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电磁辐射选频仪

电磁辐射选频仪

电磁辐射选频仪范文第1篇

关键词:电磁辐射 移动通信基站 环境评价 监测

中图分类号:TN820 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)07(a)-0128-02

Monitoring of the level of Electromagnetic Radiation of Mobile Communications Stations in Xinjiang Hami

Guo Xiaoli

(Xinjiang Radiation Environment Supervision Station,Urumqi Xinjiang,830000, China)

Abstract:In order to evaluate the impact of environment by electromagnetic radiation generated from mobile communication base station in Xinjiang Hami, according to the relevant specifications and requirements, this paper selected the typical mobile base station in Hami to monitor. The monitoring data were collected and the monitoring results show that: the maximum value of the electric magnetic radiation intensity monitoring was 0.446μW/cm2, which was far lower than the goal of environmental management a value of 8μW/cm2. They were in accordance with the relevant requirements. The overall level of electromagnetic radiation level of mobile base station in Xinjiang Hami is low.

Key words:electromagnetic radiation;mobile communication base station;environmental assessment;monitoring

哈密地区位于新疆东部,是新疆通向中国内地的要道,自古就是丝绸之路的咽喉,近些年来随着当地国民经济的快速发展,建设了一大批移动通信基站,而通信基站的大量建设势必会造成电磁辐射环境污染,影响人们的正常生活。为了研究新疆哈密地区移动通信基站的电磁辐射水平,评价其危害程度和环境影响程度,本文在以往研究成果[1-11]的基础上,对新疆哈密地区典型移动基站的电磁辐射水平进行监测,并对监测数据进行整理、分析、总结和归纳,最终确定其对环境的影响程度。

1 移动通信基站工作原理

移动通信基站是连接通信网络与移动用户的纽带,负责将网络侧的信息以无线电磁波的形式与移动终端进行交互,移动通信基站天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波,或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。在无线通信系统中,天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。定向GSM移动通信基站采用三扇区,每个扇区天线夹角多为120°,这样三个扇区能对四周进行360°全覆盖。将正北扇区标记为A扇区,顺时针方向,依次标记为B扇区和C扇区。每个扇区有1组天线,每组有1或数根天线,其中1根为收发共用,其余天线为单收。

2 电磁辐射评价标准

此次监测的依据是《电磁辐射防护规定》(GB8702-88),其规定的公众照射限值如下。

(1)基本限值。

在1天24 h内,任意连续6 min按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02W/kg。

(2)导出限值。

在1天24 h内,环境电磁辐射场的参数在任意连续6 min内的平均值应满足表1要求。

根据《辐射环境保护管理导则―电磁辐射环境影响评价方法与标准》(HJ/T10.3-1996)规定:为使公众受到总照射剂量小于GB8702-88的规定值,对单个项目的影响必须限制在GB8702-88规定的功率密度限值的1/5,此次监测的移动基站发射频率在870-1840MHz频段,故单个基站的电磁辐射管理值是:40/5=8μW/cm2。

3 移动通信基站电磁辐射环境监测

3.1 监测方法

本次监测在以发射天线为中心半径50 m的范围内,对人员可以到达的距离天线最近处可能受到影响的环境保护目标和以基站天线的主瓣方向为延长线不同距离的变化值进行监测。测量时测量仪器探头(天线)尖端距地面(或立足点)1.7 m,与操作人员之间距离不少于0.5 m。在室内测量,一般选取房间中央位置,点位与家用电器等设备之间距离不少于1 m。若在窗口(阳台)位置监测,探头(天线)尖端在窗框(阳台)界面以内。在通信基站正常工作时间内进行测量。每个测点连续测5次,每次测量时间不小于15 s,并读取稳定状态下的最大值,若监测读数起伏较大时,适当延长监测时间。

3.2 监测参数的选取

根据《电磁辐射防护规定》(GB8702 -88)要求,结合移动通信基站的发射频率,确定测量因子为电场强度(V/m),再转换为评价因子功率密度(μw/cm2)。

3.3 监测仪器

此次监测采用的仪器主要包括:NBM-550电磁分析仪(为非选频式辐射测量仪)、EMR-300电磁分析仪(为非选频式辐射测量仪)、SRM3000 频谱分析仪(选频)。

3.4 监测结果分析

此次监测共选择8个典型基站进行监测,监测结果汇总表。(见表2)和(见图1)

