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电磁辐射传播途径精选(五篇)

发布时间:2023-10-11 17:27:10

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篇电磁辐射传播途径,期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词:电磁辐射;污染;辐射源;传播途径

近些年来,由于无线电广播、无线移动通信以及电视、雷达、遥感等事业的普及与发展,不仅射频设备大幅增加,[1]其功率也呈现逐级增大的趋势,造成人类生存的大气中电磁辐射大幅增加,很多场所已达到能危害人类健康的边限。电磁辐射也成为继大气污染、水污染和噪音污染后的第四污染[2]。而且由于电磁辐射无形、无色、无味,且可以穿透物质,因此电磁污染的危害更应该引起人们的警惕。

1 电磁辐射源的种类

电磁污染源可以分为天然和人为两类电磁污染源。前者是由自然现象引起的,历史由来已久,比如雷电、太阳黑子活动的磁爆、黑体放、银河系恒星爆发等都能产生电磁辐射。

当今世界的电磁污染主要来源于人为电磁辐射污染。人为电磁污染源一般可分为三类,(一)脉冲放电:切断电路的大电流时产生的火花放电,类似于天然电磁污染中的雷[4]电,比如辉光、弧光放电 以及火花放电等。(二)工频场源:无辐射电磁波,但在附近有较强的电磁场,以大功频输电线路产生的电磁污染为主,比如变压器、发电机、交流高电压输电线等。(三)射频场源:射频电磁波是非电离辐射,其辐射总功率正比于电磁波频率的平方,频率越高辐射电磁波的能量越大。

2 电磁辐射污染的传播途径

一般电磁辐射污染的传播途径可以归结为三类。

(1)导线传播,根据集总电路理论,电路中的能量实际上是以电磁波的形式在电路附近的空中传播的,所谓电磁能通过导线进行传播只是一种近似的说法。

(2)空间辐射,电气与电子设备的工作过程类似于一个发射天线,向空间辐射电磁能。这种辐射也分两种,其中电磁能传播以电磁感应方式为主作用于附近的人体,称为近[2]区场,比如微波炉、电磁炉、射频电热器、氦弧焊机、计算机、转换开关以及各种医疗理疗、检测器械等。另一种是以空间放射方式施加于人体,称为远区场,比如无线对讲机、电台和电视台的发射机、雷达、卫星通信装置等。

3 电磁辐射的危害根据中华人民共和国电磁辐射防护规定(GB8702-88)[1,3]8h,电磁辐射防护限值的基本限值为:职业照射在每天工作期间内,任意连续 6min 按全身平均的比吸收率(SAR)应小于 0.1W/kg。公众照射在一天 24h 内,任意连续 6min 按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02w/kg。根据中华人民共和国标准 GB16203-1996《作业场所工频电场卫生标准》规定“作业场所工频电场强度 8h 最高容许量为5kV/m”;根据电力行业标准 DL/T799.7-2002 规定“0.1mT 作为作业场所工频磁场的最高容许量”。对高频射频波和甚高频电磁波等还有专门的卫生标准限值。[4]鉴于此,电磁辐射污染的防护 要注重这些方面:辐射场强、频率、辐射作用时间与作用周期、与辐射源的间距、作业现场环境温度和湿度、受体性别与年龄以及适应与积累作用等。

4 了解我们身边的电磁辐射污染

1)X 射线,X 射线虽然穿透能力强,但如果控制 X 射线量在较小的容许范围内,则影响不大。2)微波炉,所有的微波炉都使用2.45GHz 的微波,其正前方65cm 的地方,可测出 10mGS 的电磁波辐射,距离 2m 开外,测到 1mGS。3)电磁炉,其灶面以上十公分处电磁波强度约840mGS,距离100 公分处电磁波的强度仍有 4.5mGS,远高于安全标准。4)电热毯,其电磁辐射强度一般大于100mG。4)电吹风,1200W 电吹风 15cm 开外电磁辐射值 50mG。5)电动剃须刀,其中交流式剃须刀在电源启动时,在距离剃须刀刃 3cm 处,最大电磁辐射值15000mG。5)电脑,电脑显示器和主机是电脑辐射最大的两个部件。经常使用电脑的建议每工作一小时休息十五分钟,每周工作不超过 32 小时。6)手机,电磁波发生源开始一个波长之内被称作“边近界”,当手机贴在耳朵上时,头部正好处在“边近界”区域,且手机信号刚接通时,输出功率最大,辐射也最大,建议距离人体2.5cm 处[5]。7)电视机,保持与电视机的距离为视屏尺寸乘以 6。

