李知非:你身邊的變電站輻射有多大?

2020-12-15 觀察者網

有人反核電,有人反PX,最近,又有人擔心起了變電站輻射的問題。繼深圳市皓月花園小區數百名業主到市政府集會抗議在小區附近建110KV變電站之後,5月15日,西安地鐵3號線變電站的施工現場,遭到附近一小區居民的破壞。在今天的中國社會上,環保儼然成了最大的「政治正確」。

然而,不管是核電、化工還是電磁輻射,它們對環境的影響首先是一個科學問題。那麼,我們不妨就先把政治放在一邊,來專心談談變電站的科學。

修建變電站,市民本該是真正的受益者,但正是他們自己的抵製造成了城市供電不足的僵局

什麼是變電站

變電站,顧名思義,就是改變電壓的場所。為了減少輸電過程中的能量損耗,遠程輸電需要使用高壓。在我國,常規的遠程輸電電壓,在300公裡範疇上是220kV,更遠的是500kV。

要把這些電能傳出到居民家中,就需要先通過變電站降壓。一般情況下,每個城市的邊緣或市中心都至少有一個220kV變電站,將輸電電壓由220kV降至110kV,向位於負荷中心的110kV變電站供電。同理,110kV變電站的作用就是將輸送到負荷中心的110kV電壓降低到10kV並可靠地配送到位於建在每棟高層居民樓下的10kV配電房的變壓器,以最終將10kV降壓到380/220V供廣大居民使用。

可以說,變電站就是一座城市供電系統的層層樞紐,支撐起全市居民和工業用電的需求。然而,這些樞紐卻跟農民工一樣,遭遇了「進城難」的問題。

以廣州為例,從2004年開始,城市結構性缺電的困境集中暴露出來。時年盛夏,廣州遭遇53年不遇的炎熱天氣,供電負荷連續飆升,全市1/4的220kV變電站、超過1/10的110kV變電站處於重載運行狀態,其中大多數集中在人口密集的中心城區。此後連續幾年夏天,廣州接連刷新用電負荷紀錄,不得不實行錯峰供電。

擁有核電站支撐的廣州,電力供應本不應成為問題,但據供電部門透露,由於廣州電網500kV、220kV電源支撐和變電站布點不足,特別是城中心區布點缺乏,天河、越秀、荔灣、海珠等區內網絡最高用電負荷被限制,「有電送不出去的現象十分突出。」

據統計,「十五」期間,廣州220kV輸變電工程完成率僅57%,110kV輸變電工程完成率只有53.6%。「十一五」期間,廣州需建設的110kV及以上變電站是98座,因前期工作受阻,實際投產變電站僅為69座,電網規劃實現率僅為70%。

變電站為何建不起來?不是政府不想建,而是只要在居民區建造變電站、架設變壓器或豎立電桿、鋪設電纜等,基本都會遭到居民堅決抵制,甚而劍拔弩張,場面火爆,建變電站成了變電「戰」。

修建變電站,市民本該是真正的受益者,但正是他們自己的抵製造成了城市供電不足的僵局。

變電站輻射小於手機

人們抵制變電站的原因,不外乎是擔心電磁輻射會對人體健康造成危害,甚至致癌。但事實上,這樣的可能性幾乎是不存在的。雖然110kV甚至於500kV的電壓的確很高,但其對人體產生的輻射作用卻連手機都不如。

顧名思義,電磁輻射就是電磁波的輻射,而電磁波是自然界中廣泛存在的能量傳遞形式。振蕩的電場和磁場在空間中以波的形式傳播,就形成了電磁波,X光、紫外線、紅外光、微波還有無線電波都是不同頻率(波長)的電磁波。

太陽光也是特定頻率的電磁波,正是太陽光傳遞的能量,才讓地球保持著適合生命生存繁衍的溫度。因此不難理解,跟太陽光一樣,電磁波對人體的傷害程度,主要取決於其攜帶能量的大小。

那麼,變電站產生的電磁波攜帶有多大的能量呢?答案是——這個問題根本就不成立,因為變電站幾乎不會輻射出電磁波。

 

需要注意的是,電磁場不等於電磁波。的確,通電導線的周圍會產生電磁場,而交變的電磁場會輻射出電磁波,但這需要有一個前提——天線。按照天線理論,要想成為有效的輻射源,其天線必須具有與電磁場的工作波長可比的長度。

輸電線和變電站的其它電力設備都使用50赫茲或者60赫茲的工頻(工業用交流電頻率),產生的是工頻電磁場(EMF)。這與動輒達到千赫茲(KHz)乃至吉赫茲(GHz,即十億赫茲)的無線電信號完全不可同日而語。