由表2和图1监测结果可知,建成运行基站周围环境的功率密度最大值为0.446μW/cm2,出现在哈密市政公司基站290°主瓣方向20m处,监测的8个基站123组数据其电磁辐射值在0.004~0.446μW/cm2之间,均符合《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)中公众照射导出限值40μW/cm2要求,同时满足《辐射环境保护管理导则-电磁辐射环境影响评价方法和标准》(HJ/T10.3-1996)中单个项目电磁辐射管理值8μW/cm2要求。总体上来说,新疆哈密地区移动通信基站电磁辐射值较低,对周围环境影响不大,符合国家标准。

4 结论与建议

4.1 结论

此次新疆哈密地区移动通信基站电磁辐射环境影响评价工作选择了8个具有代表性的典型基站进行电磁辐射监测,监测得到的123组数据电磁辐射值均小于0.446μW/cm2,监测结果表明其电磁辐射值较低,符合相关规范要求,移动基站引起的电磁辐射水平对环境的影响程度小。

4.2 防护措施建议

(1)做好合理规划和合理布局,建设基站工程之前,应进行环境评价工作,尽量避开环境敏感点,以防为主。

(2)移动通信基站建设前应对拟建地点以及周围环境的电磁辐射水平进行监测,其公众照射导出限值的功率密度大于8 μW/cm2的地区不得建设移动通信基站。

(3)合理选择基站发射功率、载频数、半功率角、下倾角、架设高度、方向角等参数,在满足信号覆盖的前提下,尽量降低基站发射功率。

(4)合理选择新建基站的施工方式,优化工程用地,合理布置施工区,减少铁塔建设及站房建设施工对土地的占有,降低对生态的破坏,工程临时占地在工程结束后积极实施植被恢复。

(5)在住宅楼上建设移动通信基站,建设前建设单位、建筑物产权单位或业主应充分征求所住居民的意见,发生纠纷时应及时向居民做宣传解释工作。

参考文献

[1] 马超.浅谈基站辐射对周边环境及人身体健康的影响[J].中国新通信,2015(2):19.

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[9] 陆智新.泉州市移动通信基站电磁辐射环境影响分析[J].环境监测管理与技术,2014(5):56-60.

电磁辐射选频仪范文第2篇

【关键词】电磁辐射污染;环境评价;监督;管理

跨入21世纪人类在享受电磁技术带来现代化生活的同时,也受到电磁辐射产生威胁和危害。电磁辐射无处不在与我们“形影相随”,当它的能量超过一定限度造成污染,而电磁污染是一种不易被人感知且危害置后的能量流。如何评价和判定电磁污染,进而防范和控制其不良影响和危害,正是本文主要讨论的内容。

1 电磁污染的主要危害

在电子电路中任何交变电路都会向其周围空间放射电磁能,形成交变电磁场。交变电磁场中,变化的电磁场与磁场交替地产生,由近及远以一定的速度在空间传播,形成电磁波。在电磁波向外传播的过程中会有电磁能输送出去,这种现象称为电磁辐射[1]。电磁辐射分为天然和人为电磁辐射两类。人类在进化过程中,已适应天然电磁辐射,因此,环境保护所关注的电磁辐射主要是人为的电磁辐射。有指人类活动所产生脉冲放电、工频交变磁场、射频电磁的辐射[2],主要来源无线电广播、电视、微波通信、电力、铁路、民航指挥塔及飞机等各种射频设备发射的电磁波。频率范围宽广,影响区域较大,能危害近场区的人员。

1.1 电磁辐射对信号接收的干扰

射频强电磁辐射,可以造成通信信息失误或中断;铁路自控信号失误;飞机飞行误航;甚至造成导弹与人造卫星失控,电磁辐射会对有线通信设备产生干扰。

1.2 强电系统对弱电系统的干扰和危险影响

对广播、电视、通信系统构成极大的威胁,使图像、信号失真;使电子仪器、精密仪器不能正常工作。

1.3 空间电磁场对人体健康的影响

表现在损害中枢神经系统,头部长期受电磁辐射影响后,轻则引起失眠多梦、头痛头昏、疲劳无力、记忆力减退、易怒、抑郁等神经衰弱症,重则使大脑皮细胞活动能力减弱,并造成脑损伤;非热效应能减少眼部血流量,引发视觉障碍,导致视觉疲劳和不舒适;长期接触低强度微波的人和同龄正常人相比,体液与细胞免疫指标中的免疫球蛋白降低,使体液与细胞免疫能力下降。

