電磁輻射與防護

電磁輻射與防護

電磁輻射評價與防護技術

一. 電磁輻射的(de)若幹基本概念

1． 常見的(de)電磁輻射源

2． 電磁輻射場(chǎng)區(qū)的(de)劃分(fēn)

2.1 近區(qū)場(chǎng)及特點

2.2 遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)及特點

2.3 近區(qū)場(chǎng)與遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)劃分(fēn)的(de)意義

　 二．電磁輻射污染的(de)簡單測試

1．根據測試對(duì)象及環境選用(yòng)測試儀器

2．電磁輻射測量采用(yòng)的(de)計量單位

三．電磁輻射危害人(rén)體的(de)機理(lǐ)

1．熱(rè)效應

2．非熱(rè)效應

3．累積效應

四．測試結果的(de)分(fēn)析及不同類型防護設備的(de)選用(yòng)

1. 測試結果的(de)分(fēn)析及電磁輻射方面國标的(de)選用(yòng)

2. 根據測試結果選用(yòng)電磁個(gè)體防護設備

3． 電磁輻射個(gè)體防護産品的(de)使用(yòng)範圍

4． 對(duì)電磁輻射區(qū)内工作人(rén)員(yuán)的(de)防護措施

5． 國内電磁輻射防護材料的(de)最新研究動态

　 附件：工頻(pín)電磁輻射的(de)危害

随著(zhe)現代科技的(de)高(gāo)速發展，一種看不見、摸不著(zhe)的(de)污染源日益受到各界的(de)關注，這(zhè)就是被人(rén)們稱爲“隐形殺手”的(de)電磁輻射。今天，越來(lái)越多(duō)的(de)電子、電氣設備的(de)投入使用(yòng)使得(de)各種頻(pín)率的(de)不同能量的(de)電磁波充斥著(zhe)地球的(de)每一個(gè)角落乃至更加廣闊的(de)宇宙空間。對(duì)于人(rén)體這(zhè)一良導體，電磁波不可(kě)避免地會構成一定程度的(de)危害。

一． 電磁輻射的(de)若幹基本概念

1. 常見的(de)電磁輻射源

一般來(lái)說，雷達系統、電視和(hé)廣播發射系統、射頻(pín)感應及介質加熱(rè)設備、射頻(pín)及微波醫療設備、各種電加工設備、通(tōng)信發射台站、衛星地球通(tōng)信站、大(dà)型電力發電站、輸變電設備、高(gāo)壓及超高(gāo)壓輸電線、地鐵列車及電氣火車以及大(dà)多(duō)數家用(yòng)電器等都是可(kě)以産生各種形式、不同頻(pín)率、不同強度的(de)電磁輻射源。

2.電磁輻射場(chǎng)區(qū)的(de)劃分(fēn)

電磁輻射場(chǎng)區(qū)一般分(fēn)爲遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)和(hé)近區(qū)場(chǎng)。

2.1近區(qū)場(chǎng)及特點

以場(chǎng)源爲中心，在一個(gè)波長(cháng)範圍内的(de)區(qū)域，通(tōng)常稱爲近區(qū)場(chǎng)，也(yě)可(kě)稱爲感

應場(chǎng)。近區(qū)場(chǎng)通(tōng)常具有如下(xià)特點：

 近區(qū)場(chǎng)内，電場(chǎng)強度與磁場(chǎng)強度的(de)大(dà)小沒有确定的(de)比例關系。即：E377H。一般情況下(xià)，對(duì)于電壓高(gāo)電流小的(de)場(chǎng)源(如發射天線、饋線等)，電場(chǎng)要比磁場(chǎng)強得(de)多(duō)，對(duì)于電壓低電流大(dà)的(de)場(chǎng)源(如某些感應加熱(rè)設備的(de)模具)，磁場(chǎng)要比電場(chǎng)大(dà)得(de)多(duō)。

 近區(qū)場(chǎng)的(de)電磁場(chǎng)強度比遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)大(dà)得(de)多(duō)。從這(zhè)個(gè)角度上說，電磁防護的(de)重點應該在近區(qū)場(chǎng)。