参考文献:

[1]姜槐,许正平.电磁辐射与人体健康[J].中华劳动卫生职业病杂志,2002,Vol.20(4):241-242.

[2]郑燕平,许萍,祝军,吕玉新.浅谈电磁辐 射对人体的危害与防护[J].中国环境管理干部学院学报,2007,Vol.17(2):87-89.

[3]赵玉峰.现代环境中的电磁污染[M].北京:电子工业出版社,2003年11月.

[4]王生浩,文峰, 郝万军,曹阳.电磁污染及电磁辐射防护材料--环境科学与技术,2006,Vol.29(12):96-98.

篇2

【关键词】电磁兼容;电磁干扰源;地线干扰;pcb

1.引言

众所周知,研究电磁兼容主要研究三个方面,电磁干扰源,扰对象,传播途径等等[1]。pcb作为元器件的载体,他的性能将直接影响设备的好坏。只有这三要素同时满足时,电磁干扰才能发生。所以要解决电磁干扰问题时,必须对症下药,消除其中某个因素,就可以达到抑制电磁干扰的效果。

2.印制电路板的电磁环境分析

电磁辐射由空间中的电能量和磁能量两部分组成,如正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷,便会产生电磁能量。从电磁频谱来看,电磁辐射包括低频电磁辐射和高频电磁辐射。两者之间还有无线紫外光、红外线、电波、可见光和微波等。电磁辐射干扰对于电路板正常工作是不可估量的。

3.3 接地在电路板中设计的应用

(1)尽量减小地线阻抗。减小地线阻抗的一个有效办法是将多根导线并联。例如当两根导线并联时,其总电感L为:式中:,分别为两根导线的自感;为两根导线间的互感。

(2)正确选择单点、多点或混合接地。当信号工作频率小于1MHz时,可以采用单点接地。并联单点接主要应用在低频电路中,但是导线过多。串联单点接地主要用在对同类电路或相互干扰较少的电路。多点接地主要适用于高频电路多点接地。混合接地结合了单点接地和多点接地的特性,将设备低频部分就近单点接地,高频部分采用多点接地。

为此,可以针对不同的信号频率及干扰性质,根据系统的结构和功能,采用相应的接地方式,将接地、屏蔽及滤波等措施结合使用。

利用Ansoft Designer对其进行分析,对其E场分布图和近场H 场分布图进行分析可知:发现其存在比较严重的电磁干扰,主要是由于元器件的不合理布局造成的。

因此我们需要从新考虑布局。所以在设备研制初始阶段就开展预测分析和设计,并全面规划实施。把电磁兼容性设计和可靠性设计与产品的基本功能结构设计同时进行,并行开展,在具体的工作中结合实际进行合理的应用。

参考文献

[1]张艳丽,安琪,王砚方.PCB板时钟电路的电磁兼容设计[J].计算机仿真,2004(9).

[2]侯传教,杨智敏,王凯.印制线路EMC设计[J].电子工艺技术,2005(1).