2 电磁辐射环境评价标准和卫生标准

2.1 我国目前已颁布的电磁环境评价的标准

主要有《高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法》GB 7349-2002;《电磁辐射防护规定》GB 8702-88;《辐射环境保护管理导则》HJ/T 10.2-1996;《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》HJ/T 24-1998。

2.2 我国电磁辐射卫生标准及防护规定

2.2.1 《环境电磁波卫生标准》(GB 9175─88)

以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈值为界,将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级。

一级标准小于5V/m为安全区,在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群,不会受到任何有害影响。

二级标准为中间区,在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群可能引起潜在性不良反应;在此区内可建造工厂和机关,但不许建造居民住宅、学较、医院和疗养院等,已建造的必须采取适当的防护措施。

超过二级标准(12V/m)地区,对人体可带来有害影响;在此区内可作绿化或种植农作物,但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施,已有这些建筑应采取措施。

2.2.2 《电磁辐射防护规定》

国际非电离协会为了对公众有着良好的保护,比吸收率(SAR)取0.08w/kg剂量值制定国际标准。我国的《电磁辐射防护规定》标准进一步严格,规定在一天24h内,任意连续6min按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02w/kg,相应于频率30M-3000MHz段电场强度限值为12V/m,为了更进一步加强管理,我国设定了普通项目环境影响评价管理值为5.4V/m,对应卫生标准中的一级标准为5V/m。

3 电磁污染源调查与环境监测

3.1 调查目的

为了快速开展治理工作,切实保护环境,造福人类,对电磁污染进行调查研究,有利于找准污染源和电磁污染分布规律,为评价和污染防治提供依据。

3.2 调查内容及程序

电磁辐射对生物体作用与场强、频率、作用时间与作用周期、与辐射源的间距、振荡性质、作业现场环境温度和湿度等因素有关。电磁场的生物效应随频率的加大而递增,危害程度微波>超短波>短波>长波;脉冲波>连续波[3]。所以首先调查主要射频设备的分布使用情况、发射频率范围和额定功率,周围现场环境、人口分布等情况;再进行布点与监测,电磁污染源产生的场可分为近场和远场,衡量场的大小用电场强度E和磁场强度H。在近场区(与源的距离小于波长的约1/6),E与H之间无固定关系,必须分别加以考虑;当与源的距离大于波长的约1/6的远场区域,E与H的比值波阻抗为定值,测量了电场,就可以得到磁场数据,每个测量部位应有五次读数可求出平均场强值;根据各操作位置的电场强度、磁场强度和功率密度按《电磁辐射防护规定》标准进行比较、评价,并绘制辐射图;进行综合分析后得出结论。

3.3 电磁辐射环境监测的主要任务是:

(1)对环境中电磁辐射水平进行监测;

(2)对污染源进行监督性监测;

(3)为征收排污费或处理电磁辐射污染环境案件提供监测数据;

(4)为编制电磁辐射环境影响报告书(表)和编写环境质量报告书提供有关监测资料,进行有关电磁辐射环境保护的监测;

(5)对环境保护设施竣工验收的各环境保护设施进行监测。

3.4 电磁污染源监测方法

监测方法:根据不同目的,为调查辐射源周围环境电磁波辐射强度,及其分布规律,常以辐射源为中心,在不同方位取点的方式进行测量,简称点测;为全面调查某地区环境电磁波的背景值及按人口调查居民人群所受辐射强度的测量简称面测。还有近区场强的测量和远区场强的测量。

测量仪器:可使用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪。近区场强仪、超高频近区场强测量仪、远场仪与干扰仪、微波漏能测试仪。

测量位置:辐射体附近的固定哨位值班位置及各辅助设施(计算机房、供电室等)作业人员经常操作的位置,测量部位距地面0.5m、1.0m、1.7m三个部位。

测量时间:在电磁污染源正常工作时间内进行测量,每个测点连续测5次,每次测量时间不应小于15s,并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时,应适当延长测量时间等。