以手機為例,中國人最常用的移動GSM信號頻率是900MHz,其波長(光速/頻率)為33釐米,只靠手機的內置天線就可以發射電磁波信號。而無線廣播的信號頻率要低一些,在87-108MHz之間,需要更長的天線來收發。這就是為什麼你的手機必須插上耳機才能接收調頻廣播——因為手機需要以耳機線來替代天線。

而對於50赫茲的工頻電磁場來說,其工作波長長達6000km,相比之下短得可憐的輸電線根本無法構成天線,也就無法在近距離內輻射電磁波。多年的實際測量值也證實,110kV室內變電站外電磁輻射強度測量值與背景值無異。

EMF對人體的影響,最多是電磁場本身的潛在危害。有人認為,由於生物機體內部也有電場,外界的電場可能會對其產生影響,導致機體功能紊亂,但這一理論並未得到證實。要知道,生物體自身的電磁場至少要比EMF磁場強100倍。

「電磁波過敏症」真的存在嗎?

國外也有這樣一群人,聲稱自己對電磁波「過敏」。他們在臥室中安裝隔絕裝置,在房頂、牆壁和床下用箔做絕緣體,並且每晚睡在定製的鍍銀睡袋裡以隔絕電磁場。為此逃離現代社會,躲到深山老林去住山洞的也大有人在。

2004年10月,世界衛生組織在捷克布拉格設置了一個實驗室,專門研究電磁波過敏症問題。研究發現,沒有證據表明,電磁波過敏症與接觸電磁場有關聯,因為就分辨電磁場的能力而言,那些自稱患有電磁波過敏症的人與其他人沒有差別。研究報告指出,電磁波過敏症的產生可能源於精神作用,或者因為相信有電磁波過敏症的存在,從而產生心理暗示,進而產生心理壓力。另外,英國埃塞克斯大學的研究員也在2007年進行了類似實驗。實驗結果顯示,自稱患有電磁波過敏症的人其實察覺不到電磁波的存在。

醫學專家如今普遍認為,像電磁波過敏症這樣的病症根本不會存在,只是「患者」自己的妄想罷了。人們對看不見摸不著的電磁波的畏懼,更多地還是像清朝人畏懼照相機一樣,是對自己不熟悉事物的天然拒斥。

高聳在雲端的市民社會

每天在變電站工作的工人們,恐怕對電磁波原理的了解遠遠比不上城市白領,但是他們卻對自己的工作環境沒有什麼恐懼,也從未有跡象顯示變電站的環境對他們的健康狀況有什麼影響。

是因為他們在工作中穿了什麼神奇的防屏蔽服嗎?其實變電站的工作服,大多就是普通的純棉服裝,原因有兩個:一是純棉布料不帶靜電,二是發生意外事故時,純棉布料著火後馬上燃盡,不會粘附在皮膚上。

說到防屏蔽服,城市人自己倒是鬧過一出笑話。2012年,市面上曾經熱賣一種金屬網織成的孕婦裝,據稱可以屏蔽環境中的電磁輻射。然而,由於這種衣服很難密封,電磁波仍難免鑽入其中並且無法逃脫,導致衣服內部的輻射範圍更強。

筆者就是在一個國營冶金工廠長大,廠區周圍有大型的變電站,也有家庭成員在廠內的整流所工作。但這些跟變電站接觸最密切的工人,卻從未出現過因變電站輻射造成的健康問題,他們也甚少拿這樣的問題來困擾自己。

這說明工人的環保意識比城市人落後嗎?未必如此。事實上,一般的國有企業在安全規範上是非常嚴格的,工人對勞動保護的概念並不陌生。

如今的城市生活,已經越來越像一個魔法世界,我們每天使用著電氣設備,卻完全不必對電力從生產到輸送的過程有任何了解。這是科學的進步,但或許也正是科學的隱患所在——生活在雲端的人們,距離腳下真實的世界越來越遠,也越來越失去了理解科學的勇氣。將科學神秘化、道德化,也就成為不可避免的趨勢。

也有人認為,反PX、反變電站的民眾不願意相信政府和專家的解釋,是因為缺少民主決策,公眾缺乏信任。然而這又如何解釋,西方民眾對現代科技的恐懼比之國人有過之而無不及?

即使國人真的對政府如此不信任,但只要以他們參與事件的熱情,自己去了解一下事物背後的科學原理並非難事。畢竟,PX有沒有毒,變電站有沒有輻射,並不需要是清華學子才能弄懂。

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