篇3

【关键词】变频器;干扰;抑制

随着科技的发展,变频器以节电、节能、可靠、高效的特性应用于工业控制的各个领域中,同时因其良好的调速、节能性能在钻井设备中也得到了广泛使用。但随之所带来的系统电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术已变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统硬件损坏,有时虽不能损坏系统的硬件,但常使微处理器的系统程序运行失控,导致控制失灵,造成设备和生产事故。

1 变频调速系统的干扰源

电磁干扰也称电磁骚扰,是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外,变频器的逆变器大多采用PWM技术,当工作于开关模式并高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此,变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是电磁干扰源。

变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强,其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。

(1)电磁辐射

变频器若非处在一个全封闭的金属外壳内,它即可通过空间向外辐射电磁波,其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出电压和电流的功率谱是离散的,且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换所引起的辐射干扰相当突出。当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞,则辐射强度与干扰信号的波长有关,当孔洞的大小与电磁波的波长接近时,会形成干扰辐射源向四周辐射,辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射,同样,变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。

(2)传导

上述电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路,与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它配电变压器最终又进入民用低压配电网络,使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。

(3)感应耦合

感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径,当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现,也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现,这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。

根据电磁性的基本原理,形成电磁干扰须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施如下:a)隔离:指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。b)滤波:为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源的干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器,以免传导干扰。c)屏蔽:屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法,通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能为20m以内,且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路及控制回路完全分离,不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。d)接地:实践证明,接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段,良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式,要根据具体情况采用,要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。e)正确安装:变频器对安装环境要求较高,一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃,最高温度不超过50℃;变频器的安装海拔高度应小于1000m,超过此规定应降容使用;变频器不能安装在经常发生振动的地方,对振动冲击较大的场合,应采用加橡胶垫等防振措施;不能安装在电磁干扰源附近;不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境;不能安装在潮湿环境中,如潮湿管道下面,应尽量采用密封柜式结构,并且要确保变频器通风畅通,确保控制柜有足够的冷却风量,其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工艺要求:确保控制柜中的所有设备接地良好,应该使用短、粗的接地线连接到公共地线上;安装布线时将电源线和控制电缆分开,如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉,应成90°交叉布线;使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时,确保未屏蔽之处尽可能短,条件允许时应采用电缆套管。

2 变频器控制系统设计与应用中注意的问题

(1)在设备排列布置时,应注意将变频器单独布置,尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开。

(2)变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护,由于变频器内部有大电容,其放电过程较为缓慢,频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。

(3)控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现,否则,频繁的操作可能损坏内部元件。

(4)除了控制系统与变频器之间必须的控制线外,尽量减少变频器与控制系统不必要的连线,以避免传导干扰。

(5)应注意限制最低转速。在低转速时,电机噪声增大,电机冷却能力下降,若负载转矩较大或满载,可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机,应考虑加大额定功率,或增加辅助的强风冷却。

3 结束语

通过以上对变频器运行过程中存在的干扰问题的分析,提出了解决这些问题的实际方法。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用,存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。随着工业现场和社会环境对变频器要求的不断提高,变频器的EMC问题一定会得到有效解决。

【参考文献】

篇4

关键词:矿用电力机车;电源;电磁干扰;抑制措施;

前言

由于锂离子蓄电池技术的成熟,能量密度和使用安全性的提高,在很多行业都得到广泛应用,随着铅酸电池在煤矿的停止使用,在矿业领域以锂离子蓄电池为动力的机车也成为矿用机车发展的唯一方向。随着2012年5月相关标准的颁布,部分产品在煤矿的实际应用中发现矿用电动车和车载设备都存在比较严重电磁干扰。而锂离子蓄电池本身在使用过程中存在爆炸、自燃等风险需要电池管理系统对锂离子蓄电池进行实时管控,因此提高矿用车载锂离子蓄电池电源和与之关联的动力装置的整体抗电磁干扰能力,对煤矿井下安全生产具有极为重要的意义[1-2]。本文针对在煤矿井下电磁环境复杂条件下,为矿用动力机车电动力系统可靠运行,采取相应的改进措施。

1矿用动力机车电动力系统组成

矿用机车动力系统主要包括:锂离子蓄电池组、集成发动机启动器、发动机、矿用电池管理系统(BMS),直流开关电源(DC-DC),如图1所示。电力机车用开关电源本身就是一个大的电磁干扰源,同时煤矿井下环境相对封闭,也充满了各种高压电气设备和变频器设备,各种辐射的叠加,造成了较为复杂的电磁环境。通过对矿用电力机车的一种———无轨胶轮车各部件单独工作状态的测试分析发现,开关电源和驱动电机为环境的主要干扰源,而电池管理系统主要负责整个系统的动力和对电池的安全管理,是最需要进行电磁保护的模块[3-4]。

