中波发射塔周围中波电磁辐射影响及防护的探讨

[摘要]中波发射塔周围，建筑工地上的塔式起重机吊钩感应出上千伏高压，医院的电子医疗设备受中波电磁辐射的严重干扰，院校的电子仪器仪表设备受中波电磁辐射干扰，居民的长期受强中波电磁辐射，身体健康受到了影响。在提倡以人为本的当今社会，这个严重的问题日趋备受关注。针对中波电磁辐射对周围产生影响的机理及其防护措施进行探讨，以提高人们对中波辐射产生影响的认识，加强防护措施。

[关键词]中波发射塔 中波电磁辐射 影响

中图分类号：TL7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0710027－02

在广西百色市中波发射塔周围，建筑工地上的塔式起重机吊钩感应出上千伏高压，医院的电子医疗设备受中波电磁辐射的严重干扰，院校的电子仪器仪表设备受中波电磁辐射干扰，居民的长期受强中波电磁辐射，身体健康受到了影响。这个严重的问题日趋备受关注。本文针对中波电磁辐射对周围产生影响的机理及其防护措施进行探讨，

一、中波知识

中频电波传播――频率从300千赫到3兆赫（波长从1000米到100米）称为中频无线电波或中波。中波主要用于近距离广播与无线电导航，535～1605千赫是国际规定的中波广播段。

因为地面波传播采用的是垂直极化波，所以中波广播发射天线都使用垂直铁塔天线。中波传播波长较长，发射天线因为从上到下都是带电体，所以不可能架设得很高，为了减小天线辐射时天波与地面波相互干扰造成的特有的衰落现象，增加有效的覆盖面，实践证明，天线架设高度H＝0.53λ最佳(式中λ为工作波长)。一般在70到150米之间。中波广播白天主要靠地面波传播，夜晚靠地面波和天波跳跃式传播。所以只有在晚上我们才可以听到许多边远省市甚至外国的中波广播信号。

二、中波电磁辐射对周围的影响

（一）显性的影响

对建筑塔式起重机影响:在中波发射周围建筑工地上的塔式起重机吊钩由于中波感应常常产生上千伏的感应电压。2007年5月，广西百色学院建筑工地地的塔式起重机吊钩存在高压，当建筑工人手或用导线接触吊钩或钢丝产生强烈火花，并发出噼噼啪啪的声音，同时收听到中央广播电台，经测量感应电压高达1100多伏。起初我们认为是附近的变压站（距工地150米）、电视发射台（距工地400多米）、移动通信发射台（距工地150米）引起电磁感应，经深入的调查研究发现，当每周星期二下午附近的中波发射台停止发射时，吊钩的感应电压随着消失，中波发射台工作，感应电压随即产生，结合吊钩放电时收听到中央广播电台，得出确切的结论是中波发射塔发射的中波引起的感应电压。

对电子设备式电子系统的影响：在百色市中波发射台周围500米范围内有两所市级医院，两所本科院校，5所中专学校，5处生活小区，还有中学小及居民。医院反应医疗设备常常受到电磁波的影响，特别是B超仪，屏幕抖动而产生花纹，严重影响了诊断，其次是心电图仪、脑电图仪。百色学院多处多媒体的扩音系统工作时能收听到音量不小的中央方播电台，学生在做电路实验时，从示波器上观测到的信号常常伴随着强烈的中波干扰，有时甚至测不到信号波形。日光灯断开电源后还在蒙蒙地闪烁。

（二）隐性的影响

1．中波电磁辐射对电子仪器及其它事物的隐性影响

电磁脉冲辐射可以对电子设备和系统造成严重的干扰和破坏。实验表明，电力、电子系统中的导线、电缆是引入电磁干扰的重要途径。大量的研究表明，电磁辐射会造成广播电视不能收听和收看；自动控制信号失误；电子仪器仪表失灵；飞机指标信号失误或空中指挥信号受到干扰；干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等。1997年8月13日，深圳机场由于附近山头上的数十家无线寻呼台发射的电磁辐射对机场指挥塔的无线电通信系统造成严重干扰，使地对空指挥失灵，机场被迫关闭两小时。在此之前，首都机场也发生过类似事情。另外，炸药、雷管及挥发性液体、气体，例如酒精、煤油、液化石油气、瓦斯等易燃物质等都具有较低的燃点，在电磁辐射能作用下可以发生意外的爆炸或燃烧。许多常规兵器采用电气引爆装置，如遇高电瓶的电磁感应和辐射，可能造成控制机构的误动，从而使控制失灵或发生意外的爆炸。

