电磁环境管理现状与输变电工程环境影响评价(倪士英)(论文资料) .ppt
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1、第一部分我国的电磁环境管理现状,国家环境保护总局辐射环境监测技术中心 倪士英,电磁环境管理现状与输变电工程环境影响评价,一、电磁辐射与电离辐射二、“电磁环境”和“电磁环境污染”三、产生电磁能的设施 四、电磁污染的危害 五、电磁环境污染的界定 六、电磁环境的发展趋势 七、电磁辐射污染环境的特点 八、电磁辐射环境管理中值得注意的问题九、原因分析,电磁环境管理与措施,十、电磁辐射的防护措施十一、电磁辐射的管理措施十二、相关国际组织和国外的立法情况十三、我国标准与国际标准的比较十四、目前我国电磁环境现状和下一步工作 十五、高压输变电线路环评问题,一、电磁辐射与电离辐射,1、电磁辐射与电离辐射:E=h
2、h=6.62610-34JS 普朗克常数;:频率;(1eV=1.60210-19J)由于只有在量子能量到达10eV至12eV时,才能引起原子电离。所以,电离辐射和非电离辐射分界点波长约为100nm(频率为31015Hz,12eV);电磁辐射属非电离辐射范畴。,各种辐射的波长范围 单位:m,2、什么是电磁辐射:变化的电场会引起一个变化的磁场,同时,变化的磁场亦会引起一个变化的电场。不断变化的电场和磁场,就会形成一个向空间传播的电磁波。从专业角度说,一般指频率在100kHz以上的电磁波。是指变化的电场和变化的磁场相互作用而产生的一种能量流的辐射。但国际电磁兼容术语GBT4365中也注释:“可将电磁
3、感应引深包括在电磁辐射中”。所以,环境保护中的电磁辐射概念包括:辐射、感应和传导。,二、“电磁环境”和“电磁环境污染”,“电磁环境”:电磁兼容术语GBT4365中,“存在于所有场所的电磁现象的总和”。在国外的科技文献中,也常用到“电磁环境”来描述自然环境中电磁场的存在状况。电磁环境污染:电磁波是一种资源;但电磁波作为能量流,当电磁能量或强度超过国家规定的电磁环境质量标准,并影响他人身体健康或干扰他人正常生活、正常工作时,称为电磁环境污染。,三、产生电磁能的设施,1、电磁波频段的划分 长波:10 kHz300kHz中波:300kHz3MHz短波:3MHz30MHz超短波:30MHz300MHz分
4、米波:300MHz3GHz厘米波:3GHz30GHz毫米波:30GHz300GHz,2、暴露限值频段的划分10kHz3MHz3MHz30MHz30MHz(300MHz)3GHz3GHz10GHz10GHz300GHz 频段划分的依据:根据人体与电磁波吸收的频率响应曲线理论。参照电磁波性能的物理特征和设施常用的频段划分。,3、10kHz以下不作规定的理由 除0Hz、50Hz外,10kHz以下不存在相关设施,故不作规定。4、工业设施频段举例:50 kHz 电焊 250kHz500kHz 高频溅火,焊接 13MHz27MHz 热合机,透热疗法 13MHz15MHz 射频溅射 2450MHz 家用微波
5、炉,4、常见电磁辐射源的频率:高压电力设备:工频50Hz,电磁噪声干扰中短波(测量范围0.5-30 MHz)高频感应加热设备(如熔炼炉、淬火炉等):工作频率几百kHz高频介质加热设备:工作频率几MHz至几十MHz。如塑料热合机27.12,40.68MHz。中波广播:535-1605kHz短波广播:4-19 MHz内的部分频段超短波电疗机:40.68 MHz,调频(声音)广播:88-108MHz电视:50-92,168-223,471-566,607-958 MHz五个频段GSM移动通信基站:900/1800MHz家用微波炉:2450 MHz工业微波炉:915,2450 MHz国际电信联盟(IT
6、U)分配给工科医(ISM)设备的自由辐射频率为13.56MHz,27.12 MHz,40.68 MHz,2.45GHz等。在这些频率范围内的电磁辐射强度不受限制。,广播电视发射系统:电视发射塔、广播发射塔及传播台站无线通信发射系统:手机基站、雷达、小灵通基站、寻呼基站、微波通讯、卫星通讯 等高压送变电系统:如高压线、变电站、换流站电气化铁道:如电气化机车、磁悬浮列车工业、科学、医疗等电磁能设施:如电磁干燥器、热合机、磁疗机、高频冶炼炉、微波炉、电热毯等,四、电磁污染的危害,1、对人体及生物危害分热效应和非热效应 热效应非热效应 脆弱人群、脆弱器官 由于不同的人对电磁场的承受能力不同。孕妇、儿童
