,飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰,干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等,从而带来大量的经济损失。
2.4高压线路电晕可听噪声
通常情况下,高压架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源分别是:在导线及其金属表面处空气中的电晕放电,绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花,连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。
3.高压电电磁辐射污染的防护措施
综合前面高压电输变电电磁辐射的原理及特性和高压电输变电电磁辐射的危害,可以从四个方面来采取防治措施:加强对电磁辐射环境管理;对人体健康危害的的减缓措施:对通信线路干扰的消除措施;对电晕放电引起的干扰消除措施。
3.1加强对电磁辐射环境管理
我国的电磁辐射环境管理起步较晚。但从1988年以来,先后己了《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》等25项中华人民共和国国家标准,了《辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》等3项中华人民共和国环境保护行业标准,了《微波辐射生活区安全限值》等2项中华人民共和国国家军用标准。
3.2对人体健康危害的减缓措施
避免电磁辐射对人体的影响,线路尽可能远离或避开居民区、环境敏感区。在线路设计中严格按规程执行,适当选用塔型、塔高,以尽量减少路径走廊宽度及降低线路走廊下的电磁场强度。提高导线对地的高度,双回路导线逆相布置,高低压导线分层架设等措施,会获得降低地面强度的效果。在运行中对工作人员采取局部屏蔽与限制工作时间等防护措施,以减少电磁辐射对人体的影响。作业人员所处环境的电磁场强度超过国标限值或者作业人员所处环境的电磁场强度未超过国标限值,但与此限值比较接近,而作业人员又需要长时间在此环境工作时,都应考虑采用辐射防护用品。选用个体防护产品时,应首先确定电磁辐射的衰减度,然后,参照各种产品说明中对电磁波的衰减参数,确定使用何种形式的防护用品。降低电磁辐射方面的个体防护用品主要包括防护服装、防护眼镜及辐射防护屏。
3.3对通信线路干扰的消除措施
对通信线路的影响有静电感应和电磁感应两方面。输电线路正常运行时,在邻近的与其平行的通信线路产生感应电荷。感应电荷与输电电压成正比,还与通信线路与输电线路的距离及相互位置有关。当通信线上的感应电压超过弱电设备绝缘的击穿电压时,就可能损害设备和人身安全。为了避免通信信号线遭受电磁危险及干扰影响,一般采取:将有影响的通信信号线或输电线改为电缆,输电线进行良好的换位,装设放电管、屏蔽线或中和变压器。 (下转第5页)
(上接第68页)3.4对电.放电引起的干扰消除措施
电压越高,电晕放电就越强;导线直径越大,电晕放电就越弱;导线表面光洁度越高,放电也就越弱。输电线对无线电与电视的干扰主要是指电晕放电引起的干扰。一般在大于500m处,干扰电场可以忽略不计。无线电杂音的强度受天气影响较大,一般只在恶劣的天气条件下电网才会对距它很近且信号很弱的无线电与电视产生干扰。为了避免架空电力线对通讯线的干扰,设计时应从导线选择和连接等方面考虑,无论是单导线还是分裂导线,均应使导线半径或等值半径等于或大于引起电晕的半径。
【参考文献】
【关键词】高压输电线;电磁辐射;环境
随着经济的高速发展,工业化进程的加快,高压输电线路就不可避免地闯过人口密集区。高压输电线路电磁污染问题已经引起了人们的密切关注,它严重地威胁着经济的可持续发展、和谐社会的创建、人类生存健康。文章主要阐述了高压输电线路电磁辐射对环境的影响,并且针对存在的问题提出了防治措施。
1.高压输电线路电磁辐射对环境造成的影响
1.1高压输电线路对周边无线电装置所产生的影响
高压输电线路所通过的区域在一定的程度上都会受到电磁的污染。正在运行的高压输电线路会产生电磁脉冲,会向空间辐射高频电磁波。高频电磁波沿着高压输电线路进行传播,这样就造成高压输电线路两侧的无线电设备在工作时接收信号的波形相位和波形峰值都会受到影响,从而造成信噪比达不到无线电接收设备正常工作的要求。高压输电线路造成的干扰主要有火花放电、电晕放电等引起。火花放电主要会对电视频段的接收产生影响。电晕放电主要会对电视机、收音机等家用电器造成一定的影响,但是干扰不会对人身造成伤害。