 近區(qū)場(chǎng) 的(de)電磁場(chǎng)強度随距離的(de)變化(huà)比較快(kuài)，在此空間内的(de)不均勻度較大(dà)。

2.2遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)及特點

在以場(chǎng)源爲中心，半徑爲一個(gè)波長(cháng)之外的(de)空間範圍稱爲遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，也(yě)可(kě)稱爲輻射場(chǎng)。遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的(de)主要特點如下(xià)：

 在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)中，所有的(de)電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播，這(zhè)種場(chǎng)輻射強度的(de)衰減要比感應場(chǎng)慢(màn)得(de)多(duō)。

 在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，電場(chǎng)強度與磁場(chǎng)強度有如下(xià)關系： 在國際單位制中，E=377H，電場(chǎng)與磁場(chǎng)的(de)運行方向互相垂直，并都垂直于電磁波的(de)傳播方向。

 遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)爲弱場(chǎng)，其電磁場(chǎng)強度均較小。

2.3近區(qū)場(chǎng)與遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)劃分(fēn)的(de)意義

通(tōng)常，對(duì)于一個(gè)固定的(de)可(kě)以産生一定強度的(de)電磁輻射源來(lái)說，近區(qū)場(chǎng)輻射

的(de)電磁場(chǎng)強度較大(dà)，所以，我們應該格外注意對(duì)電磁輻射近區(qū)場(chǎng)的(de)防護。對(duì)電磁輻射近區(qū)場(chǎng)的(de)防護，首先是對(duì)作業人(rén)員(yuán)及處在近區(qū)場(chǎng)環境内的(de)人(rén)員(yuán)的(de)防護，其次是對(duì)位于近區(qū)場(chǎng)内的(de)各種電子、電氣設備的(de)防護。而對(duì)于遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，由于電磁場(chǎng)強較小，通(tōng)常對(duì)人(rén)的(de)危害較小，這(zhè)時(shí)我們應該考慮的(de)主要因素就是對(duì)信号的(de)保護。另外，應該有對(duì)近區(qū)場(chǎng)一個(gè)概念，對(duì)我們最經常接觸的(de)從短波段30MHz到微波段的(de)3000MHz的(de)頻(pín)段範圍，其波長(cháng)範圍從10米到1米。

二．電磁輻射污染的(de)簡單測試

1． 根據測試對(duì)象及環境選用(yòng)測試儀器

在對(duì)某電子、電氣設備的(de)電磁輻射進行測試時(shí)，需要注意以下(xià)問題。盡可(kě)

能多(duō)的(de)了(le)解此電子、電氣設備的(de)各種電氣指标、運行參數，在此前提下(xià)，确定采用(yòng)不同的(de)測試儀器。一般來(lái)說，對(duì)近區(qū)場(chǎng)的(de)電磁測試，如果測試頻(pín)段在短波段或微波段，可(kě)選用(yòng)國産的(de)701型三維場(chǎng)強計或其它三維場(chǎng)強計，其測試頻(pín)率範圍大(dà)緻在幾百KHz至1GHz左右。對(duì)變電站或高(gāo)壓、超高(gāo)壓輸電線進行測試時(shí)，應選用(yòng)工頻(pín)電磁場(chǎng)測試設備。對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)測試時(shí)，根據不同的(de)測試頻(pín)段，可(kě)選用(yòng)頻(pín)譜儀或幹擾場(chǎng)強測試儀。測試時(shí)，應按照(zhào)《輻射環境保護管理(lǐ)導則電磁輻射監測儀器和(hé)方法》HJ/T10.2-1996的(de)要求進行測試。

2． 電磁輻射測量采用(yòng)的(de)計量單位

通(tōng)常，對(duì)大(dà)于300MHZ的(de)微波頻(pín)段，采用(yòng)平均功率密度W/cm2作爲計量單位，

小于300MHZ的(de)頻(pín)段，采用(yòng)電場(chǎng)強度V/m和(hé)磁場(chǎng)強度A/m作爲計量單位。在進行電磁環境測量時(shí)，幹擾場(chǎng)強國家計量标準采用(yòng)單位爲V/m，用(yòng)分(fēn)貝表示時(shí)，1V/m=0dB。

三．電磁輻射危害人(rén)體的(de)機理(lǐ)

