建筑电气设计对治理电源污染及电磁辐射的探讨
作者：磨石学校 | 来源：磨石学校 | 最后更新：2013-12-01 | 点击： 次
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现代建筑楼宇自控设备、电视、计算机、家用电器、综合布线及智能化建筑日益增多，这些设备和线路之间电磁辐射相互干扰及对电源的污染也日益严重，本文介绍这些电磁辐射及对电源污染的现状、危害及对策。 目前高楼大厦遍...
现代建筑楼宇自控设备、电视、计算机、家用电器、综合布线及智能化建筑日益增多，这些设备和线路之间电磁辐射相互干扰及对电源的污染也日益严重，本文介绍这些电磁辐射及对电源污染的现状、危害及对策。
目前高楼大厦遍地矗立，十分现代化，建筑电气增添了不少的新内容，上海在浦东地区智能化建筑也很多，可是在内部有些设备都运转不起来，就是运转起来也不如人意。今年我去了一次上海，住在一个三星级宾馆，打电话杂音比较大，不顺畅，电视有一个频道有游戏机哼的声音，闻说有的房间看电视对另一个房间有影响，卜卜的响，汽车在下面过路电视有擅动现象，计算机与电视在同一房间，计算机初始化时，电视机卜卜的响。据了解有一家小工厂用热合机，热合机工作时，附近居民的电视画面像波浪式的翻滚，居民知道此事还去围攻了这个工厂，后来工厂加了屏蔽室才解决之问题，人大会堂计算选票的计算机起初未很好屏蔽，相隔几十米的长安街大马路上，收听了信息很快就传到国外了，比谁都知道的早，有些在会议室安装窃听器等这些怪事都是电磁辐射及对电源污染产生的，移动通信、微波通信的发展带来微波辐射对人们身体健康危害也很大，如白内障病人增多，视网膜病变，头痛、头晕，对心脏血管均有影响。
一、对电源污染状况及危害
1.电源污染情况
上海电信枢纽大楼，采用了中央空调、风机、水泵30KW以上有100多台，为了减小变压器容量，降低各电动机的启动电流，因此选用100多台晶闸管软启动器，虽然起动电流小，变压器容量减小了，可是对电源污染都很严重，图1示出了软启动器晶闸管整流电路，这种整流电路结构简单，但是输入电流中含有很高的谐波分量，输入电流的5次谐波可达20％，7次谐波可达12％。图2，由于晶闸管的快速换相，产生一定的高次谐波，可达35次以上，高次谐波对电话等通信线路产生一定的干扰。这种整流电路总的谐波电流以失真约为30％。
图3示出了电网在此时的电压电流波形均发生了畸变，对132KW电动机，200KVA软起动器的高次谐波明显表现出含有6N±1高次谐波分量，而且非理论上的三次谐波分量也很大，（移相角大，远远不止这一点这些值远远超出了的我国GB的规定）各国对电压畸变率的规定见表2。
2.电源污染的危害
1）功率因数大为下降
2）功率因数补偿的电力电容器由于高次谐波电流（因电容对高频是低阻抗）而流入，导致电容器发热，以致绝缘破坏，在发生共振时还有爆炸的可能。
3）对于变电站各种保护由于高次谐波导致过热，过压使得保护误动作，及保护性变坏，甚至高频引起振动使整个系统解列。
4）对于显示平均值的仪表，由于高次谐波影响，误差较大，显示有效值的仪表影响不大，对电钟影响较大。
5）对通讯、电话、计算机均有影响。
二、空间污染状况及危害
1.空间污染状况
空间电磁场辐射情况，以上海浦东陆家嘴金融贸易区为例，在上海信息枢纽大的1层、8层、 41层分别测得电磁场在空间场强值如表3所示，测量当时信息枢纽大楼的高压线，变电间及工业设备都未进入安装，房屋还是一个框架，这只能说明陆家嘴区存在的外界电磁环境，不能说明电信枢纽大楼本身的电磁场辐射情况，从这个表中可看出30MHz以上，特别是电视广播、微波及移动通信在空中电磁场是很高的高出90～100dB以上，其它城市，我想也不会例外，现在就看这些电磁场带来的危害。
2.空间电磁场的危害
1）对中短波导航及中波广播的影响，在 150～700KHz内允许防护率为9～15dB。
2）对短波在118～150MHz及225～400MHz内防护为14～40dB。
3）对飞机着陆系统在108～112MHz，覆盖区内防护率为40dB。
4）对各种导航台在960～1213MHz内防护率为63dB。
5）对通信系统防卫度74dB。
6）对计算机防护率60dB。
7）对人体危害见各国微波辐射卫生标准表4。8）对各种导线、金属管线上均有干扰电压存在，而且传导到相关设备进行干扰。
三、对策
建筑电气设计把防止电磁污染要列上议事日程，也就是要进行电磁兼容设计，从选建筑物地址开始到施工图设计、施工监理到最后测试鉴定，主要进行电磁兼容管理，贯穿到整个设计过程。要有下述对策：
1.建筑物地址，离机场、电视广播电台，移动微波通讯台、军用雷达、电子对抗、高压变电站之间的距离。
2.厂房之间内部的电磁间距，如距离工、科、医设备厂房，计算机房、电话通讯等之间电磁防护间距。
3.架空引下线，防雷引下线，综合布线，通讯线等线间防护间距。
4.对整流，软启动装置，电力补偿电容、变频器等非线性装置接入配电网时要采取防止高次谐波污染电源的滤波器，动态有源网络等。
5.防止失密、窃密对会议室微机室要采取特别措施。
6.对一些干扰设备要采取防护措施。
四川大学有位教授中科院院士带领一位博士生研究出一种低价格电磁防护涂料，对电磁场防护效果可达40dB以上，总之要求我们的电源要保持清洁，谐波电压畸变率不要超过国家标准，最好把电源电压畸变率控制在2％以下。空间电磁场分布不使人身受到伤害，电气电子设备之间能互相电磁兼容，正常、安全、稳定运行。
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