1.2高压输电线路电磁辐射对周边人和动物造成一定影响
高压输电线路电磁辐射对人体造成的影响主要有非热效应、热效应、累计效应等。在自然状态下都存在着微弱的电磁场对人体的器官及组织产生作用,但是这种状态是稳定的、有序的,一旦外界电磁场作用于人体,这种稳定、有序的状态被打破,人体就会受到损伤,这就属于非热效应;在电磁的作用下人体内的水分子就会相互摩擦,引起体内水温上升,影响到体内各器官的工作,这也就是热效应。人体受到两种效应作用后,如果人体损伤没有恢复再次受到外界电磁辐射,损伤就会累积,长期就会造成永久性病态,甚至危及生命,这就是累积效应。
高压输电线路电磁辐射对动物也会产生影响。电磁辐射对大鼠的学习记忆、生殖系统、血液系统、心脏等方面产生一定的影响。科学家经过试验发现,高压输电线路电磁辐射会对大鼠心房肌细胞造成一定的影响,还会引起血红蛋白分子结构发生一定的改变,对、肾、肺的组织结构造成不利影响。高压输电线路电磁辐射对人体造成的影响:(1)电磁辐射引起女性月经失调,分泌紊乱,男性下降。(2)电磁辐射会造成造血功能下降,导致肝病,视力下降,影响骨髓、大脑组织发育,严重者还会引起视网膜脱落。(3)电磁辐射会造成畸胎、不育、流产等病变的诱发因素。(4)电磁辐射对人体的免疫系统、神经系统、生殖系统会造成直接伤害。(5)电磁辐射是癌突变、糖尿病、心血管疾病的主要诱因。
1.3高压输电线路电磁辐射对通讯线路(包括光缆、直埋电缆、架空线)的影响
高压输电线路对通讯线路的影响主要表现在对架空铁线的静电干扰、对直埋式电缆、光缆、架空线的电磁辐射影响。如果通信线路上感应电压形成短路电流,会对设备和人员的安全造成严重威胁,其造成的危害大小主要与作用时间和电流强度有关,如果作用时间较长,人体所能接受的电流强度就很小。一般情况下,只要平行接近段不是很长,是不会有什么危险的,但是在遭到雷击、输电线路短路时,输电电流或者输电电压就很有可能瞬间升高很多倍,对一些电器设备以及人员造成严重危险。
1.4高压输电线路电晕可听噪声
一般情况下,高压输电线路噪声产生原因主要是:(1)接触不良或连接松动产生的间隙火花放电。(2)在金属表面或导线表面处空气中的电晕放电。电晕放电是线路的固有特性,是不可消除的,当运行电压在100kV以上时,电晕放电占有重要地位。
2.高压输电线路电磁辐射可采取的防治对策
2.1高压输电线路的选线和设计单位要有强烈的环保意识
对于高压线路走廊资源紧缺地区,应当研究采取少拆房、少砍树的设计方案,尽量采取紧凑的塔型布置;要采取保护植被措施,尽量避免基面开挖,避免水土流失;在高压输电线路的下方的金属物体必须接地良好;高压输电线的两侧250m的范围内尽量避免建造房屋,避免人身健康造成影响;对高压输电线路进行设计时,导线距地面必须符合要求,另外,高压输电线与已建成房屋垂直距离不得小于5m;如果无线电设备在高压输电线路附近应当设立安全防护距离;当输电电压超过220kV时,需要设置防护走廊,走廊下不能有障碍物,走廊宽度在45m左右;当高压输电线路经过广播收音台或者电视差转台时,必须选择从信号不重要的一侧经过。从社会效益和环境保护方面考虑,为了加强环境保护而增加的线路工程投资,是科学合理的。
2.2针对高压输电线路电磁辐射对人体造成的危害应采取的措施
为了使高压输电线路电磁辐射对人体的影响降到最小,可以从劳动保护和输电设计两个方面采取措施。例如高低压导线分层架设、双回路导线逆向布置、导线对地高度提升等措施,会取得地面强度降低的效果。在高压输电线路运行中,对工作人员可以采取限制工作时间与局部屏蔽等防护措施,从而达到减少高压输电线路对人体伤害的目的。
2.3针对高压输电线路电磁辐射对通讯线路的干扰应采取的措施
高压输电线路对通讯线路的影响主要是电磁感应和静电感应两个方面。高压输电线路在正常运行时会对与它平行的邻近通讯线路产生感应电荷。感应电荷与输电线路、通讯线路以及相互位置有一定的关系,还与输电电压成正比。通讯线路与邻近的平行高压输电线路的交变磁场产生互感电压,其大小与通讯线路长度和电流强度成正比。
通过实验发现,一般情况下在距高压输电线路50m以内的范围受到电场的干扰是最大的,成为了干扰正常通讯的重要因素之一,但是磁场影响是比较小的。当与高压输电线路距离较远时,电场的影响明显下降,当距离达到100m以外时,磁场对正常通讯的影响成为主要因素,而电场对正常通讯造成的影响是极小的可以忽略不计。为了避免通讯受到影响可以采取如下措施:(1)装设中和变压器、屏蔽线、放电管。(2)对高压输电线进行科学合理的换位。(3)将受到影响的输电线、信号线、通讯线改为电缆。