2．中波电磁对人体健康的隐性影响

1998年世界卫生组织调查显示，长期处于电磁辐射环境下会对人体健康产生不利影响：对心血管系统的影响，表现为心悸、头疼、失眠，部分女性经期紊乱，心动过缓，心搏血量减少，窦性心率不齐，白细胞减少，免疫功能下降等；对视觉系统的影响，表现为视力下降，引起白内障等；对生殖系统的影响，表现为性功能降低，男子精子质量降低，使孕妇发生自然流产和胎儿畸形等；长期处于高电磁辐射的环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变；影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并会加速人体的癌细胞增殖等症。典型的事件是1976年美国驻莫斯科大使馆，前苏联为了监听使馆的通信联络情况，向美国大使馆内发射微波，由于工作人员长期处于微波的环境之中，结果313人中64人淋巴细胞平均数高44%，与15位妇女得了腮腺癌。

三、中波电磁波影响机理分析

（一）中波电磁波对建筑塔式起重机吊钩产生高感应电压机理

百色学院工程工地距百色中波发射塔约150米，发射功率为10KW，发射频率为1143KHz。经调查分析，产生原因系建筑塔式起重机的塔身---吊臂---吊钩钢丝绳形成一个环形体，接受了中波场强。

1．接受条件

接受的条件即形成谐谐振的条件是塔式起重机的环形总长（塔身高+塔臂长+吊重钢丝线的高度）为最强（最近）中波电台1/4波长的1.0～1.5倍。

百色中波电台发射中央广播一台中波波长：262.5m，1/4λ= 65.6m，因此，在塔机环总长为65.6～98.4m时为该台的最佳接受条件。

2．感应电压的大小

感应电压值可通过实测和计算得出：

式中：E为电磁波的电场强度V/m；h为塔式起重机的起升高度；Q为系数（亦称清晰度）取10～20之间。

发射功率为10KW百米发射塔，发射频率为1143KHz的电场强度可以实测。经实测和计算结果相符合，约为1100V。

（二）中波电磁波对电子设备或电子系统影响的机理

电磁辐射进入电子设备或电子系统的通常有两个通道：其一为直接辐射到设备或系统上形成电磁干扰；其二为由于感应耦合或静电耦合，或者电磁耦合使电磁波辐射在附近的导线上产生传导性的电磁骚扰，并从这些导线经由设备的电源线、信号线或控制线加到设备上。

（三）电磁辐射危害人体的机理

电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等。

热效应：人体内70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到身体其他器官的正常工作。

非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁波的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体正常循环机能会遭受破坏。

累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态或危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也会诱发想不到的病变。

国内外的研究发现，电磁波辐射对人体健康的危害与下列因素有关：功率密度，功率密度越高，辐射作用越强烈；电磁波长，波长越短，对人体影响越大；波形，脉冲波比连续波影响大；离辐射源的距离，距离与场强成反比例关系，随着离辐射源距离的增加，辐射强度会大大减弱；照射时间，接触辐射时间越长，影响越大；周围环境，周围环境温度越高，人体对辐射反应越强烈；另外，人的生理状态、性别、年龄不同，对辐射的敏感程度亦不同，对女性和儿童的影响一般要比成年男性大一些。最后，不同个体对电磁辐射反应也很不一样，有的人“适应”能力较强，而有的人在同样环境下则忍受不了。

