13.5.1 基本情況

電能被傳輸到牽引車輛上，那么在接觸線和參考電位 (即大地) 之間就必然存在一個等于操作電壓的電位差。這就是說在接觸網周圍總會產生：

—電場E，只要接觸網不斷電它就存在;

—磁場H，它隨時間和地點而變化。

媒體報導中經常提到的所謂電污染，就是指電磁場對鐵路設施周圍的人們帶來的不利影響。

13.5.2 電磁場對人的影響

在一些國家，法律規定了公眾能夠接近的高壓設施的電場和磁場強度的允許值。在[13.16] 中，德國環境保護部 (BMU) 就考慮了IRPA [13.17] 中的建議。

由于磁感應，即磁通密度B測量相對較容易，常常采用它作為參照值，而不是磁場強度H。在均勻磁場中

磁通密度B的單位是特斯拉(T)，1T=1Vs/m²。借助1μT = 10^-6T，μ₀按照式(10.9) 取值，以及μ_r＝1，可以利用下面的等價關系轉換描述均勻磁場的參數

1A/m等價于1.256μT，1μT等價于0.7962A/m (13.15)

下面簡單闡述一下電磁場對人體的影響。下面的資料是以 [13.18] 中的研究為基礎的。

在人體表面，電場產生電荷，電荷引起電流流過人體。大量的研究試驗表明，1kV/m的電場將在人體內引起約0.015mA的電流。在這種情況下，對應的電流密度為0.2～0.3mA/m²。電場引起的電流既不是人體導電率的函數，也不是人體大小的函數。

與此相反，磁場在人體感應的電流既是人體導電率的函數，也是人體大小的函數。50Hz，1μT的磁場可感應出電流密度約0.01mA/m²。

業已證明，電流密度為1 mA/m²及以下時，人體沒有感覺。當電流密度為10mA/m²及以上時，人眼前會感覺到閃爍。100mA/m²及以上的電流密度會引起人的神經和肌肉興奮。危險極限值是100mA/m²，真正可能造成傷害的值是在1A/m²左右。人體平均截面積為0.06～0.07m²。

表13.1歸納了典型的16.7Hz、50Hz鐵路牽引供電中的上述數值。　表13.2中列出了不同頻率供電的參考值。　表13.3給出了在鐵路周圍測得的電場強度和感應磁場強度值。

圖13.17 軌面以上1m的磁場強度的測量值和計算值比較，I_trc＝2×1000A[13.20]

---—無回流線，計算; ——有回流線，測量;------—有回流線，計算

圖13.17是電氣化鐵道的磁場強度特征圖，磁場強度作為到一條雙線鐵路的中心線的距離的函數。[13.20] 中給出的磁場強度測量值是以每條線的接觸網電流1kA為基準的。

通過評估表13.1到表13.3中的內容可以得出結論，BMU就電場和磁場規定的最嚴格限值在鐵路實踐中也是不會被超過的。因此，鐵路運營設備產生的電磁場不會構成對人體的傷害。

關于感應縱向電壓 (縱電動勢) 和鋼軌—大地電位差的潛在危險在第13.4.3節和第12章中已作討論。

表13.1 按照 [13.19]，低頻電磁場對人體的影響

13.5.3 電磁場對設備的影響

13.5.3.1 一般影響

電氣化鐵道的電磁場同樣會影響其周圍的電氣設備和設施。人身上的心臟起搏器或其他類似的移植器官會受到不利影響。信息技術設備會受到損傷，尤其是視頻顯示器(VDU)。而且，電力牽引系統會產生射頻于擾，這種干擾達到一定程度就會影響到鐵路周圍的設備。

表13.2 標準技術頻率范圍內電磁場的允許最大值 (1997年更新)

注 范圍1： 受控區域，一般可以接近，但應保證置于其間的時間必須短。

范圍2： 預期一般不會發生短時置于其間情況的所有區域，如住宅樓，辦公樓，體育，休閑，娛樂設施。

IRPA： 國際無線電防護協會

1)瞬時峰值，置于其間的總時間每天達1.2h。

13.5.3.2 人體內的心臟起搏器

根據德國標準DIN VDE 0750，1Hz到30Hz頻率范圍內的等效磁通密度必須按照下式計算

表13.3 電氣化鐵道系統周圍測得的電場和磁場強度