3.结语
高压输电线路在运行的过程中会影响到通信线路的正常工作以及无线电的正常工作,还会对周边的居民造成一定的影响。高压架空输电线的可听噪声、无线电干扰、磁场、工频电场对周边设施以及人身安全和健康会造成一定危害,但是只要认真做好防护措施,就可以降低或避免其危害。目前高压输电线路所造成的电磁污染还没有明确的定论,但是人们还是对高压输电线路的电磁辐射的危害心存恐慌。因此,电气工程设计人员要认真研究防治措施,避免公众对高压输电线路电磁辐射的投诉,为以后工作的顺利开展创造条件。 [科]
【参考文献】
[1]张雅卿.高压输电线路电磁辐射污染的评价及建议[J].科技资讯,2011(19).
【关键词】MOS方法;多元线性回归;预报因子
1.MOS方法介绍
MOS方法又叫做“模式输出统计量”,是一种数值模式输出释用技术。这种方法能够有效减少预报不确定性,提高预报准确率。主要方法是:利用数值预报的输出结果作为预报因子,并与预报对象的实况气象要素之间建立统计关系,大多利用多元线性回归建立预报方程。预报对象与预报因子之间的关系可以表示成如下关系:
是随机误差。若将式(1)用矩阵表示,则有Y=x?茁+?着。用最小二乘原理估计?茁,得出回归系数。这样有了回归系数以后,我们可以利用数值预报结果代入已建立预报方程求出预报对象也就是客观预报要素的值。
2.资料选取及技术方法
2.1常规观测站预报方程建立
建立MOS方程之前,我们要确定预报对象及对历史资料进行选取和划分。我们对一年进行每月划分,建立每个月日变要素最高、最低气温方程。统计样本为2003年~2007年T213历史资料和实况资料。在预报因子选取上,主要包含各层温度、相对湿度、风等常规观测资料,也选取了一些物理意义清楚的诊断量,比如垂直速度、露点差、位温、假相当位温、湿位涡、螺旋度、K指数、涡度、散度等物理量。这样黑龙江省80个县级站点每个站点每月都有两种产品的预报方程。根据刘还珠等撰写的国家气象中心气象要素的客观预报-MOS系统一文中提及预报因子数量一般控制在6~20个,这样有利于提高预报准确率。我们选预报因子时数量也控制在这个范围内。例如哈尔滨站11月份最高气温24小时预报方程有6个预报因子;哈尔滨站11月份最低气温24小时预报方程中,有6个预报因子。
以哈尔滨站为例在24小时的最高、最低气温预报方程中都选取6个预报因子,因子类别上主要还是以大气低层气象要素为主,在6个要素中有2-3个常规观测要素,其余的都为诊断性质的物理量。而且在诊断物理量中个别相关系数量级较大有E+2和E+3量级,但大量级预报因子数量不多,对预报不会产生影响。如果预报因子相关系数大量级较多则可能使预报结果异常。
2.2 乡镇站点预报处理方法
由于黑龙江省现有乡镇自动站没有完整历史资料,及自动站质量控制不完善,针对现状,我们采取插值方法将常规观测站结果利用反距离权重插值到各乡镇站点。反距离权重算法为:
为控制点i与点O间的距离;n为在估算中用到的控制点数目,r为指定的幂数。这里我们取O点周围4个距离最近的点作为控制点,幂数r取2,这样式(2)变为:
这里d(i=1,2,3,4)为要计算的乡村站点O与周围最近的4个已知市县站点的距离,z(i=1,2,3,4)为周围最近4个已知市县站点的温度值,Z为通过插值算法得到的乡村站点温度值。
通过插值后可以得出850多个乡镇站点每天0-96小时最高、最低气温预报。
3.预报产品检验
主要检验黑龙江省常规观测站点11月份0-96小时最高、最低气温≤2℃准确率。MOS方法预报北部地市最低气温准确率偏低,主要集中在40-60%之间。其他地市平均准确率在60%以上。0-24小时和24-48小时预报准确率比其他两个时次要高。个别站点前两个时次准确率可以达到80%以上。通过与主观预报准确率对比可以发现,MOS方法在最低气温预报上可信度比较高。平均准确率基本与主观预报平均值持平,个别时次预报准确率高于主观预报。总体看MOS预报最低气温对主观预报有较好指导意义,总体预报准确率好于地市主观预报。在最高气温预报上MOS预报低于主观预报,尤其在后两个时次的预报上平均准确率低于50%,预报效果不理想。前两个时次预报准确率也低于客观预报,准确率维持在60%-70%之间。
4.小结
