电磁防护

电力术语

以粒子或波的形式发生的能量传递、传播及吸收活动称为辐射，主要分为两类：电离辐射及非电离辐射。非电离辐射中的射频、微波等部分统称为电磁辐射。

简介

随着科技进步，电磁辐射在各类作业场所得到广泛利用。典型应用包括：电视和广播发射系

统、射频感应及介质加热设备、微波医疗设备、通信发射台站、卫星地球通信站等。除此之外，生活中接触的一些电气设施也成为电磁辐射源，如：居住地附近的变电设备、高压及超高压输电线、家用电器（如电磁炉等）。

在电气技术应用给人类带来生活便利性及生产效率提升的同时，与之相伴的电磁辐射正成为新的污染来源。由于人类生活作业环境中电磁辐射的普遍程度不断加深，世界各国越来越重视电磁环境，重视电磁辐射对人体伤害的研究；电磁辐射对人类健康的影响及其防护已经成为一个迅速发展的科学新领域。针对电磁辐射的国际性合作研究也已展开：世界卫生组织在全球范围内发起了 “国际电磁场计划” （The InternationalEMF Project），旨在针对 0 ~300GHz 的电磁辐射对人体带来的健康影响进行研究。该计划自启动以来，吸引了世界范围内的科学家与职业健康安全专家参与，推动了人类对电磁辐射危害的了解。

电磁辐射对人体的主要影响形式

电磁场对人体的主要影响形式可以归结为以下几种：（1）热效应（thermal effect）：电磁场作用于人体（细胞和生物介质），引起组织温度升高。（2）非热效应（non-thermaleffect）：电磁场通过使人体温度升高以外的方式改变生理生化过程。（3）累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，人体遭受的伤害未得到自我修复（通常所说的人体承受力— —内抗力）前，再次受到电磁波辐射，伤害就会发生累积。长期接触电磁辐射的人群，即使接触功率很小，频率很低，也可能受累积效应影响，产生不同程度的健康危害。

电磁辐射对人体的损伤

受电磁辐射影响，易产生损伤的机体系统包括：中枢神经系统、内分泌系统、心血管系统、免疫系统、造血系统、生殖系统、视觉系统。

中枢神经系统：接触高频电磁场时，人体中枢神经系统受其中的中波和短波部分影响，出现以下症状：中枢神经系统和植物神经系统功能紊乱：头疼、乏力、失眠多梦、白天嗜睡、记忆力减退等精神衰弱症状。

内分泌系统：在对内分泌系统的影响方面，普通功率电磁波早期即可造成下丘脑、腺垂体及外周靶腺激素分泌失调。在影响前期，肾上腺糖皮质激素、甲状腺激素水平升高，后期则呈现下降趋势。与此同时，垂体、肾上腺、甲状腺细胞均出现营养不良性改变，凋亡增多，并持续较长时间。

心血管系统：长期受电磁波辐射的人患心血管疾病的概率会大大增加，研究表明，电磁波影响会改变心室肌膜表面钠离子、钙离子通道对这两种离子的转运，影响心室肌复极化时间，从而影响心肌收缩能力。此外，患者的心电图上还可能呈现 RT 波电压下降， PQ波的延长， P 波加宽等非正常现象。

免疫系统：早在 1979 年， Shandala 等人就报道了微波辐射会刺激动物脑部电生理活动，引起脑皮质中心区改变，并抑制免疫系统功能，如造成血液中淋巴细胞功能紊乱和脾脏中玫瑰花结形成细胞减少等。

造血系统：人体受中低功率电磁波照射，可造成血红细胞、白细胞、血小板不同程度降低；受高功率照射后上述现象更加明显，可造成 1 年以上的持续损伤及造血组织重建不良现象。

生殖系统：电磁波照射对生殖的影响主要为流产率升高、胚胎发育迟缓、畸胎率增加等。据调查，受孕前 6 个月和/或妊娠前 3 个月从事微波热透疗法的女理疗师早期流产的危险性明显增加。男性接受电磁辐射，后代也受到影响。据 NORDSTORM 对瑞典发电厂工人进行的流行病学调查，在高压装置附近工作的男性，后代围产期死亡率增加 3.6 倍、先天性畸形增加 3.2倍。

