EMF測量技術(shù)漫談

今天，我們來談談“超級豪華電車”的EMF測量。

對于軌道交通， 無論是乘客還是工作人員，都可能會接觸到軌道交通環(huán)境中的電磁場（EMF），其輻射水平高于我們正常日常生活中。所以EMF水平的測量和評估對于避免乘客和工作人員的過度暴露就非常重要了，要確保其保持在既定的最大限值以下。各個專業(yè)的國際組織或國家也紛紛制定了相關(guān)的標準，以保證人類的健康。

我們已經(jīng)知道多個限值標準，ICNIRP 1998/2010/2020，IEEE C95以及中國的GB8702-2014等。它們規(guī)定了0- 300GHz范圍內(nèi)的電磁場輻射相對于人的限值要求。而不同行業(yè)的測試參考這些標準限值，再定義自己的測試方法和評估。那軌道交通方面，究竟有哪些測試標準？

對于軌道交通，相關(guān)的測試標準主要有：

歐洲標準 EN 50500:2008/A1:2015

歐洲電工委員會IEC 62597:2019

《鐵路環(huán)境中電子電氣設備產(chǎn)生的與人體接觸有關(guān)的磁場水平的測量程序》

中國標準GB/T 32577-2016

《軌道交通有人環(huán)境中電子和電氣設備產(chǎn)生的磁場強度測量方法》

TB/T 3351-2014

《動車組內(nèi)低頻磁場限值與測量方法》

對于以上標準內(nèi)容進行總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)測試要求和方法大體一致。

●測試頻率范圍：0–20kHz（主要包括機車車輛、牽引供電設備、信號設備，不過由于信號設備的功率相對其他源較低，一般會忽略）

●測量場：DC直流/AC交流磁場（20kHz以內(nèi)，磁場占主導作用）

●測試限值參考：ICNIRP，IEEE（不同測試標準）

● 測試位置

1）機車車輛：內(nèi)部與外部測量

2）既有的地面裝置：包括既有地面裝置的測量和最壞條件情況（如橋梁、平交道口、接觸網(wǎng)中最大可能的電流和第三軌等）

●測量設備：支持直流磁場的三軸同向探頭；支持100cm2且頻率范圍滿足5Hz–20kHz的三軸同向探頭；空間測量；數(shù)據(jù)記錄等要求

我們再分各種位置展開看一下具體測量方法。

軌交車輛

車輛內(nèi)部：

a）工作人員區(qū)域：

測量應在排放源（例如電源轉(zhuǎn)換器、電力電纜和電力電感器）附近進行，例如駕駛座，或進行修理工作的區(qū)域等。

●測量高度應為離地面0.9米和1.5米

●水平測量與墻壁的距離應為0.3米或工人必須定位的最小距離（>0.3米）

b）乘客區(qū)域：

測量應在公眾/乘客最接近列車排放源（例如電力轉(zhuǎn)換器，電力電纜和電力電感器）的位置進行。

●測量高度應為離地面0.3米、0.9米和1.5米

●到墻壁的測量距離應為0.3米或與公眾的最小距離(>0.3米)

車輛外部：

工作人員/乘客區(qū)域：

●測量應在距離列車發(fā)射源（例如，電源轉(zhuǎn)換器，電源電纜和功率電感器）最近的位置，在0.3米的水平距離處進行

●從距離運行軌道頂部的0.5米，1.5米和2.5米的高度處測量

●一般公眾的測量不應在第三條鐵軌相對于鐵軌的同一側(cè)進行

既有裝置

開放的鐵道線：

與公眾有關(guān)的測量應在下表所述的水平距離處進行。如果最接近的訪問距離比這些距離更遠，則使用最小可訪問距離。測量高度應高于地面1.5米（理解為公眾可能站立的地方）。