总体上讲MOS方法是一种较为成熟的技术。预报方程的建立直接影响到预报结果的准确程度,在挑选预报因子过程中还要仔细对每个站点的因子进行筛选,找出适合本地区的预报因子作为预报方程系数。在对强降温个例分析时,发现降温幅度越大且时间越短,MOS方法有明显的滞后性,准确率迅速下降。主要原因在于MOS方法是统计方法,它对剧烈变化的天气没有预报能力。从预报检验综合分析得出,黑龙江省北部地区处在山区地形复杂,预报因子选取上没有真实反映当地天气变化特点,从而导致预报准确率偏低,要提高该地区准确率,光靠单一统计方法是远远不够的,应该采用集合预报的方法对温度进行订正,可以取得较好预报效果。现有数值预报精度也限制了MOS方法,随着高分辨率数值预报的出现,MOS方法的准确率可以进一步得到提升。选取更多的样本资料,做更细致的天气划分,也可以提高MOS方法的准确率。
【参考文献】
[1]刘还珠等.国家气象中心气象要素的客观预报.应用气象学报,2004,4,15(2).
1.常见电磁辐射污染
1.1电磁辐射污染的种类
电磁辐射环境污染源根据电磁波的频率范围,划分为工频(50/60Hz)、射频(又称高频103-106Hz)与微波(>106Hz)三个波段。电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量流,具有“波粒”二象性,环境科学把高于12电子伏特的电磁波辐射称为电离辐射(放射性),如:x射线和丫射线等;而低于12电子伏特的电磁波辐射称为电磁辐射。从环境管理和研究角度看,城市环境中的电磁辐射环境污染源主要分为:
1.1.1广播电视发射设备
辐射特征为大功率定时全向发射。广播包括:短波广播、调频广播。电视广播包括:米波电视、分米波电视。我国电视和调频广播的频率范围是:48.5MHz-960MHz,属于超短波与分米波频段。
1.1.2通信、雷达及导航发射设备
通信包括短波、微波发射台(含通信和探测)、地面卫星发射站、移动通信基站、寻呼通信基站。在城市无线电通信网中,由于移动通信基站增加速度快、分布密集,随处可见,它已成为城市电磁环境的主要污染源之一。
1.1.3工业、医用高频设备
这类设备把电能转换为热能加以利用,但总有伴生电磁辐射产生并泄漏出去,引起工作场所及环境污染。医疗用电磁辐射设备:主要为高频理疗机、紫外线理疗机、高频透热机、高频烧灼器、微波针灸设备等。
1.1.4交通系统电磁辐射干扰
交通系统电磁辐射设备有轻轨和电力牵引车辆,包含有轨电车和无轨电车。
1.1.5电力系统电磁辐射
高压电力系统包括高压架空输电线、高压地下电缆和变电站。
1.2电磁辐射污染危害
电磁辐射的危害有两个方面:一是对人体和生物的危害;二是对电器设备的影响。
1.2.1对人体和生物的危害
电磁辐射对人体和生物的危害,多年来国内外一些研究机构作为课题进行了大量研究和实验,得出了具体结论,主要是热效应、非热效应和累积效应。
1.2.2对电器设备的影响
电磁辐射对电器设备来说是一种干扰,如果电磁辐射的频率与扰设备的频率相差不大时,干扰的程度就逾严重。总的来说电磁辐射可以使测量仪器性能变低;可以使电子开关或继电器工作失常;可以使无线电接收设备出现噪声,如电视机图像声音变差,收音机信号不好等;可以干扰党政军机关的无线电设备;可使病人心脏起博器停止工作,等等。
2.高压电电磁辐射特性及其危害
2.1高压电电磁辐射的三种特性
2.1.1磁场特性
磁场强度的大小与电流大小有关,与电压无关;50Hz或60Hz的磁场能很容易穿透大多数物体(建筑物或人),且不受这些物体的干扰。从理论上讲,由于三相交流输电线中各相电流的有效值相等,相位互差120,所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消,近似为零。所以我们平时一般重点研究电场。
2.1.2电场特性
载流输电线在周围空间产生电场,有如下特性:电场强度与输电线相对于大地的电压成正比;场中的导电物体(建筑物、树林等)会使电场严重畸变,从而产生一定的屏蔽。
2.1.3电晕特性
当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时,就产生电晕放电。这时,导线表面的电场强度一般达到 30kV/ln以上,只有高压输电线路导线表面才有如此巨大的电场强度,因此,电晕放电多发生在高压输电线路上。
2.2离压电电磁辐射对人体的危害
电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流,且限于非电离辐射。电力系统的高压输变电中产生电磁辐射,电磁辐射主要是指高压输电线路和变电站的高压电力设备所产生的辐射。