7、、老人和装有心脏起搏器或其它可植入式电子医疗器械等需要重点保护的人,称为“电磁辐射、电磁感应脆弱人群”。2、对电器设施的影响,另外,电磁场使金属带电,可能的电火花导致燃油起火。工频磁场对阴极射线管电子束的偏移,引起电视、电脑图像抖动。,3、敏感设施和敏感建筑物:需重点关注 电磁辐射敏感设施:是指对电磁信号敏感或包含有依靠电磁信号启动工作的物品。如火工品、弹药库、油库等易燃易爆物。电磁敏感建筑物:是指医院、幼儿园、学校、居民住宅等需要保持良好电磁环境的建筑物。,五、电磁环境污染的界定,建立一个“度”的概念:ICNIRP 推荐导则电磁辐射防护规定 GB8702-88 环境电磁波卫生标准 GB917
8、5-88 作业场所微波辐射卫生标准GB 10436-89国务院法制办、国标委:两个标准的合并,有关监测和评价的标准,GB/T 15658-1995城市无线电噪声测量方法HJ/T 10.2-1996辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法HJ/T 10.3-1996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/T 24-1998500kV超高压输变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范GB/T 7349-2002高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法,国家已有的法规,电磁辐射环境保护管理办法 1997年(国家环保局第18号局令)第一章 总 则 第二章 监督管理 第三章 污染事件处理
9、 第四章 奖励与惩罚 第五章 附 则 附件:电磁辐射建设项目和设备名录,国家正在制定的法规和标准,中华人民共和国电磁环境污染防治法电场、磁场、电磁场暴露限值,六、电磁环境的发展趋势,1、经济发展对电磁环境的影响 2、电磁环境的发展趋势广播电视发射台站:最大最集中的电磁辐射源 通信发射设备:种类多、数量大、分布广 工科医高频设备:数量多,功率大交通运输系统和高压电力系统:发展迅速,新的电磁污染,七、电磁辐射污染环境的特点,1、有用信号与污染是共生的 2、产生污染的可预见性 3、电磁环境的污染源具有可控制性 4、电磁辐射污染具有不可治理性,八、目前电磁辐射环境管理过程中值得注意的一些问题,1、城镇
10、快速发展:包围了大型电磁辐射设施,造成电磁辐射超标 2、电力需求:高压线进城3、经济效益和环境效应的矛盾 4、规划与环境管理脱节 5、审批与污染事故处理脱节 6、很多重大的电磁辐射设施未做环评,九、原因分析,1、规划问题2、政策问题 3、机制问题 4、监管职能问题 5、理念问题 6、法律不健全,十、电磁辐射的防护措施:,1、屏蔽防护 2、距离防护 3、时间防护 4、科学规划(管理)5、源头控制 6、前置干预 7、关于可持续发展 8、建立“规划控制区”制度:9、专业化管理与部门职责 10、谨慎预防原则,十一、电磁辐射的管理措施,1、加快立法2、调整职能,理顺机制3、建立“规划控制区”管理措施:(
11、1)功能区的建立(2)意大利、卢森堡、西班牙、斯洛伐克 4、建立环境资源的经济核算体系 5、建立环境规划政策,十二、相关国际组织和国外的立法情况,(一)国外的立法情况介绍1、ICNIRP:300GHz以下时变电场、磁场、电磁场暴露限值导则 http:/www.icnirp.de/downloads.htm2、国外的立法和管理 欧洲作为电磁辐射管理限制的先行者,拥有众多的组织机构从事电磁辐射限制标准、条例的制定,意大利:1992年5月6日发布首相法令第104号:电场、磁场和电磁场暴露防护基本法第36号;1995年10月4日第232号政府公报发布了9月25日部长会议通过的首相法令修正案的规定;19
12、98年9月10日发布了环境部长令;2001年2月22日发布了修订后的电场、磁场和电磁场暴露防护基本法第36号。对室内、室外电磁场暴露限值给予明确规定 辐射环境监测技术中心对此法令和条文释义进行了全文翻译。,德国:法规:加强联邦排放控制行动第26号条例-关于电磁场防护条例(联邦法律公报(BGBI)I page 1966)于1997年1月1日开始生效。提供防止电磁场有害影响的法律条文和措施。尤其是“对于直接邻近的地区,要求不发生不合理地接触电压引起的烦恼”。而且,“对于聚居地、医院、学校、托儿所、儿童公园、运动场及其相似设施附近,限值必须在任何时间内都绝无例外地得到遵守”。,德国辐射防护委员会(S