环境条件:应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。

4 环境电磁污染的监督管理

任何单位和个人在从事电磁辐射的活动时,严格执行《中华人民共和国环境保护法》、《电磁辐射环境保护管理办法》、《电磁辐射防护规定》等相关的法规,电磁发射设备必须严格按照国家无线电管理委员会批准的频率范围和额定功率运行;设备和屏蔽体的结构的合理设计,元件与布线要合理;实行电磁屏蔽、接地等技术衰减源辐射或泄漏;制定防护措施,认真做好预测和测量并根据相关标准的限值确定电磁辐射危害区域,实行防护墙的设置距离应使墙外的电磁辐射被衰减到安全值;在可能产生危害的地方,应确保辐射危险警告标志的设置和使用;不仅需要设置永久性标志,而且在雷达辐射时还应该在某些区域,设置临时性禁止通行的标志;接受环境保护部门对其电磁辐射环境保护工作的监督管理和检查,做好各项电磁辐射活动污染环境的防治工作。

除加强对现有电磁辐射污染源的管理外,对新建、扩建的电磁设备严格按环境管理程序进行申报、登记、环境评价和验收。从事电磁辐射活动的单位和个人,必须对电磁辐射活动可能造成的环境影响进行评价,编制环境影响报告书(表),并按规定的程序报相应环境保护行政主管部门审批[4]。电磁辐射建设项目和设备环境影响报告书(表)确定需要配套建设的防治电磁辐射污染环境的保护设施,必须严格执行环境保护设施“三同时”制度。

5 结论和建议

管理部门加强电磁兼容性设计审查与管理,认真做好危害预测与分析;对本地区的新建电磁辐射设施的选址应合理规划、科学布局;对产生电磁辐射设备尽量避开人口稠密的区域;对于那些不得不安装在城区的设备,应当采取有效的防护措施避免电磁辐射污染的产生。

加强立法和执法监督,建立和健全电磁辐射建设项目的环境影响评价和审批制度。重点抓好城市市区和市郊的卫星地面站、移动通信、集群专业网通信、发射台站的审批验收工作和监督工作。

加强电磁辐射污染的环境监测工作。地市级辐射监测站对城市居住区进行重点监测和污染源普查,为电磁辐射污染的防治处理工作提供方向。

广泛开展宣传教育,大力普及电磁辐射对环境污染及危害的知识,让社会参与监督,调动各相关部门的积极性,控制和减少环境电磁辐射污染和突发事件产生。

【参考文献】

[1]李雅轩,袁秀英,刘南平.电磁辐射对人体的危害及预防[J].工业安全与环保,2003,29(9):22-24.

[2]王剑,陈强,杨起俊.电磁辐射污染及防治[J].山东环境,2000(1):42.

电磁辐射选频仪范文第3篇

【关键词】高压电电磁辐射防治

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

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[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)

电磁辐射选频仪范文第4篇

本文在日常检测的基础上,结合矿用变频器的干扰机理及测试标准,针对矿用变频器电磁干扰测试技术中应采取的方法、测试设备、测试前的准备工作、测试过程中的程序要求以及测试中的技巧等方面进行了分析与总结。

【关键词】矿用变频器 干扰 测试

随着矿用变频器在煤矿井下的应用越来越广泛,对其它设备的电磁干扰越来越严重,使得矿用变频器电磁干扰的测试越来越严格。下文将在矿用变频器电磁干扰的测试依据标准GB12668.3-2003的基础上,结合实际情况,从矿用变频器电磁传导和辐射干扰两个方面的测试方法、设备、场地、准备及过程、注意事项等方面进行分析和总结,以此作为相关试验人员或试验厂家的参考。

1 矿用防爆变频器的干扰机理

目前矿用变频器基本结构除了通用变频器的主电路系统(由整流器、直流中间电路和逆变器组成)还包括隔爆壳体和散热系统。因此其整流、逆变电路中的脉冲、振荡、继电器、数字开关电路和散热器等由于高载波频率及场控开关器件的高速切换(dv/dt可达1KV/μs以上)产生的电磁波通过电源网络端或防爆外壳都有缝隙或孔洞向外传播,造成变频器对其它设备的辐射干扰。

2 矿用变频器传导干扰的测试

2.1 测试方法的选择

目前电磁传导干扰测试方法主要有电源阻抗稳定网络法和电流探头法两种。电源阻抗稳定网络法即LISN法,主要利用LISN测试被测件沿电源线向电网发射的干扰电压,测试频率为10kHz~30MHz。测试直接通过LISN的监视测试端进行,此端口通过电容耦合的形式,将电源线上被测设备产生的干扰电压引出并传递给测试接收机接收,并通过LISN的转换系数将接收到的电压转换为电源线上的实际电压,得到不同频率上干扰电压的幅度,测试连续干扰电压。