2.3高压电电磁辐射对通信线路产生千扰
电磁辐射对电子设备的干扰:大量的研究表明,电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看,自动控制信号失误,电子仪器仪表失灵,飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰,干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等,从而带来大量的经济损失。
2.4高压线路电晕可听噪声
通常情况下,高压架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源分别是:在导线及其金属表面处空气中的电晕放电,绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花,连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。
3.高压电电磁辐射污染的防护措施
综合前面高压电输变电电磁辐射的原理及特性和高压电输变电电磁辐射的危害,可以从四个方面来采取防治措施:加强对电磁辐射环境管理;对人体健康危害的的减缓措施:对通信线路干扰的消除措施;对电晕放电引起的干扰消除措施。
3.1加强对电磁辐射环境管理
我国的电磁辐射环境管理起步较晚。但从1988年以来,先后己了《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》等25项中华人民共和国国家标准,了《辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》等3项中华人民共和国环境保护行业标准,了《微波辐射生活区安全限值》等2项中华人民共和国国家军用标准。
3.2对人体健康危害的减缓措施
避免电磁辐射对人体的影响,线路尽可能远离或避开居民区、环境敏感区。在线路设计中严格按规程执行,适当选用塔型、塔高,以尽量减少路径走廊宽度及降低线路走廊下的电磁场强度。提高导线对地的高度,双回路导线逆相布置,高低压导线分层架设等措施,会获得降低地面强度的效果。在运行中对工作人员采取局部屏蔽与限制工作时间等防护措施,以减少电磁辐射对人体的影响。作业人员所处环境的电磁场强度超过国标限值或者作业人员所处环境的电磁场强度未超过国标限值,但与此限值比较接近,而作业人员又需要长时间在此环境工作时,都应考虑采用辐射防护用品。选用个体防护产品时,应首先确定电磁辐射的衰减度,然后,参照各种产品说明中对电磁波的衰减参数,确定使用何种形式的防护用品。降低电磁辐射方面的个体防护用品主要包括防护服装、防护眼镜及辐射防护屏。
3.3对通信线路干扰的消除措施
对通信线路的影响有静电感应和电磁感应两方面。输电线路正常运行时,在邻近的与其平行的通信线路产生感应电荷。感应电荷与输电电压成正比,还与通信线路与输电线路的距离及相互位置有关。当通信线上的感应电压超过弱电设备绝缘的击穿电压时,就可能损害设备和人身安全。为了避免通信信号线遭受电磁危险及干扰影响,一般采取:将有影响的通信信号线或输电线改为电缆,输电线进行良好的换位,装设放电管、屏蔽线或中和变压器。 (下转第5页)
(上接第68页)3.4对电.放电引起的干扰消除措施
电压越高,电晕放电就越强;导线直径越大,电晕放电就越弱;导线表面光洁度越高,放电也就越弱。输电线对无线电与电视的干扰主要是指电晕放电引起的干扰。一般在大于500m处,干扰电场可以忽略不计。无线电杂音的强度受天气影响较大,一般只在恶劣的天气条件下电网才会对距它很近且信号很弱的无线电与电视产生干扰。为了避免架空电力线对通讯线的干扰,设计时应从导线选择和连接等方面考虑,无论是单导线还是分裂导线,均应使导线半径或等值半径等于或大于引起电晕的半径。
【参考文献】
1、工频高压电场的产生与特性
电磁辐射一般指频率100KHZ以上高频率的电磁波。我国输电线路的频率为50赫兹(通称为工频),虽然和通信、微波等相比频率较低,但对于高压输电线路,在传输高压大电流的过程中, 通过电场、磁场和电晕等3种形式同样会产生一定的电磁效应。
A、当输电线路在运行时,输电导线上的电压会在周围空间产生电场,其强度比自然界和日常环境的大得多;500KV输电线的工频电场辐射在距地面1.5m处可以达到9.7kV/m之高。工频磁场对计算机显示器偏转系统可能产生较严重的干扰,这种干扰可使显示器的显示画面发生抖动、边缘出现色斑。
