电磁辐射对燃油危害相关标准探析范文

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摘要：通过介绍美军有关电磁辐射对燃油危害的相关标准化文件，从飞机燃料加注、采办过程、石油燃料设施、安全程序、接地/搭接等不同方面，提出了电磁辐射安全性要求和试验方法，并对燃油危害进行详细的分析。

关键词：电磁辐射对燃油危害（HERF）；标准；安全

引言

一些处于电磁辐射场中的金属构件在接触时会产生感应电弧和火花，当这一能量达到引燃燃油蒸汽所需的最小点火能量时，会使燃油着火，可能引发火灾或者爆炸事故。上世纪五十年代，美国海军舰队停放在CVA-42航母甲板上的飞行器受电磁辐射发生电弧放电现象，由此美国海军开展了关于射频能量点燃燃油蒸汽的专项调查工作，并开始了电磁辐射对燃油危害的研究。

1美军HERF标准概况

美军以舰船上射频电弧使燃油蒸汽点火现象为基础开展了一系列的研究，分析了电磁辐射点燃燃油的机理，找出了电磁辐射点燃燃油的条件，提出了对应的预防控制措施，并形成了一系列标准化文件。这些文件包括军用标准、军用手册和技术文档、指令指示等，涉及燃油的电磁辐射安全性要求和试验方法等内容。美军的电磁辐射对燃油危害相关标准化文件不仅包含了基本的技术标准，还包含了用于指导实际工作的管理手册和指令指示性文件，同时这些标准化文件中又引用了大量的技术性要求标准。在这些标准化文件中，既有详细阐述电磁辐射对燃油危害问题的背景及经验数据，又有在各种设计、作业等过程中涉及的技术性文件。电磁辐射对燃油的危害问题涉及所有军种，但该问题对海军更为突出。海军的飞机尤其是舰载机处于一个相对较小的平台上，而其它军种使用的飞机在空间和时间上的灵活度更大，因此在相关的HERF标准化文件中，海军对于电磁辐射的控制相对比较严格。从技术角度来说，舰载机起降平台的电磁环境复杂，使得海军实现HERF控制的难度更大，其相关标准化文件更有参考价值。

2美军HERF主要标准分析

DODD3222.3《国防部电磁环境效应纲要》是美军电磁辐射对燃油危害的纲领性文件，MIL-STD-464C《系统电磁环境效应要求》是系统的电磁兼容性技术要求、试验要求和管理的军用标准。此外在一些报告、军用标准等标准化文件中，也有部分条款涉及到HERF问题。由于标准的范围和使用对象不同，标准中关于电磁辐射对燃油危害的安全性要求和试验方法的内容详略和要求也不同，各采标部门可根据自己的不同职能和装备要求，进行标准的选择和剪裁。

2.1DODD3222.3《国防部电磁环境效应纲要》

DODD3222.3中明确了管理和实现电磁环境效应的方向和责任，以确保海、陆、空和基于空间的电子电气系统、子系统、设备在自然和人为的电磁环境中能相互电磁兼容以及有效地控制电磁环境效应。该纲要确保美军电磁环境效应相关工作的有效开展，发挥统领性作用。

2.2MIL-STD-464C《系统电磁环境效应要求》

MIL-STD-464C提出了航空、航海、航天和地面系统的电磁环境效应中的接口要求和检验准则，对于三军武器平台（航空、航海、空间和地面平台及系统）都是适用的。MIL-STD-464C提出了有关电磁辐射对燃油危害的要求，并在应用指南中对这些要求提出原因进行了说明，使用者可了解电磁辐射对燃油危害问题的来源、可能的危害、相关的预防要求。其量化的指标要求包括：地网插头和系统接地参考点之间的直流电阻不超过1.0Ω，用于燃油咀接地的插座应安装在位于以燃油入口处为中心的1.0m范围内等。原则性要求是燃油不应在无意间被辐射电磁环境点燃。标准还明确了电磁环境包含舰船上发射机（辐射产生的电磁环境）和外部电磁环境，给出了通过试验、分析或其组合来验证符合性的验证方法。MIL-STD-464C附录A.5.9.2从要求理由、要求指南、检验指南、经验教训等四个方面对HERF问题进行了进一步的说明；标准的其它要求条款中也涉及预防电磁辐射对燃油危害的内容，包括外部接地、电搭接和其它可能点燃燃油蒸汽的情况及要求。针对预防电磁辐射对燃油危害的安全距离，标准应用指南并未给出具体的安全限值以及计算方法，只给出了参考文件。由于引用的文件属于非公开文件，因此，从MIL-STD-464C中不能得到完整具体的、预防电磁辐射对燃油危害的量化指标要求以及相应的检验方法。

2.3AD0233049《舰船上射频电弧使燃油蒸汽点火的研究》

AD0233049是美国海军研究试验室于1959年的有关电磁辐射对燃油危害的研究报告，也是美军最早有关电磁辐射对燃油危害方面的研究报告，其主要内容包括电磁辐射对燃油危害问题的本质、在实船上试验的程序以及试验过程、试验的结果、场强及功率密度的测量、以及相关问题的讨论。研究报告的重要发现是，在注油过程中，飞机上拖出的射频电弧极有可能点燃燃油蒸汽。报告中给出了消除射频电弧造成的危害的程序和措施，例如“在加注燃油作业期间安全控制所有的发射机”、“在雷达波束区域进行飞机加注油是极其不明智的做法”、“飞机离发射天线越远，那么它产生危险电弧的可能性将会越低”等，并指明遵守良好的操作程序可减小、中断两个导体连接的可能性。AD0233049中指出，由于没有获得足够的场强研究数据，无法明确给出一个安全的距离。但从研究过程中的数据来看，飞机与功率低于500W的发射天线距离25英尺的条件下，将不大可能产生具有危险性的电弧，如保持更远的距离将会提供更大的安全裕量。AD0233049还提出了消除火花形成及预防射频电弧点燃燃油蒸汽的建议。