2井下电磁干扰分析

2.1开关电源的干扰机理

矿用电力无轨胶轮车开关电源的主要干扰方式为:高频电流回路中容易产生极大的di/(dt),形成浪涌电流,诱发磁场辐射源对空间形成磁场辐射;各级电压变化的节点,特别在车辆启停和突然加速阶段会产生极高的du/(dt),整个电路中以传导的方式对电池管理系统造成干扰并对周围环境进行辐射干扰[5]。

2.2发动机控制器

发动机控制器采用的是脉冲宽度调制方式对矿用电力无轨胶轮车发动机进行控制,同开关电源启动一样会产生很大的高频脉冲信号,其具有很大的du/(dt)。当逻辑电路给驱动电机提供一个高电平的控制信号时,半导体材料开关的集电极和发射极电压近似为0,即当逻辑电路给驱动电压提供一个低电平的控制信号时,半导体材料开关的集电极和发射极电压近似为Ud,当发动机控制器不断动作,必然会伴随一个瞬时的上升和下降时间,集电极和发射极之间就会形成一个近似梯形的脉冲电压,如图2所示,梯形波电压幅值越大即集电极和发射极之间幅频特性的幅值越大,当控制器件产生较大的du/(dt)时,通过电缆中的寄生电容产生共模干扰电流,ic(t)=Cdudt该共模干扰产生电磁干扰在频率一般分布在几千赫兹到约三十兆赫兹之间。

2.3发动机

目前矿用电力无轨胶轮车的主要动力为ISG电机,该种电机的电流幅值和频率随着路况、车速以及输出功率频繁变化,其电机转速与三向电流频率之间的关系为:(1)P为ISG电机对数,通常电机对数为4;矿用电力无轨胶轮车启动阶段电机转速约为700~900r/min,在机车不同工况行驶阶段电机转速约为900~3500r/min,其中任一相电流A的表达式为:f(t)=f(t+kT)(2)傅里叶级数展开为:式中第一项为直流分量,第二项以后为基波分量和其他高次谐波。随着工况及车载电源的不同,矿用电动机车电源输入端的电流通常在60A~200A之间变化,频率范围在45~200Hz之间,同时根据式(3)谐波电流的幅值随谐波次数叠加而快速减小,因此6次以后的谐波对周围电磁辐射可基本忽略,所以矿用电动机车发动机及相应的动力电缆上产生的主要是低频电磁干扰[6]。

3电磁干扰解决方案

各种可能产生电磁场的设备对周围形成的干扰都需要具备三个要素:干扰源、干扰传播路径和易扰的敏感设备,这三个要素任何一个要素得到抑制,整个电磁兼容效果都会得到改善。由于煤矿井下生产特殊环境的限制,在相对狭小封闭的空间内有大量的高压电气和变频器设备并且在现有技术水平下不会有太大改变,所以只能接受外部干扰源的客观存在,而解决干扰的方式就是通过结构、材料、电气电路等的改进削弱干扰的传播途径和加强对敏感设备的保护,同时抑制自身内部的干扰源的产生。(1)优化传播途径中的干扰,首先改进屏蔽体结构,在装配面涂导电胶并编制金属丝线增加对干扰源的屏蔽能力;通过设计多个穿腔端子的方式使普通信号和相对高频信号通过不同的穿腔端子实现各隔爆腔之间的通讯,并配置屏蔽电缆增加接地点,使信号间相互隔离,该种方法可以较好的解决矿用电动机车发动机所产生的低频干扰。(2)增强易扰敏感设备的抗干扰能力,在各个易扰敏感模块的电源端并入适量的电容,旁路开关电源和电机启动带来的高频干扰,必要时加入电源滤波模块隔离输出的干扰信号。