靠近固定電源裝置的區(qū)域：

測量應在工作人員或公眾可能在的最接近固定供電設施（如變電站）的排放源的位置進行。

●測量高度為距離公眾區(qū)域0.3米、0.9米和1.5米

●專門供工人使用的區(qū)域的測量高度為0.9米和1.5米

●與墻壁或圍欄的水平測量距離為0.3米或與公眾和工人所在區(qū)域的最小距離（>0.3米）

站臺：

●測量高度：距平臺水平以上0.9米和1.5米

●水平距離：距平臺邊緣0.3米

以上是關(guān)注公共交通中的軌道交通的EMF測試情況。

說完軌交，咱一定得說說汽車和公交車。畢竟這兩種出行方式的EMF電磁輻射的相關(guān)標準也同樣重要。

車輛電磁場測量方法

近些年主要的熱度標準就是 GB/T 37130-2018 “車輛電磁場相對于人體曝露的測量方法”。

●測量頻率范圍：10Hz – 400kHz

●測量針對的車輛：L、M、N類汽車、公交車輛等

●測量設備：頻率范圍滿足要求；各向同性磁場探頭外徑不超過13cm。頻率分辨率要求如下圖：

●測試位置：以M類乘用車為例，主要圍繞座椅頭枕中心、靠背中心、座墊中心、腳部空間區(qū)域四個子區(qū)域這樣的座椅7點位展開測試。另外就是中控位置以及新能源汽車的充電接口區(qū)域。

●測量限值：GB8702-2014以及ICNIRP等。還有一些整車企業(yè)參考標準制定的一些企業(yè)標準。

所以，無論你是坐在地鐵車廂亦或是佇立站臺，還是開著自己的愛車。電磁輻射的風險都已經(jīng)在EMF標準的安全防護下被及時排除。那么到底是用什么測量的呢？

在為您展示飄洋過海來自西班牙Wavecontrol公司的手持式電磁場強測量儀SMP3之前，大致先說說如下幾個優(yōu)秀特質(zhì)。

1. 測量范圍DC – 60GHz，RMS均方根值和各向同性的場強探頭；

2. DC –10MHz，實時FFT頻譜分析；

3. 加權(quán)峰值測量法（WPM），實時限值對比的百分比結(jié)果顯示；

4. 根據(jù)國際/國家標準限值評估測量結(jié)果：GB 8702、ICNIRP、IEEE C95、2013/35/EU、FCC等

「SMP3」推薦

SMP3電磁場強測量儀可以搭配Wavecontrol公司的所有場強探頭，以滿足0 – 60GHz寬頻率范圍的測試場景。頻譜分析及WPM加權(quán)峰值測量功能更是可以達到10MHz頻率范圍。

無論是軌道交通，還是小汽車或公交車，SMP3手持式電磁場強測量儀都可以符合標準，并按照標準要求的方法進行測試

軌道交通

前面也給大家按照軌道交通標準所要求不同位置的測試，提供了相應的現(xiàn)場測試圖。主要是0–20kHz的DC直流和100cm2的AC交流磁場的測試。

1、SMP3 + WPH-DC探頭（DC – 40kHz），可以滿足DC直流靜態(tài)磁場測試要求。

2、SMP3+WP400探頭（1 – 400kHz）

AC交流磁場時域測試、FFT測試

汽車/公交等車輛

依據(jù)GB/T 37130或其他標準測試汽車/公交等車輛電磁場?？勺杂蛇x擇單個點位或多個點位同時測試。

1、單點位測試：

SMP3+WP400C探頭（1-400kHz，支持標準包括GB8702-2014及ICNIRP等）+5米/10米探頭延長線（方便遠距離操作）+Wavecontrol Streamer實時測試軟件（頻率分辨率達1Hz）?？蓪崟r導出測試結(jié)果。

2、多點位同時測試：

（最高可滿足車輛座椅7點位同時測試）?？晒?jié)省逐點測試消耗的時間，并實時可導出所有點位的時域和頻域測試結(jié)果。即SMP3*7+WP400C*7+2米/5米延長線*7+Wavecontrol Streamer軟件。

其實SMP3手持式電磁場強測量儀的測試應用場景不僅于此。家電、醫(yī)療、電網(wǎng)、能源、國防等其他各行各業(yè)，都可以用這樣的產(chǎn)品，以后有機會再為大家一一介紹。

相信擁有或即將擁有這樣一套系統(tǒng)的你，一定能夠輕松駕馭軌交、汽車EMF測試，降低車輛電磁場輻射，始終符合標準要求，讓產(chǎn)品以最快的速度上市，這也是我們科電所致力的。

審核編輯黃宇