高壓輸變電設(shè)施電磁輻射測(cè)試與環(huán)境影響分析

林 濤

寧夏石嘴山供電局，寧夏石嘴山 753000

0 引言

近年，我國(guó)針對(duì)電磁輻射環(huán)境的監(jiān)督管理越來(lái)越嚴(yán)格。國(guó)家環(huán)保總局也給出了相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)輸變電工程環(huán)境管理工作已經(jīng)成為國(guó)家電網(wǎng)公司整體環(huán)保管理的一項(xiàng)工作。

伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，我國(guó)的用電量也急劇增加。越來(lái)越多的變電站、送電線路開(kāi)始建設(shè)、使用。但是高壓輸變電設(shè)施會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，變電站、送電線路附近的工頻電場(chǎng)、磁場(chǎng)強(qiáng)度增高，會(huì)影響周圍環(huán)境狀況，也會(huì)威脅到當(dāng)?shù)鼐用竦慕】?。本文結(jié)合寧夏地區(qū)有代表性的變電站及輸電線路電磁輻射的測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行分析，并提出減弱電磁輻射環(huán)境影響的相關(guān)措施。

1 高壓輸變電設(shè)施電磁輻射

以電磁波形式通過(guò)空間傳播的能量流即為電磁輻射。電磁輻射是能量傳播的過(guò)程，其傳播頻率從零赫茲開(kāi)始，傳播形式為電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁波傳播。因?yàn)楦邏狠旊娋€路高度參差不齊，相對(duì)大地形成電位梯度，高壓架空輸電線路下就產(chǎn)生了工頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)，同樣高壓變電站附近也存在著工頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)。高壓變電站、高壓架空輸電線路都屬于高壓輸變電設(shè)施，在我國(guó)，高壓輸變電設(shè)施運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生的電磁輻射約為50Hz，這便是我們所說(shuō)的工頻電磁輻射。

但是目前我國(guó)仍未有成熟的條款來(lái)界定高壓輸電設(shè)施環(huán)境。眾所周知，110kV等級(jí)以上的電壓即為高壓，可是我國(guó)高壓輸變電工程電壓等級(jí)大多為110kV～500kV，西部地區(qū)高壓輸變電工程已經(jīng)出現(xiàn)了750kV等級(jí)的電壓。國(guó)家環(huán)保總局HJ /T24-1998《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》中，只是推薦以4kV/m作為居民區(qū)工頻電場(chǎng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，推薦應(yīng)用國(guó)際輻射保護(hù)協(xié)會(huì)（IRPA）關(guān)于公眾全天輻射時(shí)的工頻限值0.1mT作為磁感應(yīng)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，再無(wú)其他明確先關(guān)規(guī)定。

2 電磁輻射的影響

高壓輸變電設(shè)備及輸電線路存在的地方，其周邊環(huán)境就會(huì)有不同程度的電磁輻射污染，其表現(xiàn)形式主要有以下幾方面：

1）輸電線路對(duì)人類和動(dòng)植物產(chǎn)生的影響

輸電線路電磁輻射污染的危害有熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)兩個(gè)方面。電磁輻射的熱效應(yīng)指受到電磁輻射后，水分子沿著電磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)換快速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的升溫現(xiàn)象。熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)和植物神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能障礙，特別能加速晶體狀正常體的老化過(guò)程，主要癥狀為神經(jīng)衰弱綜合癥和植物神經(jīng)功能紊亂，如心動(dòng)過(guò)緩、血壓下降等。當(dāng)吸收的輻射能量還以引起體溫升高，但會(huì)出現(xiàn)機(jī)體生理變化和反應(yīng)的現(xiàn)象則是非熱效應(yīng)。

我國(guó)曾對(duì)500kV超高壓輸電線路附近居民進(jìn)行過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其有明顯的不愉快效應(yīng)和頭目眩暈、疼痛、失眠、疲倦、乏力等癥狀，且居民普遍反映，高壓線路時(shí)常有放電聲和打火現(xiàn)象，陰雨天尤其明顯。且在線路下?lián)蝹?，?huì)上產(chǎn)生強(qiáng)烈的讓人不愉快的“麻電”感覺(jué)。日本也證實(shí)，高壓強(qiáng)輻射可以導(dǎo)致人體血清中的性脂肪濃度異常增高。血清中的性脂肪濃度偏高，可能會(huì)導(dǎo)致中風(fēng)與心臟冠狀動(dòng)脈異常等病癥發(fā)生。高壓輻射還可對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生影響，如昆蟲(chóng)遺傳突變、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中猴子的行為反常，時(shí)間感應(yīng)紊亂等等。同樣，高壓強(qiáng)輻射也會(huì)影響到植物的生長(zhǎng)：日本做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，將玉米和紫苜蓿放在由平行平板電極產(chǎn)生的50kV/m得電磁場(chǎng)中，記錄其發(fā)芽及生長(zhǎng)狀況發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽正常，但生長(zhǎng)過(guò)程中，葉尖出現(xiàn)了電暈、損傷及變色現(xiàn)象。

