簡介
高鐵是高速鐵路的簡稱。我國高速鐵路上運行的列車,使用的電力一般為2.5萬伏特、50Hz交流電。相應地,高鐵的高壓電力設備就會輻射出這個頻率段的電場和磁場。其實不只是高鐵,電力機車、電傳動內燃機車、捷運、有軌電車以及其他很多使用電力驅動的交通工具都會產生電磁輻射。列車車廂內的電磁輻射,不僅和列車使用的電氣特性有關,還與車輛類型、測量點在車廂內的位置和高度、列車行駛狀態等複雜的因素有關。
列車輻射分析
1.輻射限值
根據ICNIRP的安全標準(ICNIRP是國際非電離輻射防護委員會。這是一個非政府的獨立組織,由多個領域的專家組成。這個組織根據最新科研進展,評估各種非電離輻射對人體健康的潛在危害。ICNIRP提出的輻射安全標準已經被幾十個國家和國際組織採納。我國國家環保總局的相關標準也參考了ICNIRP的標準),高鐵產生的50Hz左右的“極低頻電磁輻射”,電場輻射的安全標準為5kV/m(kV/m即千伏特每米,電場強度的單位)以下,磁場輻射為100µT(µT即微特斯拉,磁感應強度的單位)以下。這一安全標準是根據國際上相關醫學研究制定出的。
【ICNIRP對公共人群制定的電磁場安全參考水平。50Hz的電磁場應參考第四行,其中電場限值為250/f,頻率f=0.05kHz,因此限值為5000V/m;磁場限值為5/f,同理計算可得限值為100µT。)】
2.磁場輻射實測
高鐵上運行的列車有不同的類型。一種是動力集中式,這種列車主要的電氣設備和牽引電機集中在列車一端或兩端的機車上,與乘客車廂是分離的。另一種是動力分散式,動力系統分布在多個車廂。英國1998年一項研究表明:動力集中式列車的電磁輻射集中在機械間、司機室附近;乘客車廂的磁場輻射值一般在30µT以下,在乘客坐著的高度,典型的輻射值小於5µT。動力分散式列車,特別是早期型號,在車廂地板高度上的電抗器附近可以測到比較大的磁場輻射;但乘客全身收到的輻射量仍然在安全範圍內。
中國的情況如何呢?經過檢索中文期刊,我們沒有找到關於乘客車廂內的磁場輻射的文獻報導。但網際網路上曾經流傳一段視頻,視頻中有人用儀器在列車的車窗附近測量了磁場輻射值,測到的值大約是10µT左右。遺憾的是視頻只測量了車窗附近的磁場輻射,也沒有說明是在什麼類型的高鐵列車上進行的。而且該視頻並非源自正式的媒體報導,僅可作為參考。但僅從該視頻中來看,這個實測的磁場強度值是在ICNIRP規定的限值(100µT)以內的。
3.電場輻射實測
測量了動車中的電場輻射,發現對於CRH2A和CRH5A型動車組,在一等車廂、二等車廂、車廂連線處、駕駛室等位置,電場輻射值分布在0.011-0.021kV/m的範圍內。這個值也在ICNIRP規定的限值(5kV/m)以內 。
4.其他頻段輻射
除上述50Hz工頻輻射之外,高鐵也會產生其他頻段的輻射。其產生原因很多,比如因為受電弓和接觸網接觸不良而產生的輻射,以及電流在變壓、變頻等過程中相關元件產生的輻射等。這類輻射的頻率範圍較廣,從幾十Hz到2GHz都有分布。對於這類輻射有相應的研究,也有 對其測量方法和數據處理方法做出了規定。
國內2010年有一篇論文對動車組列車車廂內的這類輻射進行了實測和分析,論文重點關注了30MHz到200MHz頻段的輻射。經實測,這個頻段的輻射在車廂內電場強度只有50dBµV/m左右,不到1mV/m(毫伏特每米)。而ICNIRP給這個頻率波段的電場輻射制定的安全標準是28V/m,我國環保局制定的電磁輻射防護標準則未指定限制,而是給出參考值為12V/m。無論按哪一個值來看,上述研究中的測量值與安全標準相比還有較大距離。對這類輻射一般只考慮對電子設備的干擾,對人體的影響可以忽略不計。