13、SK)也根据IRPA、INIRC、ICNIRP的有关资料,规定了电磁场防护限值。标准:名称 DIN VDE 0848 该标准由德国电子电气协会VDE(Verein Deutscher Elektrotechniker)所颁布,现已经过多次修改,已成为德国电子电气行业的基本电磁辐射限制准则,其中给出了电磁辐射的测量方法。,瑞士:法规:1999年发布防护非电离辐射的条例1999年12月23日生效。该条例对频率在0-300GHz的设施,针对新建项目,要求采取科学措施;针对老项目,要求优化改造。标准:1、Biological Effects of Non-ionizing Electromagneti
14、c Radiation On Humans And Their Environment;2、Biological Effects of Electromagnetic Fields 以上两条例由瑞士环境、森林及风景区联邦局(Bundesamt fr Umwelt,Wald und Landschaft)发布,主要限制范围为:10Hz100kHz,100kHz300GHz。条例中没有涉及到测试方法问题。,英国标准:Document of The NRPB,Board Statement On Restriction On Human Exposure To Static And Time Var
15、ying Electromagnetic Fields And Radiation该标准由英国国家放射保护委员会(National Radiation Protection Bureau)颁布,其中规定了电磁暴露限值,但没有提出明确的测试方法。,欧洲委员会:机构名称CENELEC(Comit Europen de Normalisation Electrotechnique);EBU(European Broadcasting Union);CEN(Comit Europen de Normalization)1995年1月,CENELEC颁布标题为人体电磁场暴露的两个标准:ENV501661
16、(低频01-0K)ENV501662(高频10K300G)。标准明确区分了公众暴露和职业工人暴露。EBU 提出了在广播站周围长时间停留(工作或居住)人群的暴露限值。,斯洛伐克:1994年8月24日,斯洛伐克共和国国家委员会提交的有关公众健康保护第272/1994Coll.号法,明确了防止电磁场影响的公众健康条文。1993年4月20日,斯洛伐克共和国卫生部提交的有关职业和工作场所健康保护第123/1993Coll.号法,明确了防止电磁场影响的职工健康和安全的条文。1992年4月23日,斯洛伐克共和国政府第227/1992Coll.号法,要求对在困难和有害条件下服务的工作进行许可,明确了工人暴露在
17、高频和甚高频电磁场中的许可条文。,十三、我国标准与国际标准的比较,世界范围内不同的国家在标准制定时考虑了电磁辐射的热作用和对神经系统的影响(非热效应)两个不同因素,出现了不同国家之间标准的较大差异。原苏联的标准为:依据动物实验和流行病学调查,认为能引起功能障碍的功率密度为1 mw/cm2(1小时照射)。如受照10小时,再考虑人员各体差异取10倍的安全系数,则职业受照人员的标准取10w/cm2。对公众再取1/10的系数,则准则为1w/cm2。美国及西欧部分国家的标准为10mW/cm2左右,1982年美国对30300MHz频段的功率密度降到了1mW/cm2;,1974年,国际辐射防护协会(IRPA
18、)成立非电离辐射工作组,其任务之一是调查射频电磁场的有害效应问题。1984年INIRC推荐了从100KHz-300GHz的防护暂行标准。该标准按频段给出防护限制,对最敏感的10-400MHz段,标准(职业)为1 mw/cm2,公众200w/cm2。我国的电磁辐射防护规定中规定,在303000MHz频段公众暴露限值为0.04mW/cm2。中国与美国、原苏联以及ICNIRP的限值比较见下图。由图可见,我国的标准严于美国和ICNIRP标准规定的限值。,我国的标准限值与国外限值的比较,正在修订标准中的暴露限值,公众暴露限值,正在修订标准中的暴露限值,基本限值的选取原则,尖顶伞感受实验结果,电磁环境暴露
19、限值,交流送变电工程线路的规定:临近民房:4kVm(人员长期频繁活动,1.5m高度处电场强度值)其他:7kVm(人员暂短活动,1.5m高度处电场强度值),十四、现状和下一步工作,现状:整体较好;但部分设施也有超标甚至严重超标的情况。1.有用信号同环境污染共生,且污染具有不可直接治理:研究对电磁环境屏蔽的技术措施。2.根据对人体健康影响热效应的具体阈值,结合非热效应:制定我国的电磁环境管理限值。3.研究高压输电线工程同塔双回或多回架设的环境影响程度,在代价利益分析和环境可持续发展前提下,提出高压输电线走廊选线的技术政策,减少高压输电线路对环境资源的占用。,十四、现状和下一步工作,4.对大功率电磁