電磁輻射危害人(rén)體的(de)機理(lǐ)主要是熱(rè)效應、非熱(rè)效應和(hé)累積效應等。

1．熱(rè)效應：人(rén)體70%以上是水(shuǐ)，水(shuǐ)分(fēn)子受到電磁波輻射後相互摩擦，引起機體升溫，從而影(yǐng)響到體内器官的(de)正常工作。

2．非熱(rè)效應：人(rén)體的(de)器官和(hé)組織都存在微弱的(de)電磁場(chǎng)，它們是穩定和(hé)有序的(de)，一旦受到外界電磁場(chǎng)的(de)幹擾，處于平衡狀态的(de)微弱電磁場(chǎng)即将遭到破壞，人(rén)體也(yě)會遭受損傷。

3．累積效應：熱(rè)效應和(hé)非熱(rè)效應作用(yòng)于人(rén)體後，對(duì)人(rén)體的(de)傷害尚未來(lái)得(de)及自我修複之前（通(tōng)常所說的(de)人(rén)體承受力---内抗力），再次受到電磁波輻射的(de)話(huà)，其傷害程度就會發生累積，久之會成爲永久性病态，危及生命。對(duì)于長(cháng)期接觸電磁波輻射的(de)群體，即使功率很小，頻(pín)率很低，也(yě)可(kě)能會誘發想不到的(de)病變，應引起警惕。

多(duō)種頻(pín)率電磁波特别是高(gāo)頻(pín)波和(hé)較強的(de)電磁場(chǎng)作用(yòng)人(rén)體的(de)直接後果是在不知不覺中導緻人(rén)的(de)精力和(hé)體力減退，容易産生白内障、白血病、腦(nǎo)腫瘤，心血管疾病、大(dà)腦(nǎo)機能障礙以及婦女(nǚ)流産和(hé)不孕等，甚至導緻人(rén)類免疫機能的(de)低下(xià)，從而引起癌症等病變。

權威統計數字表明(míng)：經常在顯示器前工作的(de)人(rén)群中，上述疾病的(de)發病率明(míng)顯高(gāo)于普通(tōng)人(rén)群。電磁輻射是主要原因之一。

四．測試結果的(de)分(fēn)析及不同類型防護設備的(de)選用(yòng)

1.測試結果的(de)分(fēn)析與電磁輻射方面國标的(de)選用(yòng)

在對(duì)輻射源周圍環境進行電磁輻射測試之後，應将電磁測試結果與相應的(de)

國标做(zuò)對(duì)照(zhào)，我國已經頒布的(de)電磁兼容方面的(de)環境标準及法規有數十項，應根據現場(chǎng)的(de)情況，采用(yòng)适合此環境的(de)國标或行業标準。

最常用(yòng)的(de)電磁方面的(de)标準是《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)、《環境電磁波衛生标準》(GB9175-88)、 工業、科學、醫療射頻(pín)設備無線電幹擾輻射允許值(GB4824.1-84)。各标準限值如下(xià)。

表1 公衆導出限值 （GB8702-88）

頻(pín)率範圍

MHz 電場(chǎng)強度

V/m 磁場(chǎng)強度

A/m 功率密度

W/m2

0.1  3 40 0.1 40

3  30 67/

0.17/

12/f

30  3000 12 0.032 0.4

3000  15000 0.22/

0.001/

F/7500

15000  30000 27 0.073 2

表2 環境電磁波容許輻射強度分(fēn)級标準(GB9175-88)

波長(cháng) 單位 容許場(chǎng)強

一級（安全區(qū)） 二級（中間區(qū)）

長(cháng)、中、短波 V/m  10  25

超短波 V/m  5  12

微波 μW/cm2  10  40

混合 V/m

按主要波段場(chǎng)強；若各波段場(chǎng)強分(fēn)散，則按複合場(chǎng)強加權确定。

在對(duì)一般環境的(de)電磁輻射分(fēn)析中，應主要選用(yòng)《環境電磁波衛生标準》主要選用(yòng)《環境電磁波衛生标準》(GB9175-88)，根據輻射源的(de)主要輻射頻(pín)率，參照(zhào)表2，找到其輻射強度限值。注意掌握三個(gè)标準限值，一般我們把居民居住的(de)環境按一級安全區(qū)處理(lǐ)，則其标準限值爲：在長(cháng)、中、短波，電場(chǎng)強度應小于10V/m；在超短波段，電場(chǎng)強度應小于5V/m；在微波波段，其輻射功率密度應小于10μW/cm2。考慮到對(duì)在電磁輻射環境内工作人(rén)員(yuán)的(de)保護，我們建議(yì)在職業安全衛生領域，采用(yòng)《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)的(de)相應限值。