电流探头法测试所用传感器为电流探头,主要测试被测件沿电源线向电网发射的连续波干扰电流,测试频率为25Hz~10kHz。测试时,电流探头输出端接到测试接收机的输入端,通过电流探头转换系数将接收到的电压转换为电流,即可得到不同频率上干扰电流的幅度值,同时为将电网与被测件隔开,使测试到的干扰电流仅为被测物发射的,不会混入来自电网的干扰。需在电网与EUT之间插入一个LISN。

为节约资源,矿用变频器电磁传导干扰测试一般采用电源阻抗稳定网络法测试频带为150kHz~30MHz。利用LISN测试连续波传导干扰应特别注意过载问题,被测设备因开关或瞬时断电会引起瞬态尖峰,其幅度远远超过接收机的测试范围,很容易损坏接收设备,因此需要在接收设备前端(输入端)加衰减器(一般是20dB),并且保证在EUT通电、调试好后再接上测试设备,测试示意图见图1。

2.2 测试设备要求

矿用变频器的传导干扰测试试验仪器主要包括人工电源网络和带有准峰值检波和平均值检波的干扰接收本机。其对设备仪器的最低要求为:

(1)带有准峰值和平均值检波器的EMI接收机应符合GB 6113的规定,对频率为10kHz到1GHz及以上范围内的噪声有足够的灵敏度。

(2)在150kHz~30MHz频段内,在试验场内使用人工电源网络电源端传导骚扰电压测试时,应接有阻抗为50Ω/50μH的人工电源网络,受试设备电源端传导干扰电压限值满足GB12668.3-2003。

(3)使用优质的同轴电缆。在平时的测试中,我们经常会碰到这样的一些情况,由于中等质量的、破旧的电缆和同轴连接器的问题,往往要花费很多时间和精力去寻找引起奇怪的结果、不可重复的实验数据和其他小故障。优质的、分布稠密的电缆金属网和良好的、放泄漏的,与外壳、电缆层接触良好的同轴连接器街头对取得可靠的实验结果是很重要的。一般双屏蔽层同轴电缆比单屏蔽层电缆有更好的抗干扰能力,可以使测试免受其他设备的辐射干扰。

2.3 测试场地

为保证矿用变频器测试结果的准确性和可靠性,其电磁干扰测试对环境有较高的需求。目前电磁干扰的测试场地可分为电波暗室和室外开放测试场地等。

由于电波暗室指建造成本、难度均相当高,且吸波材料低频特性导致的较高测试误差,目前采用电波暗室场地进行矿用变频器的干扰测试不多。而开阔测试场主要指周围空旷,无反射物体,地面为平坦而导电率均匀的金属接地表面;由于现在无线电波干扰比较严重,达到开阔场地要求特别难。综合目前煤矿行业的测试条件及电磁兼容测试标准要求,进行矿用变频器电磁干扰测试的场地很难达到标准要求,根据一些实际测试经验,一般测试场地的选择满足以下条件也可进行模糊测试。

(1)测试地点为一个无射频的环境,不能靠近(距离最少为3m)强噪声源,像荧光灯管、空调压缩机、电梯、电源变压器、焊接设备或机械加工工具等,避免较高楼层或接近窗户的地方,比较好的地点为底层或地下室及建筑物的内部。

(2)其电源线应该是无噪声的,待测矿用变频器和测试仪器应使用无噪声的不会耦合其它潜在噪声的交流电源线。较好的预防措施是在被测变频器的电源线进线断安装隔离变压器和防电磁干扰的滤波器以便将待测矿用变频器从射频场和传导EMI的环境中隔离出来。

(3)测试场地应该包括一个测试接地板。因为不论是那种系统结构,都必须将待测矿用变频器,包括所用的电缆和EMC仪器接地一起安装在这个接地板上,用它代替有噪声的、不确定的、为连接参考地的交流电源墙座。接地板可以是任何一种有铝、铜或电镀钢铁等制成的固体金属板,厚度要求不是很重要。