四、防护措施

电磁辐射的量子能量很小，只有10－10～10－3电子伏特，危害极大，必须要采取一定的防护措施，尤其是在常住在或工作中波发射塔周围的人员更要注意防治电磁波的危害。

（一）建筑塔式起重机防护措施

1．直接防护措施

此类方法适用于电压在300VP-P以下的防护。

①接地：设法将吊钩良好接地（理论上可以，但吊钩是活动部件，实际操作较难，不灵活）。

②绝缘：操作人员戴绝缘手套，电压在200VP-P时有作用；采用环氧树脂绝缘吊钩；用绝缘物插入滑轮，隔绝吊钩；吊钩与铁扁担之间，铁扁担与钢丝绳之间用胶皮、胶布隔绝。

2．全面防护方法

①用同轴电缆接地。塔机机身与1/2波长的同轴电缆边接接地；

②采用共振回路衰减装置。从塔机臂端到塔机根部用导线连接并接入一个电容，形成共振；

③采用共振线圈衰减装置。在塔机臂上装一个大型共振线圈，以此与感应电压共振；

④采用负阻抗衰减装置。塔机接入一负阻抗安装成共振回路，形成共振；

⑤逆相位衰减装置。塔机安装一台逆相放大器，以此抵消塔上的感应电压；

⑥避免塔机高度与波长匹配：调查工地附近中波的发射频率或波长；塔机高度避开任何一个中波1/4波长的1.0～1.5倍，破坏接收条件。

（二）电子设备或电子系统抗中波干扰的防护措施

防护技术有电磁屏蔽、接地技术、滤波、吸收防护等几种。

电磁屏蔽，在抗干扰方面是最好的措施。通俗地讲，电磁屏蔽就是利用某种材料制成一个封闭的物体其物体内部和封闭体的外部区域不受其内部的电磁场的影响。射频接地是将场源屏蔽体或屏蔽体部件内由于感应电流的产生而采取迅速的引流，造成等电势分布的措施。

线路滤波是抑制电磁干扰最有效手段之一，它的作用就是保证有用信号通过，并阻截无用信号。

吸收防护是把对某种辐射能量具有强烈吸收作用的材料敷设于场源外围，防止大范围辐射。

（三）中波电子辐射对人体健康危害的防护措施

中波波长远大于人的尺寸，也大于一般建筑物的尺寸。根据电磁场理论及电波传播原理，当波长远大于障碍物时，电波大部分会“绕过去”，即产生绕射，只有少量的穿透在这种情况下，即使仪器测出的场强很高，但人体吸收电磁波的能量很少，所以中波不会对人体有多大影响。对于长期接触电磁波辐射的群体，特别是婴儿、孕妇和老弱病残者，即使功率很小，频率很低，也可能会诱发想不到的病变，应引起警惕，这就是积累效应。因此，平时注意采取以下的防范措施，防范于未然。

1．穿戴电磁辐射屏蔽防护服，将电磁辐射最大限度地阻挡在身体之处。

2．多食用一些胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、瘦肉、动物肝脏等含丰富维生素A、C和蛋白质的食物，以利于调调节人体电磁场的紊乱状态，加强机体抵抗电磁辐射的能力。

五、结语

广西百色市中波发射台坐落于人口稠密区，居民长期接受强电磁辐射，生命身体健康、生活和工作受到严重的影响，在创建以人为本和谐社会的今天，当地政府应及时关注和处理，把它移至人口稀少的地方，为人民群众谋福祉。

基金项目：建筑塔吊临近通讯发射源感应高压静电防护研究:桂教科研[2007]34号；项目编号：200708MS087

参考文献：

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[3]范戊申. 中波发射台的电磁干扰和电磁兼容[J].科技信息，2007，27:300-301.

[4]魏静康、余华林、吴玉各. 塔式起重机产生感应电压原因及防治措施[J].建筑安全，1994，7:26-27.

作者简介：

颜锦，男，壮族，广西田东人，百色学院讲师，主要研究方向为电子技术、计算机网络与应用；黄显吞，男，壮族，广西靖西人，百色学院讲师；农高海，男，壮族，广西崇左人，百色学院助理工程师。

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