B、当输电线路的导线中有电流通过时,就会在周围产生磁场。500 kV输电线路下的最大地面磁场强度为0.035mT,而日常生活中,彩色电视机或电炊具附近的磁场强度约为0.5~1.0mT前者比后者小1~2个数量级。所以,输电线路所产生的磁场是比较弱的;
C、当输电线路导线表面的电场强度超过空气击穿强度时,在导线表面就会产生电晕放电现象。电晕放电可能产生低频段的高频电磁波;另外,绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花;连接松动或接触不良产生的间隙火花放电也可产生同样的影响。其重要的效应是产生无线电杂音。尤其对中、短波广播的接收和专业无线电台站的工作造成影响。
2、工频高压电场对环境的影响
A、对人体的生态影响
从影响时间上分为短期影响与长期影响。短期影响表现为2种形式:毛发颤动和电击。在超高压输电线路下,由于人体的外形尺寸有限,产生的感应电压较低,接地时的电击通常是十分微弱的,小于人的感觉水平。但是,在距500kV输电线路中心35m的范围内,人若接触对地绝缘的小汽车就会产生有刺痛感的电击,接触大型车辆或其他大型绝缘体则会达到引起惊跳的电击水平。如果在发生暂态电击后,人体与感应带电导体继续牢固接触,就会由于在人体中持续流过短路电流而造成电击,即稳态电击。根据实测资料,500kV输电线路下的大型卡车的短路电流为2.2mA,小于可能导致人体伤害和危险的摆脱电流(6~9 mA)。工频高压电场对人体的长期生态影响,目前的研究结论尚不统一。
从防护人群上分为职业防护与公众防护。电磁辐射是一种能量的传递,对人的影响有一个量的前提,当电场强度高到一定程度是肯定会对人体健康的产生不良影响的,而这个量的把握与危害的种类则可以通过对职业防护与公众防护两方面研究来确定。
职业防护的研究是指对从事专业工作人员的生物机能检测与跟踪,从而确认对健康的影响程度类型以及防护的方法。前苏联Asanova报告指出:经常暴露在400KV、500KV以下的变电站工作人员,有神经系统症状,食欲不振、性机能减退、脉搏加快、血压偏高等,并有血象的轻微变化。国内研究人员自1978年以来便开始对强电场职业接触者进行了系统调查,并在作业场所对作业者或在实验室进行动物实验,也取得了很有价值的结果。
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。1、热效应:人体70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到体内器官的正常工作。2、非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏,人体也会遭受损伤。3、累积效应:热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前(即人体承受力),再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态,危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也可能会诱发意外的病变。
工频高压电场导致人体某些特征改变从生理、病理和临床来看,可能在中枢神经系统、心血管系统、血液系统、内分泌系统、生殖和遗传方面产生表现。有研究表明,人脑实质是一个低频振荡器,脑场极易受频率为数十赫的工频电场的干扰,产生“谐振”。因此,人脑对环境电磁场非常敏感。心脏的传导和收缩是膜电位的除极和复极过程,这种离子位移所产生的生物电,在外界强电磁场可能会对其产生干扰。
B、对通信线路的干扰影响
输电线路对通信线路的影响包括静电感应和电磁感应。由于静电耦合作用,输电线路的电场会在邻近的通信线路上产生感应电压,即静电感应。同样,输电线路的磁场也会在邻近的通信线路上产生感应电压。因为通信线路音频通道的工作频率一般为300~3 400 Hz,而输电线路中的许多谐波正好落在这个频率范围内,所以一般规定系统中的谐波等效干扰电压值应低于系统额定电压值的1%才能符合要求。实测和计算结果表明:在距输电线路50m以内,电场的影响较大,是干扰通信的主要因素;而在距离100m以外,影响可以忽略不计。
C、对无线电、电视的干扰影响
