电磁辐射基础课件

1、电磁辐射监测基础知识,甘肃省核与辐射安全局 宗 凌,培训内容,电磁辐射基础知识 移动通讯系统的电磁辐射监测 输变电设施的电磁辐射监测 电磁环境现状监测,概 述,随着人们物质文化生活水平的提高以及工业、农业、国防现代化的飞速发展，人类对电能的供给提出了日益增长的需求，电能已成为人们生活和生产中的必需。为此，近年来在我国进行了以扩能、成网为主导的并有规划的加速电能系统建设。提高输出线路的电压等级，在既有高压输电线路基础上又建设了一批超高压、特高压的交流、直流输电线路；输配电建设成网；供电服务范围深入用电负荷，建成了较为完善的电能供给系统，供电需求得到了保障。但也因此高压电力输变电设施的建设地点由原来远离城市而改变为当前逐渐进入城郊，甚至市区及民宅小区，某些地区高压架空电力线路林立密集，其环境影响成为倍受关注的热点。,随着21世纪的到来，人类已进入信息时代，广播电视、无线电通信的快速发展，大量电视发射塔，广播发射站，雷达站，卫星通信地球站，微波中继站，移动通信基地站等产生电磁场的设备也越来越多。这些设备对人类的生活和发展起到了重要的作用，但也造成环境中电磁能量密度增大，频谱增宽，无线电噪声水

2、平增高。,概 述,尽管输变电设施和广电通信设施产生电磁效应的机理和对电磁环境影响不同，但它们都会在邻近该设施的局部空间可能产生较高的电磁场曝露。高强度，长时间的电磁场照射，对公众的身体健康有不良的影响；同时对家用电器、医疗设施等造成干扰。高强度的电磁场是一个重要的环境污染要素，而电磁波是能量流污染，看不到，听不到，嗅不着，摸不着，但却充满了环境空间。所以，我们要加强对电磁波特性的研究，既要把电磁能作为一种资源，充分地利用为人类造福；又要加强电磁环境管理，做好建设项目电磁环境的预测与评价，将其负面效应控制在最小的影响程度。,概 述,一.电磁环境术语,1、电磁环境 指存在给定场所的所有电磁现象的总和。一般有三种典型存在形式： 工频电场、工频磁场：目前我国电力供电频率为50Hz，在导线或设备周边产生工频电磁环境，以电磁感应为主。 低频电磁场：一般指10K100KHz频率特征的电磁场，是一个较复杂的电磁环境，感应、传导、辐射几种形式共存。 高频电磁场：国标电磁辐射防护规定（GB8702-88）中频率范围是指100KHz以上的电磁环境，远场主要为辐射场。 2、电磁辐射 能量以电磁波的形式由源发射

3、到空间的现象。或称时变电磁场以波的形式向远处传播不再返回的过程称电磁辐射。,3、电磁污染 是指天然的和人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射。 4、电磁波 交替变化与交替产生的电场和磁场，由近而远的传播。即波动的电磁场。它是物质存在的一种特殊形式，它是由交变的电场和交变的磁场所组成。表征电磁波属性的是电场强度和磁场强度。交变的电场产生交变的磁场，交变的磁场产生交变的电场，二者互为前提、互为结果，相互依存。在空间上二者相互垂直、同相位变化。电磁波如图（A-1）所示。,一.电磁环境术语,频率范围名称表,二、建设项目电磁环境管理的分类,建设项目中电磁环境管理可按照国家环保总局1997年组织进行的全国电磁辐射环境污染源调查中的分类实施，即： 1、广播电视系统发射设备； 2、通信、雷达及导航等无线电发射设备； 3、工业、科学、医疗射频设备； 4、交通系统电磁辐射设备； 5、高压电力系统设备。 上述设备有关电磁环境的主要内容见表1。,2、电磁环境的主要建设项目,根据电磁辐射环境保护管理办法国家环保总局第18号令规定，电磁辐射建设项目和设备名录： 一、发射系统 1.电视（调频）发射台及豁免水平以上的

