牽引接觸網(wǎng)周圍的電磁場

2016-01-12 17:05:09 來源：用戶投稿作者：RIV

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。這就是說在接觸網(wǎng)周圍總會(huì)產(chǎn)生：

—電場E，只要接觸網(wǎng)不斷電它就存在;

—磁場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，就是指電磁場對(duì)鐵路設(shè)施周圍的人們帶來的不利影響。

13.5.2 電磁場對(duì)人的影響

在一些國家，法律規(guī)定了公眾能夠接近的高壓設(shè)施的電場和磁場強(qiáng)度的允許值。在[13.16] 中，德國環(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測量相對(duì)較容易，常常采用它作為參照值，而不是磁場強(qiáng)度H。在均勻磁場中

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μ_r＝1，可以利用下面的等價(jià)關(guān)系轉(zhuǎn)換描述均勻磁場的參數(shù)

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

下面簡單闡述一下電磁場對(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，電場產(chǎn)生電荷，電荷引起電流流過人體。大量的研究試驗(yàn)表明，1kV/m的電場將在人體內(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)，人體沒有感覺。當(dāng)電流密度為10mA/m²及以上時(shí)，人眼前會(huì)感覺到閃爍。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。　表13.3給出了在鐵路周圍測得的電場強(qiáng)度和感應(yīng)磁場強(qiáng)度值。

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

---—無回流線，計(jì)算; ——有回流線，測量;------—有回流線，計(jì)算

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

通過評(píng)估表13.1到表13.3中的內(nèi)容可以得出結(jié)論，BMU就電場和磁場規(guī)定的最嚴(yán)格限值在鐵路實(shí)踐中也是不會(huì)被超過的。因此，鐵路運(yùn)營設(shè)備產(chǎn)生的電磁場不會(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) 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]，低頻電磁場對(duì)人體的影響

13.5.3 電磁場對(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)電磁場的允許最大值 (1997年更新)