直流電場的生物效應是什麼

2023-03-19 02:40:13 字數 1884 閱讀 1060

直流線路的電場由導線上的電荷和電暈產生的空間帶電離子共同產生,稱之為合成電場。受離子隨機變化的影響,合成電場大小會出現一定程度的波動,但變化很慢,基本可以視之為直流電場。

所謂生物效應是指生物體對環境變化帶來的刺激作出的反應。比如寒冷時汗毛會豎起,聽輕**會覺得很放鬆,這些都屬於生物效應。這裡主要關心直流線路電場對人的影響。

(1)人體截獲離子流的感受。人在直流線路下會截獲離子,被截獲的離子通過人體入地。研究表明:

要得到同樣的感受,流過人體的直流電流要比交流電流大5倍以上;而人在直流線路下截獲的離子電流又比能感覺的臨界值小2個數量級。因此,人在直流線路下截獲離子一般不會有感覺。

(2)直接感受。與交流線路不同,在正常執行的直流線路下,基本沒有電場變化產生位移電流的現象。人曝露在直流電場中,在體表會產生感應電荷。

由於感應電荷的存在,人體內部的合成電場強度幾乎為零,直流電場對人體內部幾乎沒有影響。人體表面產生的感應電荷達到一定程度後,與**作用,會對**產生刺激感,即所謂直接感受。

美國在直流線路下進行的直接感受試驗表明,對穿普通鞋的人,當電場為30kv/m時,毛髮和**才開始出現刺激感。國際非電離輻射防護委員會(icnirp)指出,對大多數人,因表面電荷引起煩惱的感覺不會發生在25kv/m場強之下。前蘇聯研究直流電場效應後認為,直流線路下的允許電場可達50kv/m。

我國在直流線路下進行的人體直接感受試驗表明:毛髮和**對直流電場最敏感。在地面電場強度小於30kv/m的地方,**感覺不明顯;當地面電場強度高於30kv/m時,外露**的刺激感才逐步增強,離開高場強區後,**刺激感立即消失,無任何不適反應。

世界衛生組織報導了志願者在模擬直流線路下的直接感受試驗,在無離子和存在高密度離子流的條件下,出現刺激感的平均直流電場強度分別為45.1kv/m和36.9kv/m。

我國直流線路下的地面合成電場控制在30kv/m以下,在國際上處於中等水平,人在直流線路下一般不會出現明顯的刺激感。

(3)暫態放電感受。人在直流電場中會在體表產生感應電荷,當人接觸接地金屬體時,電荷會通過接地體放電;離子遇到對地絕緣體,將附著在該物體上使其帶電,人接觸該物體時,該物體上的電荷可能會通過人體流入大地。

以上放電過程短暫,放電較強時可能出現火花,人體往往會有刺痛感,有些文獻稱之為暫態電擊。放電時產生的刺痛感程度與放電量、電場強度以及人體或物體對地絕緣水平有關,可以分為可感知、惱人和疼痛幾個等級。

由於人與人之間的個體差異,每個人發生可感知放電的直流電場強度的最小值是不同的,世界衛生組織對此進行過總結,範圍大致為10~45kv/m。同樣每個人發生惱人和疼痛放電的直流電場強度的最小值也不同。疼痛放電一般只會在對地絕緣的人觸控接地導體,或接地良好的人體觸控對地絕緣的金屬體的情況下發生,可見,需要創造必要的條件才會發生疼痛放電。

我國在直流線路下的暫態電擊試驗表明:當人在直流線路電場為12~26kv/m的地方觸控停留的大型車輛時,均無感覺。在地面合成電場為6.

1~15.1kv/m的範圍,穿普通鞋的人觸控接地金屬體、人接觸接地金屬線的同時觸控空中對地絕緣的金屬線以及人打傘**下行走時均無感覺。考慮極端情況,人打傘觸控金屬柄,同時接觸接地金屬線,試驗結果為:

地面合成電場e小於9.6kv/m時,無感覺;e為11~13kv/m時,有輕微感覺;e為14.6~15.

1kv/m時,會產生類似人觸控水龍頭時放電的感覺,但強度要小;直到e達到32.5kv/m,所發生的暫態電擊類似人觸控水龍頭時的放電。這些基本上都屬於可感知放電。

世界衛生組織於2004年總結了直流電場對人體影響的研究,結論為:沒有任何試驗結果表明直流電場對人體的健康有害;並且到目前為止,也沒有任何研究表明曝露於直流電場中會對人的健康產生慢性的或遲發性的不利影響。直流電場對人的作用主要是使人體表面產生感應電荷,其生物效應主要是人體表面電荷與**相互作用的直接感受和電荷放電給人帶來的刺痛感。

在直流工程設計中已考慮將電場控制在使人體無明顯直接感受和放電可感知及以下程度。另外,也可針對性地採取工程與管理的措施(如接地)等。

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