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电磁灶的电磁辐射监测研究

2018-04-10苏晨张鹏

家电科技 2018年3期
关键词:家用电器电磁辐射器具

苏晨 张鹏

浙江省方圆检测集团股份有限公司 浙江杭州 310000

1 产品与行业概况

踏入20世纪80年代以来,我国产生电磁波辐射的设备、设施分布越来越广、功率越来越大,与此同时,城市人口、建筑密度不断加大,电磁波辐射已成为一种新的城市污染源。

家用电器产生的辐射都属于电磁辐射的非电离辐射,家用电器从电冰箱、洗衣机、空调等大家电,到电吹风、电饭锅、电风扇等小家电,都有着可以产生电磁辐射的部件,因此家用电器或多或少都会产生一定的电磁辐射。过量的电磁辐射则会成为电磁污染,对人体健康产生危害,其危害能够诱发癌症、对人体的神经系统、心血管系统、视觉器官等会有不良的影响。

我国目前对电磁环境方面的研究多停留在某一实际干扰问题的防护研究水平上,还没有成熟的电磁环境分析、预测软件。我国电磁环境近场测量设备的研制工作也开展较晚,同发达国家相比,还存在较大的差距。在GB 8702-2014《电磁辐射防护规定》中,对环境中电磁辐射污染进行了规定,但该标准不涉及对家用电器电磁辐射的要求。国内对家电产品电磁兼容性的考核GB 4343.1-2009《家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求 第1部分:发射》主要是为了保障电子产品不受其它电子产品的影响能正常工作,由于等同采用CISPR 14-1:2005是较老版本的IEC标准,没有高频辐射的测试要求。因此,国内尚无标准在家用电器的电磁辐射对人体的影响方面做出规定。由于国内外标准的差异,出口国外的产品会采取降低电磁辐射的措施,而国内销售的产品却不加防护。

2 监测的条件和方法

家用电磁灶的原理是电磁感应现象,即利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场,处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流,这是涡旋电场推动导体中载流子(锅里的是电子而绝非铁原子)运动所致;涡旋电流的焦耳热效应使导体升温,从而实现加热,这种加热原理会产生低频磁场。根据国际现有标准EN 62233对家用电磁灶进行低频磁场骚扰的监测。

2.1 运行条件

(1)使用QB/T 1236-2008中规定的平底标准锅进行试验;

(2)将平底标准锅加入70%额定容量的水并放置在每个烹调区中心位置进行测量;感应发热单元轮流工作,其他烹调区不被遮挡;能量控制器应设置到最大;

(3)达到稳定状态后进行测量。如果不能达到稳定状态,应定义一个适当的观察时间(例如30s)以确使其在变化场源下获得最大值;

(4)环境温度为25℃±10℃下进行试验。

2.2 测量距离

对每一个烹调区,从器具边缘到传感器表面以30cm距离沿着四条垂直线(A,B,C,D)进行测量。在烹调区上方1m以下和下方0.5m以上进行测量。如果使用时器具靠墙放置,则器具后方位置(线D)不进行测量,与人体相关部位直接接触使用的器具按照0cm的距离进行测量。

表1 时变电场和磁场中的一般公众暴露的参考值(未扰动的有效值)

表3 电磁灶测试结果1

2.3 测量方法

2.3.1 频率范围

测量的频率范围为10Hz~400kHz。如果在一次测量中不可能覆盖所有频率,则应将每个测量频率范围的加权结果进行叠加。根据ICNIRP和IEEE的研究成果,认为在10Hz以下和400kHz以上频率范围内均无电磁场暴露的危害。

表4 电磁灶测试结果2

图1 感应电灶的测量距离

2.3.2 磁场探头

传感器是包含三个互相垂直、测量面积为100cm2±5cm2的同心线圈,它们用来提供各向同性的敏感度。磁感应强度的测量值是在每一个方向上对100cm2区域内测量的平均值。磁感应强度的最终值为每个方向上测量值的矢量叠加。

2.3.3 计算方法

实际测量值应与50Hz时磁感应强度的参考值 直接比较。可以由公式1得到最终加权结果:

其中:

对于带有局部高场强的器具,应考虑耦合因子后,按照公式2计算:

3 监测结果分析

从电磁灶的测试结果看来,不论什么品牌,距离电磁灶0cm处上方是产生磁场辐射最大的地方,距离越远,衰减越快,磁感应强度越低,在30cm的距离处已经符合标准限值要求,但辐射值还是较大。

知名B名牌在各方向性能均最优,从样品结构来看该样品线圈底部安装了金属板,屏蔽了低频磁场,对线圈产生的电磁波进行了有效的能量吸收。

4 结论

由上述测试分析可知,在使用家用电磁灶时,贴近时骚扰值会很大,但是随着距离的增加,磁场强度衰减也很快,所以消费者在使用时保持30cm以上距离是安全的,同时消费者在选择型号时可以选择金属屏蔽材料,提高电磁灶的屏蔽性能,减少电磁辐射的伤害。

[1] IEC/EN 62233:2005 Household and similar electrical appliances-Electromagnetic fields-Methods for evaluation and measurement[S].2005.

[2] EN 55014-1:2000 Electromagnetic compatibility-Requirements for household appliances, electric tools and similar apparatus - Part 1:Emission[S]. 2000.

[3] SU Fei-xiao, ZHEN Yi-niu, JIAN Feng-shi, et al. Modeling of the cable-induced coupling into a shielding box using BLT equation[C]//Proceedings of the International Symposium on Antennas & Propagation. Nanjing, China: Southeast University,2013: 1340-1343.

[4] 蒋科. 人体暴露于射频电磁场欧盟标准及检测方法.《电子测试》,2013年1月第01-02期.

[5] E Zhi-hong, XIONG Xiang-zheng, LIAO Cheng, et al. A hybrid method for electromagnetic coupling problems of transmission lines in cavity based on FDTD method and transmission line equation,Progress In Electromagnetic Research[J]. Electromagnetic Academy, 2015, 42: 85-93.

[6] 蔡锐锋.电磁波辐射环境污染现状分析.《环境》,2011(S1):87-88.

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