4、差转台 2.广播（调频）发射台及豁免水平以上的干扰台 3.豁免水平以上的无线电台 4.雷达系统 5.豁免水平以上的移动通信系统,二、建设项目电磁环境管理的分类,工频强辐射系统 1.电压在100千伏以上送、变电系统 2.电流在100安培以上的工频设备 3.轻轨和干线电气化铁路,二、建设项目电磁环境管理的分类,工业、科学、医疗设备的电磁能应用 1.介质加热设备 2.感应加热设备 3.豁免水平以上的电疗设备 4.工业微波加热设备 5.射频建设设备,二、建设项目电磁环境管理的分类,建设上列电磁辐射建设项目应在建设项目立项前办理环境保护申报登记手续，是用上列电磁辐射设备应在购置设备前办理环境保护申报登记手续。 豁免水平的确认由省级人民政府环境保护主管部门依据电磁辐射防护规定（GB8702-88）执行。,二、建设项目电磁环境管理的分类,三、电磁辐射环境保护的法律法规,我国电磁环境管理始于20世纪80年代。1988年国家环保局组织制定了电磁辐射防护规定（GB8702-88）。1997年国家环保总局以第18号令形式颁布了电磁辐射环境保护管理办法，使我国电磁辐射环境管理有了依据，并提出了具体的“电磁辐射

5、建设项目和设备名称”，为建设项目电磁环境影响评价做了具体规定，并相继出台了辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法（HJ/T10.2-96）、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/T10.3-96）、500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范（HJ/T241998）、移动通信基站电磁辐射环境监测方法（环发2007114号）等技术规范和导则，使我国电磁环境影响评价有了相关政策和依据。 在广播电视、无线电通信领域也颁布了相应的行业法规及技术政策，这些都是我们进行环境影响评价工作的依据。,四、 环境标准,电磁辐射防护规定（GB8702-88） 该标准与环境影响评价有关的条款主要为“电磁辐射防护限值”、“对电磁辐射源的管理”、“电磁辐射监测”。 1、电磁辐射防护限值 （1） 基本限值 职业照射：在每天8h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0.2W/kg。,（2） 导出限值 职业照射：在每天8h工作期间内，电磁辐射场的场量参数在任意连续6

6、min内的平均值应满足表2-1-1要求. 表2-1-1 职业照射导出限值,注：1）系平面波等效值，供对照参考。 2）供对照参考，不作为限值；表中f是频率，单位为MHz；表中数据作了取整处理。, 公众照射：在一天24h内，环境电磁辐射场的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足表2-1-2要求。 表2-1-2公众照射导出限值,注：1）系平面波等效值，供对照参考。 2）供对照参考，不作为限值；表中f是频率，单位为MHz；表中数据作了取整处理。,二、移动通信系统,1、移动通信基本工作原理及系统组成 移动通信一般是指移动体与固定地点、或者移动体相互间通过有线和无线信道进行的通信。移动通信受空间限制少，实时性好，在当今信息时代，在高效率的生产和活动中，移动通信为人们更有效地利用时间提供了可能，这是它近期迅速发展的原因之一，典型的移动通信系统组成的方案如图2-2-8所示。,图 移动通信系统的组成,移动通信基地台站 移动通信系统由移动通信交换局（MTX）、基地站（BS）、移动台（MS）及局间和局站间的中继线组成，它是一个有线、无线相结合的综合通信系统。移动台与基地站、移动台与移动台之间采用无线传输