2）輸電線路對(duì)鄰近無(wú)線電裝置產(chǎn)生影響

電暈放電、火花放電等都會(huì)導(dǎo)致輸電線路干擾無(wú)線電。電暈干擾會(huì)影響對(duì)附近居民的收音機(jī)、電視機(jī)接受信號(hào)，火花放電則會(huì)影響電視頻段接收。其產(chǎn)生原理是這樣的：隨著高壓輸變電線路的運(yùn)行，會(huì)不斷產(chǎn)生電磁脈沖，電磁脈沖朝向四周輻射各種寬頻帶的高頻電磁波。而這些電磁波則沿向輸電線路兩側(cè)橫向傳播，致使電磁波所經(jīng)區(qū)域的無(wú)線電接收設(shè)備，正常工作時(shí)有用信號(hào)的波形輻值和相位受到影響，導(dǎo)致這些無(wú)線電接收設(shè)備達(dá)不到正常工作所需的信噪比。

3）輸電線路與交通設(shè)施交叉跨越時(shí)的可能影響

當(dāng)輸電線路出現(xiàn)交叉物體時(shí)，比如公路、鐵路、河流等，一定要確保輸電線路的高度。因?yàn)榧偃绺叨炔粔?，則會(huì)影響交通安全，埋下安全隱患 。

4）通訊線路的可能影響

假如輸電線路發(fā)生故障時(shí)，如單相接地短路、導(dǎo)線等部件發(fā)生電暈火花放電時(shí)，則會(huì)影響鄰近的通訊線路，對(duì)其產(chǎn)生干擾，甚者產(chǎn)生危險(xiǎn)。

3 高壓輸變電設(shè)施電磁輻射減緩措施

高壓輸變電工程始終要和安全相關(guān)聯(lián)，從設(shè)計(jì)方案、工程建設(shè)到投入使用，都要嚴(yán)格恪守安全規(guī)范要求。把好每一道程序的安全性，以設(shè)計(jì)階段為例，經(jīng)過(guò)江河、交通道路、居民區(qū)時(shí)，高壓輸變電工程要留出充足的安全距離避免輻射。下文相關(guān)措施可以減弱甚至消除高壓輸變電設(shè)備電磁輻射對(duì)環(huán)境造成的影響：

1）變電站布置合理，選用輻射少的設(shè)備、部件。多選擇三相設(shè)備，少采用分相設(shè)備。如果使用分相設(shè)備，要盡量壓縮相間距離；

2）采取措施減弱電磁輻射源的傳播擴(kuò)散，比密封機(jī)箱孔、口、門縫的連接處，達(dá)到屏蔽輻射的效果。并在輻射源所處位置設(shè)置植被冠較大、長(zhǎng)勢(shì)不高隔離帶；

3）設(shè)計(jì)階段要最大限度減小架空電力線路的無(wú)線電干擾電平；施工階段要采用科學(xué)的施工方法、保護(hù)電源等部件的完整性；運(yùn)行階段要加大維護(hù)力度；

4）高壓架空輸電線路碰見(jiàn)居民區(qū)，則可在居民區(qū)種植高大樹(shù)木，通過(guò)植被綠化來(lái)屏蔽工頻電磁輻射；

5）控制高壓架空輸電線路下方的建筑物高度，要把高度控制在安全范圍內(nèi)；

6）對(duì)同塔雙回路高壓輸電線路，應(yīng)采用逆相排列，以減輕電磁輻射強(qiáng)度；

7）確保高壓線路下表面積大的金屬物體接地，避免發(fā)生電擊人員事故；

8）采用合理的屏蔽措施減弱電磁輻射。

屏蔽方法包含被動(dòng)屏蔽和主動(dòng)屏蔽兩方面，二者各有優(yōu)勢(shì)，也可結(jié)合使用。主動(dòng)屏蔽指采取措施屏蔽輻射源，比如通過(guò)有源設(shè)備，產(chǎn)生與輻射源產(chǎn)生輻射方向相反、大小相同的電磁場(chǎng)，來(lái)抵消輻射源本身的電磁輻射，從而達(dá)到屏蔽的效果。被動(dòng)屏蔽則指利用變電站的建筑設(shè)施來(lái)形成金屬屏蔽網(wǎng)，比如變電站金屬的設(shè)備構(gòu)架、底座接地達(dá)到的屏蔽則是被動(dòng)屏蔽。

[1]梁保英，高升宇.高壓輸變電設(shè)備電磁輻射環(huán)境影響分析，2000，16.

[2]HJ /T24-1998500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范.

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[6]邵紅，聶佳妍.高壓輸變電工程的電磁輻射及其環(huán)境影響評(píng)價(jià)[J].沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(4).