视觉系统：电磁辐射对视觉造成的伤害主要为对眼睛的长期累积伤害，造成晶状体、角膜的结构性损伤。曾有未采取防护措施的雷达操作员在 100mW/cm2 的微波辐射下工作一年后发生双眼白内障。

电磁辐射的影响对象

输变电线路、无线基站附近的居民

随着城市人口密度的增大及城市住宅建设的升温，输变电设备、高压线路等电磁辐射源与居住区的距离无法得到完全控制。一些住宅楼与高压输电线路相距过近，住户健康受到威胁。另外，无线通讯网络的覆盖范围拓宽过程中，一些无线通讯基站也可能对周边居民产生影响。

特种作业人员

暴露在高强度电磁场中对人体健康造成的不良影响早已被确认，而越来越多的研究揭示，长期暴露在低频或低强度电磁辐射中，也会损害人体健康。电磁辐射环境中的作业人员，同时受到这两类不同强度的电磁场威胁：一般作业时处于低强度辐射环境中，在某些特殊情况下有接受高频高强辐射的危险（进行设备抢修等需要靠近强电磁源的时候）。

对这些作业人员来说，电磁辐射造成的影响与普通人相比更加严重。由于电磁辐射的不可见性，很多作业者并不清楚其对人体的危害，造成安全意识淡薄，与之相关的特种作业人员有缺乏适当防护的危险。随着人类对电磁辐射及其对人体负面生理作用的认识不断加深，电磁环境作业人员防护的紧迫性和重要性应被给予应有的重视。

电磁辐射防护

电磁辐射防护的重要性和必要性

人们在认识电磁伤害，研究电磁辐射对人体伤害过程中，也在积极思考电磁辐射的防护，早在上个世纪 50 年代以原苏联和美国为代表的许多国家就开展了电磁辐射防护标准的研究，研究对象主要为电磁辐射环境中作业者的防护问题。

国内外电磁辐射防护标准现状

目前国际上的代表性电磁辐射防护标准为美国电子电器工程师协会（IEEE） C95.1 和国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）导则。 IEEE C95.1 被美国、澳大利亚、加拿大和韩国采用，而欧盟、日本等国采纳 ICNIRP 导则。我国相关标准的制定过程中，也借鉴和参考了上防护标准及导则。

我国的电磁辐射防护体系中包括一系列由卫生部、国家环保总局制订的标准，包括 GBZ-1-2002 《工业企业设计卫生标准》、GB 18555-2001 《作业场所高频电磁场职业接触限值》等[8]。IEEE C95.1 标准和 ICNIRP导则均以电磁场热效应为基础，制定最大容许暴露水平或限值。但是电磁场生物效应的研究表明，低于这些标准限值的电磁辐射会通过非致热效应影响人体健康，而大量流行病学资料也表明低强度长期电磁场暴露对人体健康的不良影响。因此上述导则还存在不足之处，有待完善。“卫生部标准” （包括： GB18555-2001 《作业场所高频电磁场职业接触限值》、 GB 10437-1989 《作业场所超高频辐射卫生标准》、 GB 10436-1989 《作业场所微波辐射卫生标准》、 GB16203-1996 《作业场所工频电场卫生标准》和 GB 9175 -1988《环境电磁波卫生标准》）的特点是：— —给出了各频段的场强计算公式，为电磁辐射水平的预测提供了依据；— —以电磁辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在不良影响的阈值为界，将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级（超过二级标准，对人体可能带来有害影响）；— —分别制订了工频、高频、超高频、微波等频段的辐射卫生标准；— —标准中采用了最大容许暴露量的概念。国家环保总局制定的 “环保标准 ” （包括 GB 8702-88 《电磁辐射防护规定》、 HJ/T 10.3-1996 《电磁辐射环境影响评价方法与标准》和 HJ/T 24 -1998《500kV 超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》）特点如下：— —采用 “限值 ” 的概念，认为 “限值” 是可以接受的辐射水平的上限，并包括各种可能的电磁辐射污染的总量值；— —采用比吸收率（SAR）作为基本限值单位；— —适用频率范围为10kHz~300GHz，未包括工业频率；— —10kHz~300GHz 内均采用 SAR 作为基本限值单位，未考虑不同频率电磁场及近场、远场电磁辐射对人体作用形式及结果的不同。