4结论

经过对已取得煤矿安标的矿用电力无轨胶轮车整体电控系统电磁兼容性重新设计,矿用电力无轨胶轮车电控系统的工作稳定性,电源管理系统的抗干扰能力和发动机等动力模块的干扰抑制能力得到有效的提高。针对在矿用井下环境矿用电力无轨胶轮车的试验和数据分析,为丰富提高矿用电力机车的电磁兼容性优化设计,进一步完善行业检验方法的起草、检验有效性阀值的选取提供理论依据、行业标准的制定提供理论依据。

参考文献

[1]李博.矿用车载型锂离子电源管理系统设计[J].金属矿山,2012.455(5):134-138.

[2]李博.煤矿井下备用电源网络化电池管理系统研究[J].自动化与仪器仪表,2012(6):42-45.

[3]石晶,李运杰,程浩.动力电池组均衡充电的研究[J].辽宁工业大学学报(自然版),2013(4):96-99.

[4]陈特放,刘骞等.电力机车用110V大功率高频开关电源电磁兼容性[J].中国铁道科学,2005.26(3):100-105.

[5]李和明,张丽霞,颜湘武,等.动力蓄电池组测试系统中双向直流滤波器设计[J].中国电机工程学报,2009,29(9):1-7.

篇5

当车轮通过钢轨接头、道岔、车轮踏面擦伤和剥离在钢轨上运行时由于冲击而产生的噪声。三是摩擦噪声(或尖啸声),车辆通过小半径曲线和道岔时产生的频率较高的刺耳的“吱吱”声。在曲线区段,尽管车轮踏面有一定锥度,车辆仍然不能以纯滚动运行,要产生局部的横向蠕动,即所谓“卡滞—滑动效应”,结合车轮和轨道的振动响应,从而形成一种高音调强烈刺耳的尖啸声。了解噪声源(即噪声的发源地)、途径(即噪声是如何进行传送的)、接受点(即听见噪声的人所处的位置)就可以有针对性地寻求降低噪声的措施和途径,对现存噪声进行防护,最大限度地减少对人体造成的损害。2)噪声源强苏州轨道交通一号线营运期间,列车通过时产生的噪声和路边噪声叠加,对沿线环境将产生较大影响;地下线路隧道出入口的噪声以及风亭噪声将影响局部声环境;其它还有车辆段和变电所噪声等。各类噪声源强见表1和表2。另外,各种施工机械、运输车辆等将形成较强的噪声源,声级可达76~90dB(A),在居民住宅集中区、学校等噪声敏感区施工时,都会产生噪声污染。

1)振动的产生与传播机理轨道交通振动主要是由车轮与钢轨的相互作用而产生,行驶中的列车。通过轮轨接触点引起钢轨周期性的上下振动,再从道床传入地面,这是轨道的一种基本振动;当车轮经过钢轨接缝处或钢轨表面出现磨损时,车轮撞击这些不连续部位就会在垂直速度上产生瞬时变化,这一变化可导致轮轨接触点激发出巨大的力,从而激励车辆和钢轨振动,这是一种冲击振动。轨道交通列车在地下行驶时,将会引起隧道振动,这种振动能通过地下土壤传送到轨道交通附近的建筑物内,将再次引起结构物的振动(如图1所示)。这种振动干扰不仅对地铁沿线民宅、学校和医院产生不良影响,而且可能对沿线基础较差的建筑物造成损害。振动波在土介质中的传递过程,其作用机理及传播特性与地震基本相同。这些振动波遇到自由界面时,在一定条件下重新组合,形成一种弹性表面波,随着离振源距离的不同,它们之间的能量也在改变。地面段的地表振动是列车行驶时轮轨相互撞击产生振动图1地铁振动产生与传播示意的直接结果。轮轨撞击以振动的方式传向道床,再经道床传向大地。列车行驶在高架桥上,轮轨撞击造成的振动向轨枕、道床及各种构件传递振动能量,从而激发跨梁和墩台也发生振动,并通过桥墩引起地表振动向外传播。2)振动源强隧道振动的强弱主要取决于隧道的结构与重量、行车速度、轮轨表面磨损程度及隧道周围的地层状况。据调查,隧道加重一倍,其振动可减小5dB;车轮表面磨损严重时,能使隧道振动增加10dB,并使高频振动成分增加。经测试,隧道底面的最大振动级发生在250Hz附近,由于隧道周围地层对高频振动的吸收,所测得的地表振动频率以63.5Hz为最高。苏州地铁轨下振动源强类比国内已建成地铁振动源强给出(见表3)。地下线在车速为45km/h,距线路1m处Z振级为85dB;地面线在碎石道床条件下,车速为45m/h,距线路1m处Z振级为100dB。