输电线路产生的工频交变电磁场随距离而衰减是很快的,其波长与电视、微波相比要大得多。我国的中波调幅广播频率范围为0.5~1.6MHz,电视广播频率范围为48.5~92 MHz,而输电线路产生的无线电杂音频率范围为0.1~100 MHz,所以其主要影响的是中波无线电广播和电视的2~6频道。实测结果表明:在距离输电线路200m的地方,其干扰场强就可忽略不计了。
3、检测标准与危害性
我国已经颁布的《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)、《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)等标准,主要是针对广播电视、微波通信、雷达探测以及各类无线发射台站产生的电磁辐射制定的,适用范围为100 kHz~300 GHz。对于工频为50 Hz的电磁辐射的安全标准,国家环保局HJ/T24-1998《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》推荐以4 kV/m作为居民区工频电场评价标准,以国际辐射保护协会关于对公众全天辐射时的工频限值0.1mT作为磁感应强度的评价标准。这一行业推荐标准被电力专家作为解决电磁辐射污染的适用标准。
在对一般环境的电磁辐射分析中,应主要选用《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88),根据辐射源的主要辐射频率,一般把居民居住的环境按一级安全区做为标准。考虑到对在电磁辐射环境内工作人员的保护,在职业安全卫生领域,采用《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)的相应限值。
以下针对500kV工频高压电场的分布及实测的分析结果:500kV送电导线周围的工频电场强度在100kV/m以下,并随着与导线的距离增大显著衰减,约5m处的场强约为10kV/m,12m处的场强约为4kV/m。 工频电场分布在空间的等值线呈“马鞍形”,对近地面的影响程度与铁塔的高度及架线形式有关。在地面同一高度平面内,布线在一定距离内随距离逐渐增大,在达到最大值点后,又随距离而减小。离地1m高处最大场强出现在边导线外侧约2m处。由计算得知影响范围最大的高度与边导线的高度相当,在13m高处超标影响距离为边导线外约8~9m处,较1m高处远约2m。在考虑输电线的电磁影响时应考虑电磁场的空间分布。另外,实测中感觉到在导线下方及其附近区域有明显的麻电感,在接触金属时有电击痛感,说明在几kV/m的电场下有感应电击产生。如人体接触到异位的金属杆、车辆等尺度较大的金属物体时,感应电击将更加强烈,很可能发生不安全事故,因此在送电导线下有露天作业(如农民)、邻近有住宅时,应采取等电位的防护措施。有此得出结论:对于500kV导线的工频电场,它对人体影响最大处位于与边导线相当的高度;超标(>4kV/m)范围约为导线外侧12m。在承受有感辐射后,认定4kV/m是有条件的安全限值。
值得注意的是,在2001年,世界卫生组织电磁辐射项目接受了国际癌症研究所有关极低频即高压线、变电站电磁场与癌症关系研究的评价结论,把极低频电磁场作为可疑致癌源,与咖啡、苯乙烯、电焊烟雾、汽车尾气等归属为一类致癌物。这个结论是依据其对儿童白血病影响的流行病学调查作出的,其可能引起儿童白血病的磁场强度非常低,远远低于欧美的有关标准限值,也远低于目前我国有关规定的限值。因此,即使不超标也不能说它就绝对没有健康危害。标准是在科学与管理之间制定出来、为管理服务的一种量化值,是用来规范管理的一种技术法规,绝对的安全并不存在。随着经济的发展,新的科研成果的出现,人们对健康要求的提高,标准的限值也会做出相应的调整。
4、防护措施与手段
生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔附近的人员,经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员,生活在现代电器自动化环境中的工作人员,佩带心脏起搏器的患者,生活在上述环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等人员,要特别注意电磁辐射污染的环境指数,并采取相应的措施。
1、在线路选址与线路结构上充分考虑对环境的影响。在线路设计中采取提高导线对地高度、双回路导线逆相布置以及高、低压导线分层架设等措施,都会获得降低地面场强的效果。高压线路电缆铺设也是一种选择。
2、对工作人员采取局部屏蔽和限制工作时间等保护措施。对敏感人群应尽量远离污染源,并做好适当的屏蔽措施,如屏蔽服等。