电磁辐射防护装备

国内对电磁辐射防护的研究早已开始，但电磁辐射防护装备的概念与应用被广泛接受较晚。减少电磁辐射的伤害，主要从两方面入手：

（1）降低辐射源的辐射强度。如在辐射源周围铺设特殊材料，材料受电磁场作用产生感应电流，由电流热效应将辐射能量转换为热能。

（2）被动屏蔽法。无法有效降低辐射源辐射强度时，多采用被动屏蔽法，即配备电磁辐射防护装备。

由于电磁辐射特性的复杂性，难以单纯通过对辐射源屏蔽的合理设计消除其危害。配备防护装备，对确保作业者的安全健康是十分必要的。

电磁辐射防护服装

电磁辐射防护服装对电磁辐射起屏蔽作用，降低其对人体的伤害，是电磁辐射作业场所应用

的主要防护装备。电磁辐射防护服装按原理主要分为两种：导电型和导磁型。导电型防护服在受到外界磁场作用时，产生感应电流，感应电流又产生与外界磁场方向相反的磁场，抵消外界磁场达到防护作用；导磁型防护服则通过磁滞损耗和铁磁共振损耗大量吸收电磁波的能量，并将其转化为其它形式的能量，达到对电磁辐射的衰减效果。

根据屏蔽服装材料，又可以将市面上主要防护服装分为 4类：（1）碳纤维、不锈钢纤维等与纺织纤维制成的混纺材料：优点为手感柔软，透气性好。缺点为制成的防辐射织物屏蔽效率较低，一般为 15~30dB 左右，且不同频段差异很大，限制了其使用范围，目前正在逐步被取代。（2）多离子织物通过一定物理过程（真空喷洒法、真空镀法等）或化学反应（如电解法等）制成。优点为屏蔽效率高，使用频段宽，性能稳

定，并且兼具混纺织物柔软、透气的特点。（3）电磁辐射防护纤维制成的织物主要包括本征型导电聚合纤维及复合型高分子导电纤维。（4）涂层防辐射织物使用掺入金属氧化物或金属粉末、高分子成膜剂等制成的涂层制剂，使织物获得电磁辐射防护能力。

性能评价及技术要求

目前我国市场上有大量电磁辐射防护服存在，应用范围覆盖了一般居住环境（如提供给孕妇穿着的电磁辐射防护服）到作业场所（如防微波辐射服）。评价电磁屏蔽的效果，常用屏蔽效率（SE），单位为dB。定义为空间某点未加屏蔽时的电场强度 E0 （或磁场强度 H0、功率 W0）与加屏蔽后该点的电场强度 E1 （或电压、磁场强度 H1、功率 W1）之比。

我国电磁辐射防护存在的问题

早期的电磁辐射防护服装受工艺限制，存在沉重、穿着舒适性差、成本高等问题，因此仅在极少数作业场所使用。随着电磁辐射伤害研究的发展、纺织科学的进步，电磁辐射防护服装的舒适性及便利性增强，应用范围也不断扩大。虽然电磁辐射防护的概念普及程度逐步加深，电磁辐射防护越来越受重视，但电磁辐射防护的相关标准及防护装备市场仍存在以下问题：

（1）电磁辐射限值标准制定的理论依据为致热效应，不能完全体现电磁辐射对人体的影响；限值标准评价方式不统一，影响其有效实施及作业场所电磁辐射的有效评估。

（2）我国现行的电磁辐射防护装备国家标准为 GB6568.1 《带电作业用屏蔽服装》，主要针对高压电气设备作业者，针对微波辐射的防护标准 GB/T 23463《防护服装微波辐射防护服》为2009 年新制定标准，尚未实施。因此微波等电磁辐射成分的防护还有待加强。

（3）民用电磁辐射防护装备的研究应用不足，存在标准缺失，缺乏监管，产品夸大宣传等情况。在国外，电磁辐射防护服装已走入普通家庭，而我国的电磁辐射场所作业人员尚未配备足够的防护装备。随着对电磁辐射特性及其短期和长期生理伤害的了解日益加深，我国对作业场所电磁防护的重视程度将不断提升。应结合已有成果，在以下问题上做进一步工作：

（1）完善和统一电磁辐射暴露限值标准。进行电磁辐射伤害机理的进一步研究，充分了解非致热效应对人体健康危害，并作为参考依据，进行电磁辐射暴露限值标准修订。（2）完善电磁辐射防护服装国家标准，增加覆盖面，将民用防护服装纳入标准管理范围。

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