2.4 测试准备及过程

对矿用变频器进行测试时应检查测试场地、测试仪器是否满足以上要求,检查环境噪声情况。一般环境电磁噪音必须低于一定限制,如果不满足条件须在电源入口进行噪音滤除。因此,一般测试之前还需对矿用变频器的电源端做以下准备工作:

(1)选择针对现场要求比较苛刻的环境而设计的专用电源滤波器,把背景噪音产生的干扰抑制到限值15dB以下,满足测试要求。

(2)测试现场保证良好的公共接地。为保持接地电阻始终在1Ω以内,铜排应埋一定深度,老的办法是周围放木炭、食盐,并保持土壤的温度,比较新的办法是在土壤中加降阻剂,但成本要高些。

(3)现场设备布置要求如被测设备的输入输出的电缆要求屏蔽,分开走线。

综上,矿用变频器传导干扰测试的试验程序是:①测试现场的背景噪音;②测试待机状态的传导干扰;③测试被测设备运动时的传导骚扰;④测试被测设备最大功率时的每一相线传导干扰。

2.5 测试注意

对于矿用变频器来说,测试过程中应注意以下情况:

(1)人工电源网络所体现的实际阻抗是取决于被试设备与人工电源网络的连接情况,为了避免出现试验过程中的阻抗不稳定,两者之间的连接必须牢靠。

(2)为了保证测试结果有重复性和可比性,被试设备至少要预热足够长的时间,要让被试品的工作状态达到稳定。

(3)试验过程中,一般先用峰值测试法对整个试验频段进行扫描,如果峰值测试己经低于准峰值和平均值测试限值,则相应频段的准峰值和平均值检波测试可以不做,被试设备即已通过传导干扰试验。这是因为在三种检波测试中,峰值检波的测试速度最快(在测试频率范围内,所花的测试时间为最少),而得到的测试值总是最高,因此当峰值检波的测试值已经低于标准所规定的准峰值和平均值限值时,被试设备自当通过所有试验,而不存任何疑虑。只有峰值测试低于准峰值和平均值限值的部分,才要补做准峰值和平均值的测试。这一试验方法对于提高试验效率十分有效。

3 矿用变频器辐射干扰测试

3.1 测试方法

辐射发射干扰测试主要有天线测试法和近场探头测试法。

天线测试法采用磁场接收天线接收被测设备及其电缆的磁场发射,测试频段为25Hz~100kHz。近场探头测试法主要是近距离探测被测设备的电磁场辐射发射,如在机箱表面探测有电磁泄漏的缝隙,在电路板表面探查电磁辐射大的元器件,通过不同部位接收值大小的变化,可以判别电磁辐射或泄漏的位置,此方法多用于诊断测试。因此矿用变频器辐射干扰测试选择的测试方法主要是天线测试法。将接收天线平行或垂直于EUT侧面、上面、后面,移动接收环,记录接收机指示的最大值,并给出所测频点和磁场强度的测试曲线,具体见图2。

3.2 测试设备设备、场地、准备及程序

辐射干扰测试所需的测试设备测试场地和测试准备与传导干扰的测试场地及测试准备一样,只是要注意其天线的频段主要为30 MHz~1GHz,应使用CISPR16-1规定的天线,并在水平及垂直极化方向上进行测试,天线的最低点距地面不应小于0.2m。

其辐射干扰的测试程序为:① 测试现场的背景噪音;② 测试待机状态的噪音;③ 测试各种运动时的噪音向;④ 天线垂直极化方向上各个测试点在最大功率时的EUT辐射骚扰;⑤ 天线水平极化方向上各个测试点在最大功率时的EUT辐射骚扰。

3.3 测试注意

在辐射干扰测试中,被测试设备在转动的同时,接收天线在地面上1m~4m范围内升降寻找辐射干扰的最大值。天线水平极化和垂直极化都要测试。影响辐射干扰最大值的因素有被测设备的方位、天线的高度及测试波段。以一定的步长连续改变这三个因素的大小进行测试,将花费很长时间。为此需寻找快速的辐射干扰测试方法。一般可以将被测设备有窗口的地方对准接收电线,或者把EUT 辐射干扰源对准接收天线,这时测得辐射干扰一般比较大。实际测试根据经验来决定主要测试的方位,这样可以加快测试速度,并迅速测得辐射干扰的最大值。在低频段,天线高度的变化对场强大小影响不是很大。但是在高频段,天线高度变化一个步长引起场强的很大变化,天线高度的变化使场强在最大值和最小值之间变化,形成波浪图形。因此在测试的时候,低频段时,天线高度的步长可以设置的大一点,高频段时,步长设置的小一点,寻找在特定频率、天线高度下场强的最大值,这样可以加快测试的速度节省测试的时间,同时也能保证测试的准确性。