2.4MIL-HDBK-844A《海军飞机燃料加注手册》

MIL-HDBK-844A由美国国防部，供海军航空兵系统司令部、海军部及美军其他部门使用。手册第8章对燃料装卸过程中可能点燃燃油蒸汽-空气混和物的情况进行了分析，其中比较重要的因素是电磁能量。手册对电磁能量可能造成的危害进行了说明：高频发射设备以及安装在飞机上的雷达、移动通信设备或地面上其他发射设备均可产生足以点燃燃油蒸汽的能量。因此，手册提出，工作中的机载雷达设备100英尺范围以内、地面雷达300英尺范围以内，不可进行加油或卸油作业。附录中，手册还提出，为了预防电磁辐射对燃油的危害，在加注燃油之前，应关闭所有无线电及电气设备的开关，检查确保飞机附近没有为吊灯、探照灯、电动设备电缆等供电的外部设备；夜间加注燃油时，应使用安全的照明设备。

2.5MIL-HDBK-237D《采办过程的电磁环境效应和频谱保障性指南》

MIL-HDBK-237D是由美国国防部，用于指导全寿命期间的设备、系统以及平台建立电磁环境效应及频谱保障性的技术文件，它介绍了在电磁环境/电磁频谱测试中电磁辐射对燃油危害的测试方法，并比较了实际电磁环境的功率密度与规定的安全电磁环境功率。具体的方法及功率密度限值可参阅技术手册OP3565《电磁辐射危害》（海军）和技术手册TO31Z-10-4《电磁辐射危害》（空军）。

2.6MIL-HDBK-1022A《石油燃料设施》

MIL-HDBK-1022A主要用于指导专业的石油燃料设施的设计师、工程师以及建筑师进行液态、气体燃料设施的设计和施工。第二章中对电磁辐射点燃燃油蒸汽的问题进行了如下阐述：无线电电台、雷达等电磁发射设备产生的电磁能量对燃油的存储、分发、处理设施都存在有点燃燃油蒸汽的潜在危害。强电磁辐射作用在固体材料上产生的电加热效应，作用在可产生谐振的连接处产生的电弧、火花，这些都可能引燃燃料蒸汽-空气混和物。建议可按照如下几点进行燃油设施的设计：（1）大功率天线布置时尽可能的远离燃料存储和运输区域；（2）不在距离飞机告警雷达天线300英尺的范围内布置燃料储存及运输设施；（3）不在距离机场地面导引、控制设备500英尺的范围内布置燃料储存及运输设施；（4）不在距离空中雷达工作区域300英尺的范围内布置燃料储存及运输设施；（5）不在距离机场地面探测雷达设备100英尺的范围内布置燃料储存及运输设施。

2.7AFOSH-STD-48-9《射频辐射安全程序》

AFOSH-STD-48-9由美国空军部于1997年颁布的美国空军职业安全要求的标准，主要是预防电磁辐射直接照射以及因电磁辐射作用于燃油、军械产生事故对人员造成的伤害。程序中规定了美国空军安全中心应根据安全程序中有关预防电磁辐射危害（如电起爆军械爆炸、燃油蒸汽被意外点燃、电磁干扰危害）的要求贯彻执行相应政策，并根据相应的标准进行检测。标准中要求对电磁辐射点燃燃油蒸汽的风险进行评估。对于现场检测及测量调查，提出石油产品中的易燃气体在电磁辐射场中的安全限值为5W/cm2（峰值功率）。标准还指出，更详细的有关燃油蒸汽-空气混和物在电磁辐射场中的安全限值应查阅技术手册TO31Z-10-4。

2.8TO00-25-172《飞机地面维护接地/搭接》

TO00-25-172是美国空军针对飞机接地、搭接的一份技术手册，手册中介绍了接地、搭接不良可能造成的危害，以及如何进行接地、搭接。为预防电磁辐射对燃油的危害，标准中除要求飞机必须按照规定的方法进行搭接、接地外，还对飞机及其附近的电磁发射设备作了规定。除特殊情况外，在开展燃油加注操作的300英尺范围内，飞机上的雷达及短波电台不应处于发射工作模式。外部发射设备与燃油设施的安全距离至少应保持50英尺，外部发射设备与飞机燃油孔出口的安全距离应至少保持25英尺。

3结语

针对电磁辐射对燃油危害的问题，详细分析了美军的有关电磁辐射对燃油危害的相关重要标准、手册、报告等标准化文件，DODD3222.3和MIL-STD-464C提出了统领性的总要求，MIL-HDBK-844A、MIL-HDBK-237D、MIL-HDBK-1022A、AFOSH-STD-48-9和TO00-25-172分别从飞机燃料加注、采办过程、石油燃料设施、安全程序、接地/搭接等不同方面提出了安全性要求和试验方法等，可为电磁辐射对燃油危害的相关研究提供参考和借鉴。

作者:蔡明娟 曹斌 李建轩 冯婷婷 单位:海军研究院