将測試結果與國标對(duì)照(zhào)後，如果發現測試結果超過國标限值，應考慮采取防護措施。首先應該考慮在輻射源的(de)設備上采取措施，盡可(kě)能将其輻射值降低至國标限值之下(xià)。如果因爲條件所限，無法降低輻射源周圍的(de)電磁場(chǎng)強度，而作業人(rén)員(yuán)又必須在此環境下(xià)工作，或其它人(rén)員(yuán)必須在此環境下(xià)生活，則對(duì)這(zhè)些人(rén)員(yuán)應該采取個(gè)體防護措施。

2．根據測試結果選用(yòng)電磁個(gè)體防護設備

随著(zhe)人(rén)們物(wù)質文化(huà)水(shuǐ)平的(de)不斷提高(gāo)，各種家用(yòng)電器：彩電、錄像機、VCD、家用(yòng)電腦(nǎo)、微波爐、電磁爐、無繩電話(huà)、手機等相繼進入千家萬戶，這(zhè)些家用(yòng)電器和(hé)電子設備在使用(yòng)過程中都會向環境空間發射與漏洩一定強度的(de)電磁波，電磁輻射已成爲繼水(shuǐ)污染、大(dà)氣污染、噪聲污染之後當今人(rén)們生活中的(de)第四大(dà)污染。因此，許多(duō)研究機構和(hé)生産廠家都在相繼研究開發防電磁輻射的(de)民用(yòng)産品，以減少電磁輻射對(duì)人(rén)類健康的(de)危害。現在看來(lái)，穿著(zhe)防電磁輻射的(de)服裝是比較方便有效的(de)方法。

一般來(lái)說，作業人(rén)員(yuán)所處環境的(de)電磁場(chǎng)強度超過國标限值或者作業人(rén)員(yuán)所處環境的(de)電磁場(chǎng)強度未超過國标限值，但與此限值比較接近，而作業人(rén)員(yuán)又需要長(cháng)時(shí)間在此環境工作時(shí)，都應考慮采用(yòng)輻射防護用(yòng)品。選用(yòng)個(gè)體防護産品時(shí)，應首先确定電磁輻射的(de)衰減度，然後，參照(zhào)各種産品說明(míng)中對(duì)電磁波的(de)衰減參數，确定使用(yòng)何種形式的(de)防護用(yòng)品。降低電磁輻射方面的(de)個(gè)體防護用(yòng)品主要包括防護服裝、防護眼鏡及輻射防護屏。 目前國内已經開發出多(duō)種面料的(de)防護服裝。防護服裝中有：防護襯衫，防護圍裙，防護馬甲，防護大(dà)褂，護胎寶，孕婦裙，夾克套裝等，此外還(hái)有用(yòng)于設備屏蔽的(de)屏蔽布等。表3列出了(le)常用(yòng)的(de)電磁輻射方面的(de)個(gè)體防護産品、制成材料及屏蔽效能。

防護服裝是根據屏蔽或吸收原理(lǐ)制作的(de)。防護眼鏡是用(yòng)于保護操作人(rén)員(yuán)的(de)眼鏡免受傷害，對(duì)于防護眼鏡的(de)要求是：透視度要足夠高(gāo)，不影(yǐng)響視線；屏蔽效果要好（原則上應保證屏蔽後場(chǎng)強控制在國标限值之下(xià)）；重量輕，鏡面啓動靈活。防護眼鏡的(de)基本材料是金屬網或金屬膜。

