电气化铁路是由铁路牵引供电系统将市电工频(50Hz) 110kV电压转变为27.5kV输送给电力机车作为驱动力的, 它具有输送能力强、运输成本低的优点。随着铁路运输事业的发展, 电气化铁路的营业里程将不断增加, 将会有更多的铁路职工在电气化铁路的环境中作业, 因此, 电气化铁路是否存在电磁场的职业危害问题, 也引起了人们的普遍关注。为开展工频电磁场对人体影响的评价提供物理参数, 特进行本调查。

1 内容与方法 1.1 电场强度

选用上海交通大学研制的JD-ACS型工频场强仪, 测量时待表头显示数字变化平稳后, 连续读取5个数值, 取其算术均值。

1.2 磁感应强度

选用上海第四电表厂生产的CT3型特斯拉计, 测量时手持探头至测量点, 待表头指针稳定后, 读取数值。

1.3 测量点的选择

① 接触网下:测点布置在道中及铁路两侧巡道线上, 双线以上铁道均增加两道之间测量点; ②牵引变电所:测点布置在变电设备周围、工作人员工作位及巡视通道上; ③电力机车司机室:测点布置在正、副司机工作位、机器间两侧走廊。上述各测点高度除正、副司机工作位为坐位姿势的头、胸、腹部位外, 其余各测点均测量作业人员立位姿势时的头部(距地面或地板170cm)、胸部(距地面或地板130cm)、腹部(距地面或地板90cm)。在同一测量点上分别测量电场强度和磁感应强度。

2 结果 2.1 牵引变电所

根据牵引变电所内设备结构状况和作业人员的作业状况, 在主控室和以下电器设备(简称"外环境"。下同)周围布点:主变电器、高压室、电抗器、110kV线下、电流互感器、断路器、馈线下、电压互感器、电容室等。牵引变电所电磁场强度测试结果见表 1。

2.2 电力机车司机室

在正、副司机的工作位, 测量其坐位姿势时的头、胸、腹部位和机器间两侧走廊立位时的头、胸、腹部位。电力机车司机室电磁场强度测试结果见表 2。

2.3 接触网

测点布置在接触网下的道中及铁道两侧巡道线上, 双线以上铁道均增加两道之间测量点, 取作业人员立位姿势时的头、胸、腹部位(距地面分别为170cm、130cm、90cm)。接触网下各测点电磁场强度测试结果见表 3。

2.4 电气化铁路各主要工种工频电磁场接触剂量及暴露时间

根据电气化铁路各主要工种作业情况、接触时间和现场测试的电磁场强度, 计算出各主要工种的日暴露强度, 结果见表 4。

3 讨论

铁路电力牵引接触网和变电所周围环境存在工频电磁场以及电力机车司机室内存在磁场的问题已有报道^[1-3]。然而各国电场强度的允许标准尚不统一, 美国8h连续接触强度建议值为8kV/m, 原苏联为5 kV/m, 日本定为3 kV/m。我国1996年实施的GB16203-1996《作业场所工频电场卫生标准》规定作业场所工频电场8h最高容许量为5 kV/m。本次调查结果可见, 电力机车司机室及其机器间、牵引变电所的主控室内电场强度均未检出, 这是由于机车车体外壳是金属钢性结构、通过轮轴与地面相通, 构成了良好的电场屏蔽体^[1]。而在接触网下和牵引变电所的外环境中电场强度分别为(1.3±4.3)kV/m和(2.6±2.8)kV/m。接触网下电场强度最大值为7.9 kV/m, 所测的156个数字中, ≥5 kV/m的有47个, 占30.13%, 超标的位置主要在作业人员的头部高度(距地面170cm)。牵引变电所电场强度最大值为13.0kV/m, 所测的309个数字中, ≥5 kV/m的有39个, 占12.62%, 超标的测点主要分布在电流互感器、断路器等设备周围, 因此, 电气化铁路所产生的电场在接触网下和变电所外环境作业人员的影响问题还是不容忽视的。

目前, 国内外有关磁场对人体的危害问题还没有明确的结论, 也未提出限值标准。国际大电网(CIGRE)会议部分国家提出磁感应强度为4.4~5.0mT。文献[4]指出:5kV/m的电场强度限值及3mT以下的磁感应强度对作业人员健康是安全的。本次调查磁感应强度均值接触网下为(0.098±0.060)mT, 牵引变电所的主控室为(0.06±0.04)mT, 变电所外环境为(0.14 ±0.15)mT, 电力机车司机室为(0.12±0.10)mT, 其机器间为(0.34±0.19)mT。全部测值的最大值为0.92mT, 主要分布在电抗器等设备周围, 最小值为0.01mT。因此, 可以认为电气化铁路所产生的工频磁场对作业人员的健康不会产生不利影响。