7、方式，基地站与移动通信交换局，移动通信交换局与地面网之间则一般以有线方式进行信息传输。移动通信交换局与基地站担负信息的交换和接续以及对无线频道的控制等。基站与移动台都设有收发信机，收发信共用装置（双工器或多工器）和天线、馈线等。每一个基站都有一个由发信功率与天线高度所确定的地理覆盖范围，称为（基台）覆盖区，由多个覆盖区组成全系统的服务区，利用这样的通信系统，在装有移动台的载体上，人们就可在行动中与其通信对象进行通信。,二、移动通信系统,移动通信基站由室内与室外两部分组成。 室内部分有基站控制器、电源、收发射机、功率放大器、合路器、耦合器、双工器及馈线等设备。在设计、制造这些设备时已采取了严密的屏蔽措施，一般不会对周边环境产生电磁波漏泄，实测结果很小。 室外部分有馈线和收、发天线等。基站运行时，其发射天线向周围发射电磁波，使天线周围环境功率密度增高。基站发射天线辐射特征是研究重点。 为了充分利用频率资源，移动通信采用了多种多址技术，从频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA），到目前3G技术综合采纳了三种多址工作方式，实现了宽频多媒体全球数字移动电话技术。我国TD-

8、SCDMA是时分双工和码分多址的完美结合。,二、移动通信系统,2.移动通信分类 近年来城市无线电移动通信迅速发展，目前移动通信网主要包括： （1）移动电话网。如中国移动公司GSM网、中国联通公司CDMA网和中国电信、中国网通公司的PHS（小灵通）网等； （2）无线电寻呼网。因为单向通信，近年来已逐渐萎缩； （3）无线电集群网。如政府部门的集群政务共网及企事业单位的专业集群网等。,二、移动通信系统,3、移动通信网天线的辐射特点 （1）工作频率为超短波和分米波段，为视距波传输，各通信网由中心站、基地站及用户站（用户机）组成； （2）各无线电通信网覆盖的面积越大，则各基站发射机设备功率越大或基站数目越多。为了提高通信质量，市区内高层建筑上基站台越建越多，在许多地区，基地台天线已建在居民区楼上。移动电话基站天线高度，由于蜂窝网不断分裂，蜂窝变小，天线高度降低，已由原来的50m左右降为20m左右。 （3）建在热点地区的基地台，由于服务区用户多，基地台占有多个载频，增大了天线发射电磁波的辐射量。 在城市无线电通信网中，群众反映最多、影响面最广的是移动电话网。,二、移动通信系统,4、移动通信基站设置

9、中应注意的问题 移动电话基站电磁辐射监测结果表明，规范科学架设天线一般不会污染周围环境敏感建筑物，因为电磁波主瓣和强副瓣会从楼房顶部或空隙中穿过，但是下述情况应当给予关注： （1）基地站定向天线高度低于周围建筑，面对敏感建筑且距离较近时。移动电话基站建设初期，由于布局不合理，部分距基站较近的居民窗口处，功率密度可达上百w/cm2。 （2）当基站天线安装于高层建筑边缘，且有一定倾角时，天线辐射电磁波的垂直波瓣可能辐射到本楼天线下方的居民窗口处。实测安装在楼顶女儿墙上且下倾角较大的基站天线，其下方居民窗口处功率密度可达40w/cm2。 （3）居民区内建有多网站（多个移动电话天线或多个寻呼、集群通信天线）。某城市设在电话局楼顶的多网基站天线，其25m处居民楼窗口功率密度可达近400w/cm2。,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,5.移动通信基站电磁辐射环境监测方法,二、移动通信系统,三、输变电设施,交流输变电工程 按照电压等级的不同，交流输电网可分为： 输电网：电压在110kV及以上； 配电网：电压在10 kV35kV； 供电网：电压为220V、380V。 在输电网中，110（66）220kV电压为高压；330750kV电压为超高压；1000kV以上电压为特高压。当前500kV超高压输电网已成为各省和跨省电网的主干网。,评价范围 按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）的规定，以送电线路走廊两侧30m的带状区域为工频电场、工频磁场的评价范围；以送电线路走廊两则2000m带状区域为无线电

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