4 结论

矿用变频器电磁干扰的测试必须依据相关的电磁兼容标准和规范给出的测试方法进行,并以标准规定的极限值作为判据。由于电磁干扰测试是个复杂过程,而且与测试者经验和测试技术有关。本文探讨的矿用变频器的电磁传导和辐射干扰的测试依据基础为相应的电磁干扰标准要求及实际经验,也许有一定没有详尽部分,请同行多多指正。

电磁辐射选频仪范文第5篇

关键词:移动通信基站;电磁辐射;环境影响

0 引言

随着我国经济的快速发展及社会的不断进步,手机的使用越来越普遍,给人们的生活带来了极大便利。当前,为了提高接收单元的灵敏度,满足人们对手机信号的需求,移动通信基站的建设越来越多,其产生的电磁辐射对周围环境的影响越来越受人们的重视。因此,必须要对移动通信基站的电磁辐射环境影响进行分析。基于此,本文展开了研究和介B。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

结合某市移动通信基站的实际建设情况,选取具有代表性的楼顶抱杆等9种不同类型共504个典型基站现场实测,基站塔形以楼顶塔居多,占比82.9%,其中楼顶抱杆塔和楼顶美化天线,分别为177座和132座,占总数的61.2%;楼顶四角塔、楼顶角钢塔和楼顶井字塔多为旧站改造,占比较少,为总数的4.7%;楼顶拉线塔、楼顶景观塔和楼顶集束天线分别占比7.7%、4.9%和4.4%;落地塔占比17.1%。所测基站均为定向天线,有单一站,也有共址站,发射频率涵盖目前电信、移动、联通所有2G、3G网络(基站功率为15W/扇区~20W/扇区,天线高度为9m~80m,天线增益为12dBi~18dBi,垂直半功率角为7°~14°,水平半功率角为65°~90°)。

1.2 仪器与方法

测定仪器采用德国Narda公司生产的非选频式NBM-550型电磁分析仪,选用ProbeEF-0391型探头,为各向同性响应宽带探头,量程0.01V/m~800V/m,响应频率100kHz~3GHz。测定方法严格按照《移动通信基站电磁辐射环境监测方法(试行)》(环发[2007]114号),选择在移动基站话务量较高的8:00~20:00时段。

1.3 布点方法

监测点位布设在天线主瓣方向上,距天线所在楼底或塔底50m范围内(特殊研究除外)。由于基站近场区范围内一般无人活动,且天线架设高度较高,有一定下倾角。因此,不考虑近场影响,重点研究电磁辐射对公众活动较多的地面远场辐射影响。监测点位布设见图1。

图1 监测点位布设

1.4 数据统计与分析

采用IBMSPSS22.0软件。经正态性、方差齐性检验,所得测量结果非正态、方差不齐,故均以中位数表示,组与组之间的比较采用Mann-Whitney和Kruskal-WallisH检验,选取a=0.05为检验水准。

2 结果与讨论

2.1 地面电磁辐射总体强度分析

选取的504个典型基站现场实测结果表明,地面50m范围内电磁辐射最大功率密度值为4.5μW/cm2,远低于40μW/cm2,符合《电磁环境控制限值》(GB8702―2014)中公众曝露控制限值。监测结果见表1。

表1 移动通信基站功率密度监测结果μW/cm2

天线架设方式不同,地面测得的电磁辐射值有一定差异。由表1可知,50m范围内功率密度平均值依次是:楼顶抱杆>楼顶井字塔>楼顶角钢塔>楼顶景观塔>楼顶集束天线>楼顶拉线塔>楼顶四角塔>楼顶美化天线>落地塔。落地塔功率密度平均值(0.043μW/cm2),明显低于楼顶抱杆塔(0.118μW/cm2)。这可能与天线架设高度有关,根据电磁波衰减理论,天线挂高越高,到达地面电磁辐射功率密度值随距离增加成平方降低。这为今后选择基站架设类型提供了技术依据,在能够满足信号覆盖要求的基础上,应尽可能选择落地塔为主要架设方式,可以最大限度减少基站电磁辐射对地面的影响。同时正与某市政府在《市政府关于进一步加快信息基础设施建设的意见》中“合理预留公众通信基站(含广播电视设施)建设场地,结合道路改造,充分利用绿化带建设基站”的要求相吻合,尽可能从源头上解决基站选址问题,将落地塔建设纳入到各类设施建设规划中。

