13.5.1 基本情況

電能被傳輸?shù)綘恳囕v上，那么在接觸線和參考電位 (即大地) 之間就必然存在一個(gè)等于操作電壓的電位差。這就是說(shuō)在接觸網(wǎng)周圍總會(huì)產(chǎn)生：

—電場(chǎng)E，只要接觸網(wǎng)不斷電它就存在;

—磁場(chǎng)H，它隨時(shí)間和地點(diǎn)而變化。

媒體報(bào)導(dǎo)中經(jīng)常提到的所謂電污染，就是指電磁場(chǎng)對(duì)鐵路設(shè)施周圍的人們帶來(lái)的不利影響。

13.5.2 電磁場(chǎng)對(duì)人的影響

在一些國(guó)家，法律規(guī)定了公眾能夠接近的高壓設(shè)施的電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度的允許值。在[13.16] 中，德國(guó)環(huán)境保護(hù)部 (BMU) 就考慮了IRPA [13.17] 中的建議。

由于磁感應(yīng)，即磁通密度B測(cè)量相對(duì)較容易，常常采用它作為參照值，而不是磁場(chǎng)強(qiáng)度H。在均勻磁場(chǎng)中

磁通密度B的單位是特斯拉(T)，1T=1Vs/m2。借助1μT = 10-6T，μ0按照式(10.9) 取值，以及μr＝1，可以利用下面的等價(jià)關(guān)系轉(zhuǎn)換描述均勻磁場(chǎng)的參數(shù)

1A/m等價(jià)于1.256μT，1μT等價(jià)于0.7962A/m (13.15)

下面簡(jiǎn)單闡述一下電磁場(chǎng)對(duì)人體的影響。下面的資料是以 [13.18] 中的研究為基礎(chǔ)的。

在人體表面，電場(chǎng)產(chǎn)生電荷，電荷引起電流流過(guò)人體。大量的研究試驗(yàn)表明，1kV/m的電場(chǎng)將在人體內(nèi)引起約0.015mA的電流。在這種情況下，對(duì)應(yīng)的電流密度為0.2～0.3mA/m2。電場(chǎng)引起的電流既不是人體導(dǎo)電率的函數(shù)，也不是人體大小的函數(shù)。

與此相反，磁場(chǎng)在人體感應(yīng)的電流既是人體導(dǎo)電率的函數(shù)，也是人體大小的函數(shù)。50Hz，1μT的磁場(chǎng)可感應(yīng)出電流密度約0.01mA/m2。

業(yè)已證明，電流密度為1 mA/m2及以下時(shí)，人體沒(méi)有感覺(jué)。當(dāng)電流密度為10mA/m2及以上時(shí)，人眼前會(huì)感覺(jué)到閃爍。100mA/m2及以上的電流密度會(huì)引起人的神經(jīng)和肌肉興奮。危險(xiǎn)極限值是100mA/m2，真正可能造成傷害的值是在1A/m2左右。人體平均截面積為0.06～0.07m2。

表13.1歸納了典型的16.7Hz、50Hz鐵路牽引供電中的上述數(shù)值。　表13.2中列出了不同頻率供電的參考值�！”�13.3給出了在鐵路周圍測(cè)得的電場(chǎng)強(qiáng)度和感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度值。

圖13.17 軌面以上1m的磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量值和計(jì)算值比較，Itrc＝2×1000A[13.20]

---—無(wú)回流線，計(jì)算; ——有回流線，測(cè)量;------—有回流線，計(jì)算

圖13.17是電氣化鐵道的磁場(chǎng)強(qiáng)度特征圖，磁場(chǎng)強(qiáng)度作為到一條雙線鐵路的中心線的距離的函數(shù)。[13.20] 中給出的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值是以每條線的接觸網(wǎng)電流1kA為基準(zhǔn)的。

通過(guò)評(píng)估表13.1到表13.3中的內(nèi)容可以得出結(jié)論，BMU就電場(chǎng)和磁場(chǎng)規(guī)定的最嚴(yán)格限值在鐵路實(shí)踐中也是不會(huì)被超過(guò)的。因此，鐵路運(yùn)營(yíng)設(shè)備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)不會(huì)構(gòu)成對(duì)人體的傷害。

關(guān)于感應(yīng)縱向電壓 (縱電動(dòng)勢(shì)) 和鋼軌—大地電位差的潛在危險(xiǎn)在第13.4.3節(jié)和第12章中已作討論。

表13.1 按照 [13.19]，低頻電磁場(chǎng)對(duì)人體的影響

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13.5.3 電磁場(chǎng)對(duì)設(shè)備的影響

13.5.3.1 一般影響

電氣化鐵道的電磁場(chǎng)同樣會(huì)影響其周圍的電氣設(shè)備和設(shè)施。人身上的心臟起搏器或其他類似的移植器官會(huì)受到不利影響。信息技術(shù)設(shè)備會(huì)受到損傷，尤其是視頻顯示器(VDU)。而且，電力牽引系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生射頻于擾，這種干擾達(dá)到一定程度就會(huì)影響到鐵路周圍的設(shè)備。

表13.2 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)頻率范圍內(nèi)電磁場(chǎng)的允許最大值 (1997年更新)

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注 范圍1： 受控區(qū)域，一般可以接近，但應(yīng)保證置于其間的時(shí)間必須短。

范圍2： 預(yù)期一般不會(huì)發(fā)生短時(shí)置于其間情況的所有區(qū)域，如住宅樓，辦公樓，體育，休閑，娛樂(lè)設(shè)施。

IRPA： 國(guó)際無(wú)線電防護(hù)協(xié)會(huì)

1)瞬時(shí)峰值，置于其間的總時(shí)間每天達(dá)1.2h。

13.5.3.2 人體內(nèi)的心臟起搏器

根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN VDE 0750，1Hz到30Hz頻率范圍內(nèi)的等效磁通密度必須按照下式計(jì)算

表13.3 電氣化鐵道系統(tǒng)周圍測(cè)得的電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度

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