漫谈电子、电气设备中的电磁兼容性问题

3.2 电磁污染的主要危害

3.2.1　 电磁污染对人体的影响

近年来，电磁污染对人体健康的影响己日益引起人们的重视，日本、瑞典、美国的学者均提出了人类生活环境下最低的磁场强度允许值。在国际上，把电气、电子产品或系统使用的电磁环境分为A、B两类，分别规定了电磁发射的限值电平。A类环境即工业环境，指有工、科、医射频设备的环境；频繁切断大感性负载、大容性负载的环境；大电流并有强磁场的环境等。B类环境即居民区、商业区及轻工业环境，指居民群楼、商业零售网点。商业大楼、公共娱乐场所、户外场所（如加油站、停车场、游乐场、公园、体育场等）。对人体健康方面的危害分为躯体效应和种群效应，其中的躯体效应分为热效应和非热效应，热效应的机理人们已经了解得比较清楚了,人体接受电磁辐射后,体内的水分子会随电磁场的方向的转换快速运动而使机体升温.如果吸收的辐射能很多,靠体温的调节来不及把吸收的热量散发出去,则会引起体温升高,并进而引发各种症状。但对非热效应的机理了解还不充分,它确实存在,它指吸收的辐射能不足以引起体温升高，但却会使人出现生理方面的变化或反应。这类效应包括神经衰弱症等疾病，电磁辐射还会使人得癌症；种群效应不是短时间可以观察到的,也许会使人类变得更加聪明,也许相反会使人类的发展受到影响。电磁场对人体的影响，与频率值的大小有关。长期以来关于工频电磁场对中枢神经系统有无影响的问题,各国学者一直有着不同的看法。国内外有许多关于高压，超高压输电线和变电站的劳动卫生学调查报告指出：神经衰弱和记忆力减退是工频电磁场作业人员最常见的症状。目前认为工频电磁场对中枢神经的作用主要由电场引起，这一观点可在动物实验中得到佐证。工频电磁场与肿瘤发生的关系：许多调查发现，电磁场的职业暴露虽然可能增加肿瘤的发生风险，尤其是白血病、淋巴系统肿瘤和神经系统肿瘤，但这种风险程度并不高，没有统计学意义。但是应该指出，如果在生产环境中同时存在着其他较强的致癌因素时，工频电磁场的这个作用就不容忽视。工频电磁场对生殖的影响：统计表明，怀孕早期使用电热毯与流产的发生率增高有关，但是孕中期使用电热毯的流产发生率却会减少。国外Nordstrom等首次报道：对542名电厂工人进行回返性调查发现，凡父亲在高压调度室工作的，子女患先天性畸形的比例增高。

射频电磁场对人体的影响：（1）对神经系统的影响：接触高频电磁场辐射后，开始会出现嗅阈值增高及暗适应事件延长的情况。据报道长时间接触较高强度的射频电磁辐射后，可能引起脑电图的某些改变。（2）对心血管系统的影响：在长期接触高频电磁场后，人的低血压或血压偏低发生率会增高。（3）对内分泌系统的影响：上海市对某塑料厂160名常接触较高场强的（从事高频介质加热作业）女工进行了卫生学调查，发现这些女工非哺乳性泌乳症状显著增加，月经周期异常现象明显增多，这些主要是由于神经-体液的混乱引起的。

微波电磁场对人体会产生急性微波辐射损伤，当受到过量微波辐射后，可能造成人体的若干种组织和器官的急性损伤。急性微波损伤大致有头痛，恶心，目眩，彻夜失眠，辐射局部 烧灼感等。但一般经过一段时间休息后，人的这些症状一般均会消失。较长时间接触低强度的微波辐射，可引发人的某些生理功能的混乱，也会引起人的生化指标波动。

表1是公众照射极限值(GB8702-88)的情况。



表1　 人体最大允许暴露值一览表

3.2.2　 电子、电气产品电磁污染的相互影响

电子、电气产品一般来说都相当复杂，大多数有种类繁多的分系统。外来电磁辐射、内部元器件之间、分系统之间和各传送通道间的窜扰，对产品及其数据信息所产生的干扰与破坏，严重地威胁着其工作的稳定性、可靠性和安全性。据统计，干扰引起的电子、电气设备的事故占总事故的90%左右。它的电磁干扰主要表现为电磁辐射，电磁辐射包括两个含义，首先是指主设备及其辅助设备产生的无意干扰对外界的辐射或传导，不仅存在对外的泄漏，而且在比较宽的频率范围已超过界限值，其覆盖的频率对无线电广播、电视等家用电器有威胁。泄漏的另一个含意是指有用的信息泄漏，它们虽然不一定是强信号，但是其影响往往是从相对关系认定的，在对某信息感兴趣时，截获者会利用放大、特征提取、解密或解码的方式来获取，即使是很小的信号，采用现代化的信息处理技术也是可能截获的，而被截获的危害，绝不次于设备工作被干扰。电磁辐射还表现在：对周围的电子系统构成窄带与宽带干扰造成潜在的信息泄漏问题。

电气设备对周围事物造成干扰主要还包括：（1）电晕：是由于导体表面的电位梯度过大，引起向空气中放电而产生的高频电磁噪声，其频谱的主要分量在几兆赫以下。其以dB表示的强度，随电位梯度的升高而增加，而导体表面的电位梯度不仅取决于电压等级，而且还直接与导线的等效表面积有关。（2）火花放电：由于线路上局部的绝缘被破坏、绝缘子污秽。金具接触不良等而产生的火花放电，其频谱范围可能高达百兆赫，其幅度变化范围很大，可能远大于电晕放电。（3）工频电场：其表现形式主要存在于导线对大地之间。其强度主要取决于电压等级。对于直流输电线路则为一个纯的静电场。（4）工频磁场：由于工频频率很低，波长很长（50Hz的波长为6000km），因而距线路虽较远仍为近场，磁场与电场必须分别考虑。其强度主要取决于导线的载流量。但其随距离的衰减很快。（5）无源干扰：输电线路及其杆塔，即使在未送电的条件下，也会对电磁波的传播形成影响（例如对雷达信号、短波通信等），称为无源干扰。 （6）地电流：对于交流三相系统不平衡时的中线或直流输电线路以地作为回路的情况，地电流有时颇为可观。当处理不当时，会造成地电位升或对地下管线腐蚀。以上数种骚扰源，可能会对不同的敏感设备造成干扰。不同的骚扰源的影响不同。值得注意的是：如处理不当，这些骚扰的强度将随线路的电压等级而提高。而提高电压是输电系统的必然趋势。因之对电磁兼容性提出了相应的高要求。