2.2 50m范围内地面电磁辐射水平方向分布特征

总体来看,基站电磁辐射地面水平方向分布随距离增大呈现先增加后逐渐减小的趋势,这与很多研究学者结论基本一致。然而对于不同塔型而言,受天线架设高度、下倾角等因素的影响,分布特征也有所不同。

由表1可知,楼顶抱杆塔,测试比例35%,电磁辐射地面水平分布呈现随距离增加功率密度值先增大后趋于背景水平,30m处达到最大值0.126μW/cm2,而后降低趋于0.1μW/cm2。楼顶美化天线,测量比例26%,地面电磁辐射功率密度随距离增加不断增大,由0.039μW/cm2逐渐升高至0.084μW/cm2,测试50m范围内未见峰值。楼顶景观塔、楼顶角钢塔和楼顶四角塔变化趋势与楼顶美化天线相似。楼顶拉线塔,测试比例占8%,水平分布特征同井字塔、集束天线相似,先升高后降低,而后趋于稳定。

由于基站天线为板状构造,只能向一定角度范围辐射,在楼下近距离处形成辐射的阴影,天线辐射能量不能直达。因此,楼(塔)底功率密度最低,一般处于环境本底水平。然而由表1可知,楼顶抱杆和楼顶四角塔楼底处测试结果显示出相反特征,均出现了一个相对较大值,分别为0.127μW/cm2和0.093μW/cm2。这2种架设方式0m处功率密度SD值(标准偏差,用以衡量数据值偏离算术平均值的程度)为0.145~0.383,较其他SD值明显偏大,说明测试结果间离散程度较大,易受周边环境影响。

2.3 50m范围外地面电磁辐射水平方向分布特征

有研究发现在一定距离,如100m监测范围内会出现2个峰值,与上文所述楼顶美化天线等4种特征表现相似。因此,为进一步研究基站电磁辐射在地面50m范围外的水平分布特征,选取楼顶塔两种塔形即美化天线和角钢塔的典型基站分析,相关技术参数表见表2。根据现场监测条件,点位布设距离基站增设至100m。

表2 典型基站技术参数表

由表2可知,2个典型基站电磁辐射强度最大投射点均在50m外,在地面100m范围内水平分布趋势呈先上升后下降的趋势,基本符合电磁波衰减规律,然而在规范要求的50m监测范围内未达到最大值,基站在距离70m处出现最大值0.51μW/cm2,基站B在距离60m处出现最大值0.81μW/cm2,之后随着距离的增加功率密度迅速衰减至本底水平。2个典型基站中基站A天线相对高度较高,电磁辐射地面强度则较低,与之前得出的结论也一致。基站B电磁辐射分布出现两个峰值,在距离10m处出现功率密度值0.16μW/cm2,明显低于70m处功率密度值。原因可能是在10m处受副瓣的影响,出现个别相对较高值点,之后受塔高、天线俯角等共同作用,主瓣区域覆盖到地面,出现覆盖高值。

3 结语

综上所述,当前,城市移动通信基站的建设越来越密集,其电磁辐射对环境及人们的身体健康具有极大的影响。为了使公众对基站电磁辐射有更深入正确的认识,避免引起不必要的恐慌,基站的电磁辐射强度和特点的研究显得尤为重要。通过实例表明:(1)天线架设方式不同,地面电磁辐射强度有一定差异,楼顶抱杆>楼顶井字塔>楼顶角钢塔>楼顶景观塔>楼顶集束天线>楼顶拉线塔>楼顶四角塔>楼顶美化天线>落地塔。落地塔测值整体低于楼顶塔,可作为主要基站选型。

(2)水平方向上,基站电磁辐射强度分布随距离增大呈现先增加后逐渐减小的趋势。部分基站受天线塔高、俯角等共同作用,主瓣区域在地面的最大投射点会在50 m 范围外。

参考文献