20、辐射设施的污染特性进行研究,根据不同频率的传播特点和环境影响的程度,提出规划控制区的划定原则和具体指标。5.对环境中大型电磁设施的分布进行统计,提出新建设施的选址原则,使其合理布局,降低环境中的电磁水平。,十五、高压输变电线路环评,1、畸变电磁场问题:测量、判断、2、敏感点的选取和控制3、类比监测条件问题4、测量点的选取:不均匀布点5、变电站的测量:变电站及其进出线6、多条线路走廊下的评价7、直流接地极的控制:采用单极金属回线或者避开管道、变压器、装设隔直装置以及深埋接地极等。8、计算和测量的系统误差,第二部分输变电工程环境影响评价,一、全国输变电工程的 基 本 情 况,我国电网的分类,输电网
21、:110kV及以上电压等级。配电网:10kV35kV。用(供)电网:220V、380V。,高压输电方式的类型,交流输电高 压:110kV220kV 超高压:330kV1000kV以下特高压:1000kV及以上直流输电超高压直流:600kV 级及以下特高压直流:750kV及以上,我国输电电网的分类,高 压电网:110kV和220kV电网。超高压电网:由交流330kV、500kV、750kV和500kV构成的电网。特高压电网:由交流1000kV和直流800kV构成的电网。,电力工业的发展历程,中国发电装机容量及发电量的增长曲线,五十多年来,年均装机增长率超过10.从1996年,装机容量和发电量稳居
22、世界第二位,中国电网电压等级的发展历程,二五年四月二十九日国家电网公司文件关于2004年度国家电网公司电网建设项目履行环保法律手续情况的通报(国家电网安监2005289号):确保2005年建设项目环保法律手续完备,不欠新帐。各单位必须重视建设项目环评和环保验收工作,认真总结,查找环评率和环保验收率低的原因,提出解决措施。,国家电网公司高度重视环境保护http:/,二、输变电工程的 环境影响评价,变电所内部主要设施,1、主变压器 2、高压电抗器 为了消除线路容性充电功率给电网的操作带来的麻烦 高电压大容量并联电抗器存在:振动和噪声 3、高压断路器和隔离开关 断路器的作用:在正常情况下控制各种电力
23、线路和设备的开断和关合;故障时,自动地切除电力系统的短路电流,4、电压互感器 电压互感器是电压变换装置,将高电压转换成各种设备和仪表的工作电压。5、电流互感器 电流互感器是专门用作变换电流的特种变压器。通过电流互感器可以将大小悬殊的线路电流变换成大小相当、便于测量的电流值。6、六氟化硫全封闭组合电器 气体全封闭组合电器的英文全称为Gas Insulated Switchgear,其缩写为GIS。它是由断路器,隔离开关,快速或慢速接地开关,电流互感器、电压互感器、避雷器、母线及这些元件的封闭外壳、伸缩节和出线套管等组成的,内充一定压力的气体,作为GIS的绝缘和灭弧介质。目前,俗称的GIS是指充S
24、F6气体的全封闭组合电器。,架空送电线路,高压架空送电线对环境的影响,主要考虑工频电场、磁场、无线电干扰、可听噪声等几个方面。工频电场、磁场,无线电干扰和可听噪声均可能对人们的生活环境和生活质量,甚至安全与健康产生一定的影响,但是只要采取一定的技术措施,是可以降低影响程度的。,1.工频电场高压架空送电线路下面的工频电场的研究一般可分为两类问题:1)电场强度的确定,即场强的计算和测量;2)工频电场对处在场中的人和物的作用(包括确定处于电场中物体上感应电流),即对环境的影响。后一类问题包括两种影响:一是对活的有机体的影响,这就是我们称之为生物效应;另一种影响则是涉及到场强对引燃易爆物品的考虑。,工
25、 频 标 准,目前对于输电线路,国际上没有对最大的允许场强提出统一的标准,各国或地区根据各自的情况有不同的规定。输电线路附近场强有限值的国家见表。,A.避免放电引起的不愉快感B.避免放电电流超出允许摆脱电流值C.限制由于长期暴露于电场中可能引起的生物效应,输电线下的场强,架空送电线下的工频强场与导线参数,导线的相序排列以及导线高度有很大关系。一般来说,地面最大场强出现在边相导线投影外侧约5m处。地面工频场强会随着导线高度的增加,有明显的下降。同塔双回并架时,逆相序排列比同相序排列时的工频电场低很多。,工频场强的影响,一、工频场强的生生物效应 A、长期效应:长期效应是生物学和病理学 效应。B、暂
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