表3 常用(yòng)電磁輻射個(gè)體防護産品

品名 分(fēn)類與規格 采用(yòng)功能性的(de)材料 屏蔽效能

男(nán)襯衫 不鏽鋼纖維 20-30dB

女(nǚ)襯衫 不鏽鋼纖維 20-30dB

男(nán)短袖襯衫 不鏽鋼纖維 20-30dB

女(nǚ)短袖襯衫 不鏽鋼纖維 20-30dB

防護圍裙 A 不鏽鋼纖維 20-30dB

B 金屬化(huà)鍍膜材料

防護馬甲 A 不鏽鋼纖維 20-30dB

B 金屬化(huà)鍍膜材料 20-30dB

防護大(dà)褂 A 不鏽鋼纖維 30-40dB

B 金屬化(huà)鍍膜材料 30-40dB

孕婦裙 不鏽鋼纖維 20-30dB

肚兜 不鏽鋼纖維 20-30dB

孕婦褲 不鏽鋼纖維 20-30dB

夾克防護套裝 不鏽鋼纖維 30-40dB

屏蔽布 A 不鏽鋼纖維布 50-58dB

B 化(huà)鍍鍍膜布 50－58dB

屏蔽布(面料) 不鏽鋼纖維 20-30dB

屏蔽裏子綢 不鏽鋼纖維 10－18dB

屏蔽襯衫布 不鏽鋼纖維 20-30dB

防護屏(玻璃) 14－17寸鍍膜 20-25dB

防護鏡 平鏡 鍍膜 10-15dB

近視及其它功能 鍍膜 10-15dB

制成防護服裝的(de)面料對(duì)于電磁波的(de)防護起著(zhe)決定性的(de)作用(yòng)。因此在選用(yòng)電磁輻射防護服裝時(shí)，應了(le)解防護服裝所采用(yòng)的(de)面料，是否是大(dà)的(de)專業廠家制造的(de)，并且是否有電磁輻射專業檢測部門的(de)檢測證書(shū)。在确保這(zhè)兩條的(de)前提下(xià)，再考慮服裝的(de)做(zuò)工和(hé)美(měi)觀是否符合要求。

3．電磁輻射個(gè)體防護産品的(de)使用(yòng)範圍

電磁輻射個(gè)體防護産品可(kě)應用(yòng)于：

 直接從事電磁波作業及間接接受電磁影(yǐng)響人(rén)員(yuán)的(de)防護；

 帶心髒起搏器及其他(tā)對(duì)電磁輻射敏感人(rén)群的(de)防護；

 可(kě)與其他(tā)吸波材料配合，制成多(duō)頻(pín)譜兼容僞裝隐身材料，将在現代軍事戰争中發揮重要作用(yòng)。

 除了(le)上述個(gè)體防護的(de)範圍以外，還(hái)可(kě)根據實際需要，做(zuò)成窗(chuāng)簾、屏幛，對(duì)特殊環境予以防護；做(zuò)成罩、套，對(duì)有關的(de)電磁波輻射源進行屏蔽防護。

4． 對(duì)電磁輻射區(qū)内工作人(rén)員(yuán)的(de)防護措施

 推測或檢測到射頻(pín)功率密度超過50W/cm2的(de)區(qū)域，應認爲是電磁輻射

潛在危險區(qū)。

 人(rén)員(yuán)容易誤入的(de)危險區(qū)域應設有警告标記。除非有緊急情況，凡經計

算(suàn)或用(yòng)場(chǎng)強計測量超過50W/cm2的(de)區(qū)域，不允許人(rén)員(yuán)在未采取防護措施的(de)情況下(xià)進入。