苏州轨道交通一号线电磁辐射发生源分为固定污染源、流动污染源和通信系统电磁辐射污染源。1)固定污染源固定污染源主要是苏州乐园站和星明街站附近的两座主变电站(110kV/35kV)。2)流动污染源列车受电弓在接触网的导线上滑动时,由于接触电阻的变化产生电平相对稳定的频带很宽的无线电干扰电波;由分离开的一系列脉冲产生连续噪声,该脉冲系列的出现是随机的,其周期也有长有短,这类噪声是在一般正常运行速度下产生的,此类成份随速度的提高而增加;因振动或接触导线有不光滑的地方,滑板和接触导线之间经常出现部分接触不良并形成火花放电,产生孤立的脉冲干扰电波。滑板与接触导线间的射频干扰电流沿接触网传播并向空间辐射,其电磁辐射的影响将随列车的运动、其地点变换和时间而变化。3)通信系统电磁辐射污染源苏州轨道交通一号线无线通信系统对周围环境的电磁辐射污染影响主要是450~460MHz或806~821MHz频段、150/280MHz频段和900MHz/1800MHz频段的电磁波辐射。2.4景观环境苏州市是著名的历史文化名城和国家重点旅游城市,其建筑物具有鲜明的江南水乡特色。苏州古城坐落在水网之中,街道依河而建,水陆并行,建筑临水而造,前巷后河,小巧秀美,形成“小桥、流水、人家”的独特风貌。如何将散布于城市中的车站和风亭等建筑物,尤其是建于公园等旅游点和风景点附近的建筑物和周围景观和谐地统一起来,也是本工程的主要环境问题之一。地铁风亭、声屏障等建筑物如设计不当,将造成景观障碍,从另一个角度看,若这些建筑物的设计能反映苏州江南水乡的风俗民情特点,将建筑物融入所处环境中,亦能形成新的城市景观小品,起到美化城市的效果。

主要环境问题防控对策

1噪声污染防治措施

降低噪声、减小振动主要是通过衰减振源、避免结构共振、隔离传播途径、吸声等方法进行,应根据不同的防治目标确定最佳的防治措施。3.1.1声源治理措施对于轨道交通系统来说线路防振降噪和机车防振降噪两个方面是有一定限度的,从振源及声源进行控制是根本途径。为此,苏州轨道交通一号线从规划设计上着手,采取了下列控制声源的措施。全线正线、出入段线、试车线铺设无缝线路,可有效降低列车运行噪声源强。在风亭风机的风道中设置片式消声器,平均降噪量按20~25dB设计,风亭口排放噪声按《城市区域环境噪声标准》控制;选用低噪声冷却塔,风口朝向背离敏感建筑。合理布置车辆段的高噪声设备和车间的位置,并采取必要的消声减振措施。3.1.2设置声屏障城市轨道交通噪声传播的主要媒介是空气。控制噪声传播途径的基本原理是在噪声传播过程中,在声源和接受点之间设置声屏障,可明显干涉声波传播,避免声直达,使受声点只接受透射声和绕射声,并可利用屏障本身所具有的吸音性能在传播途径中消耗声能量,以降低接受点的声能强度。根据环评报告所确定的噪声敏感区,苏州轨道交通一号线声屏障设计范围为灵天路至车辆段两侧以及试车线西侧的居民楼。结合沿线的敏感建筑物高度、距离线路的位置、列车声源的位置及噪声标准要求,采用直立式全封闭声屏障。其中5.5m高的声屏障,从下部往上3.0~4.0m部分设置为透明部分,其余为吸声板,顶部为透明耐力板(抗紫外线聚碳酸酯板)。声屏障吸声部分采用波浪型吸声板,颜色和周围环境相协调,使轨道交通噪声声源通过声屏障两侧端辐射或绕射至受声点的声级值比通过声屏障顶端绕射后到达受声点的声级值低10dB(A)以上。根据有关部门测量结果,苏州一号线投入运行后,敏感地段噪声都没有超标。