 應防止大(dà)功率信号發生器在試驗過程中放電，因爲它将對(duì)其周圍區(qū)域

内産生大(dà)于50W/cm2的(de)電磁輻射。在做(zuò)此類操作時(shí)，應用(yòng)假負載或其它吸收材料吸收其輸出能量。

 應利用(yòng)保護用(yòng)品使輻射危害減至最小。必須保證在發射天線射束區(qū)内工作

的(de)維護人(rén)員(yuán)穿好保護服裝。

 應該禁止身上帶有金屬移植件，心髒起搏器等輔助裝置的(de)人(rén)員(yuán)進入電

磁輻射區(qū)。

 應給受到輻射源，電磁能和(hé)高(gāo)壓裝置輻射的(de)人(rén)員(yuán)作定期身體檢查。

5．國内電磁輻射防護材料的(de)最新研究動态

随著(zhe)人(rén)們對(duì)電磁環境的(de)重視和(hé)科學技術的(de)進步，近一兩年來(lái)，又有許多(duō)新型的(de)屏蔽織物(wù)研制成功。比較典型的(de)是由北(běi)京某公司研制的(de)新型防輻射服裝面料，這(zhè)種服裝面料是用(yòng)不鏽鋼纖維、棉纖維、滌纖維和(hé)麥飯石纖維混合紡織而成的(de)，這(zhè)種面料做(zuò)起來(lái)的(de)服裝穿起來(lái)和(hé)普通(tōng)服裝沒什(shén)麽差别，但具有防電磁輻射、抗靜電、耐洗滌、透氣性好、柔軟、舒适和(hé)保健等功能。

此外，上海研制成功采用(yòng)多(duō)離子織物(wù)和(hé)金屬化(huà)纖維織物(wù)的(de)電磁輻射屏蔽材料。多(duō)離子織物(wù)是采用(yòng)目前國際最先進的(de)物(wù)理(lǐ)和(hé)化(huà)學工藝，對(duì)纖維進行離子化(huà)處理(lǐ)。該産品以吸收爲主，将有害的(de)電磁輻射能量通(tōng)過織物(wù)自身的(de)特殊原理(lǐ)轉變成熱(rè)能散發掉，從而避免了(le)環境二次污染、淨化(huà)了(le)空氣。由于織物(wù)中含有大(dà)量金屬陽離子可(kě)起到殺菌除臭作用(yòng)，對(duì)皮膚無刺激，有助人(rén)體表皮微循環。同時(shí)具有防靜電、防部分(fēn)X射線及紫外線等功能。多(duō)離子織物(wù)是目前國際上屏蔽低、中頻(pín)段電磁輻射最先進的(de)民用(yòng)防護材料。

補充：工頻(pín)電磁輻射的(de)危害

根據研究及相關測試表明(míng)，變壓器、超高(gāo)壓配電裝置和(hé)超高(gāo)壓輸電線在運行中，會形成一定強度的(de)工頻(pín)電磁輻射。據相關資料顯示，550KV輸電線的(de)工頻(pín)電場(chǎng)輻射在距地面1.5m處可(kě)以達到9.7KV/m之高(gāo)。工頻(pín)磁場(chǎng)對(duì)計算(suàn)機顯示器偏轉系統可(kě)能産生較嚴重的(de)幹擾，具體現象是，使顯示器的(de)顯示畫(huà)面發生抖動，顯示器邊緣可(kě)能出現色斑。高(gāo)強度的(de)工頻(pín)電磁輻射還(hái)可(kě)能造成計算(suàn)機死機。

高(gāo)壓架空電力線路和(hé)變電站的(de)運行，會産生無線電噪聲，這(zhè)種無線電噪聲嚴重時(shí)，會對(duì)電力線路和(hé)變電站附近居民的(de)無線電（主要是中、短波廣播）接收和(hé)專業無線電台站的(de)工作造成騷擾影(yǐng)響。由于電力線路和(hé)變電站占地大(dà)，尤其是電力線路長(cháng)度可(kě)能達幾百公裏，影(yǐng)響範圍廣，

通(tōng)常情況下(xià)，架空電力線路和(hé)變電站無線電噪聲的(de)産生有三類根源：分(fēn)别是，在導線及其金屬表面處空氣中的(de)電暈放電；絕緣子承受高(gāo)電位梯度區(qū)域中放電并産生火花；連接松動或接觸不良産生的(de)間隙火花放電。當運行電壓在100KV以上（通(tōng)常導線表面電位梯度>12KV/cm）時(shí)，第一種根源占據主導地位，成爲不可(kě)消除的(de)，屬線路固有的(de)特性。

此文側重電磁輻射的(de)個(gè)體防護和(hé)測試，有必要就電磁輻射對(duì)其他(tā)電子設備的(de)幹擾和(hé)其他(tā)電磁兼容問題作進一步的(de)論述。