2振动污染防治措施

2.1振动源减缓措施苏州轨道交通一号线设计针对轨道的振动源、振动路径采取了减振及隔振处理,使列车在运行中引起的振动得到有效的衰减,满足环保要求,体现了地铁“以人为本”的设计理念。①钢轨接头是产生轮轨冲击的主要因素之一,全线正线、出入段线、试车线采用重型钢轨无缝线路和双层橡胶垫板的弹性分开式扣件,以减少轮轨间的冲击,起到减振、减噪的作用,可以达到一定减振效果。②为减小梁轨作用力,在梁端,扣件的轨下垫板采用复合胶板;在梁中部,扣件的轨下垫板采用普通橡胶垫板。③根据环保要求,采取分级减振措施。一般减振地段(减振要求<5dB)采用弹性减振扣件,较高减振地段(减振要求<10dB)采用轨道减振器扣件减振。④控制轨道不平顺是降低轮轨之间振动与噪声的有效措施,加强轨道不平顺管理,制定严格的养护维修计划,定期对钢轨顶面不平度进行打磨、车轮镟圆,使轨面平顺,轮轨接触良好,以减少振动和噪声。测试结果表明:钢轨打磨后,在振动频率为8~100Hz范围内,振动水平下降4~8dB,站台上的振动水平下降5~15dB。2.2轨道减振措施苏州轨道交通一号线为了轨道减振,采取了下列措施:①轨道专业的减振措施以敏感点所在功能区标准为依据;②本工程预测振动超标值不大,对环评预测的控保建筑,采用轨道减振器扣件可降低振动10dB左右;③对所在功能区,按1类标准预计白天振动超标的地区采用轨道减振器扣件降低振动、固体声的影响;④两线交叉地段的减振问题是各城市轨道交通网络化建设之后带来的新问题,为避免两线间的相互振动空腔放大作用,减小两线间的振动相互干扰,减少两结构之间的动荷载传递,应采取轨道减振器扣件减振。2.3全线减振措施①道岔采用可焊接的9号曲线型尖轨道岔,消除接头;②对钢轨顶面不平度进行打磨,使轨面平顺,轮轨接触良好,以减少振动和噪音;③小半径曲线钢轨侧面涂油,不仅可减少钢轨侧面磨耗,也可减少由摩擦和不均匀磨耗引起的轮轨振动与噪声;④轨道施工时,严格控制施工技术标准,对轨道进行经常性的养护维修,保持其良好状态,保证列车运行平稳。苏州轨道交通一号线设计采用轨道减振器扣件减振,可以使轨道交通沿线基本达到1类居民、文教区标准。采用轨道减振器扣件减振的轨道长度为单线13742m。对沿线有较高减振和特殊减振地段,分别采用了轨道减振器扣件和钢弹簧浮置板道床减振。

3电磁辐射污染防治措施

①主变电站110kV高压进线采用地下电缆,考虑土壤及电缆自身绝缘的屏蔽作用,可有效防止高压输电线的电磁辐射影响;②变电站采用户内型,变电设备置于室内,房屋建筑可以屏蔽一部分电磁辐射,避免阴雨天的高压放电;③高架线路接触网接头尽量避免设置在居民住宅附近,以降低受电弓离线打火对居民电视收视效果的影响。

4绿化及景观优化设计