探析高壓輸變電工程的電磁輻射及環(huán)境保護

蘇喆靖，黃 薇

（北京中環(huán)格億技術(shù)咨詢有限公司，北京 100012）

為了滿足人們?nèi)粘Ｉ钪袑﹄娔艿男枨?，國家加快了高壓輸變電工程建設進程，但是有的工程選址靠近生活區(qū)或公共設施區(qū)，可能產(chǎn)生電磁輻射。目前，人們往往道聽途說，不能從正確途徑了解其電磁輻射的危害，以致對電磁輻射充滿恐慌，強烈反對高壓輸變電工程實施，造成相關(guān)建設虧損不斷，嚴重影響社會經(jīng)濟發(fā)展[1]。

1 高壓輸變電工程產(chǎn)生電磁輻射的原因

1.1 高壓變電站

目前，高壓變電站主要分為三類：第一種變電站是交流特高壓站，核電、大型能源基地（300萬kW及以上）外送及跨大區(qū)（華北、華中、華東、東北、西北）聯(lián)絡750 kV/500 kV/330 kV變電站；第二種變電站是指除一類變電站以外的其他750 kV/500 kV/330 kV變電站，電廠外送變電站（100萬kW及以上、300萬kW以下）及跨省聯(lián)絡220 kV變電站，主變壓器或母線停運、開關(guān)拒動造成四級及以上電網(wǎng)事件的變電站；第三種變電站是指除了以上兩種外的220 kV變電站，電廠外送變電站（30萬kW及以上、100萬kW以下），主變壓器或母線停運、開關(guān)拒動造成五級電網(wǎng)事件的變電站，為一級及以上重要用戶直接供電的變電站[2-5]。

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)形成以特高壓500 kV和1 000 kV為主要變電站，110 kV、220 kV變電站為終端變電站的大電網(wǎng)輸送模式。輸變電設備依靠電場和磁場相互作用從而傳輸電能。我國的電頻率是50 Hz，工頻電場也就是50 Hz的電場。工頻磁場是工頻電場感應出來的磁場，磁場電場建立后，工頻磁場不完全存在于輸變電設備中，部分會泄漏出來，人們稱之為電磁輻射。雖然高壓輸變電產(chǎn)生電磁污染，但這種污染并非輸變電設備產(chǎn)生的，而是帶電導線與地面形成的靜電磁場導致的。由于我國電力系統(tǒng)電源工作頻率（工頻）為50 Hz，屬于低頻（ELF，0～300 Hz），工頻磁場構(gòu)不成有害電磁能量發(fā)射，其周圍的電場和磁場沒有相互依存、相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。產(chǎn)生的電磁能量太小，不會對人或用電設備造成危害，輸變電設備產(chǎn)生的電磁輻射常常被忽略不計，因此高壓電輸變電電磁輻射污染可以去除輸變電設備的影響因素[6-8]。

1.2 高壓輸電線路

高壓輸電線路荷載有高壓電流，電流流經(jīng)高壓輸電導線后就會在輸電設備與地面之間產(chǎn)生靜電感應，形成電磁場，電磁場輻射出的電磁波對處于地面與導線之間包括人在內(nèi)的任何物體都會產(chǎn)生危害，這種輻射污染隨著導線距地面距離的遠近而變化，導線距地越近，電磁輻射越強，導線距地越遠，電磁輻射越小[9]。

2 電磁輻射的危害

2.1 溫度導致的人體危害

因人體中所含的化合物主要是水，當水分子受到電磁輻射后，水分子之間就會進行摩擦，導致機體溫度上升，從而影響體內(nèi)器官的正常工作。其主要體現(xiàn)在對眼睛的傷害，眼睛內(nèi)的晶狀體主要成分是蛋白質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，就算微波強度不大，但是長時間作用下，晶狀體會加速衰老和混濁，這樣就會使人們的視野范圍縮小和對黑暗環(huán)境的適應時間延長，成為視覺障礙者。如果有長期低強度電磁輻射的作用，人們的眼睛會呈現(xiàn)疲勞狀態(tài)，就會出現(xiàn)眼干和不舒等現(xiàn)象。由于眼睛疲勞會引發(fā)更嚴重的狀況，頭部會出現(xiàn)眩暈感，身體會覺得疲乏無力，從而容易嗜睡，睡覺時又會出現(xiàn)多夢，人們僅僅處于淺度睡眠，很難達到深度睡眠，就會出現(xiàn)白天無精打采想睡覺、晚上又無法正常入眠的狀態(tài)，時常有盜汗現(xiàn)象出現(xiàn)，長期還會導致記憶力減退、脾氣暴躁、動作反應變得緩慢、心慌、胸悶、脫發(fā)等，引發(fā)一系列的癥狀[10]。

2.2 非溫度導致的人體危害

非溫度的影響，是因為電磁波達不到使人體受危害的溫度。其實，人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，但是除了溫度對人體的影響之外，一旦受到外界電磁場的干擾，本來所維持的穩(wěn)定就會被打破，最終就會導致身體各組織器官遭受損害。低頻電磁波不能使人體溫度上升，即使被電磁輻射照射后，體溫并未明顯升高，但它已經(jīng)干擾了人體的固有微弱電磁場，使血液、淋巴液和細胞原生質(zhì)發(fā)生改變，對人體造成嚴重危害，可導致胎兒畸形或孕婦自然流產(chǎn)，影響人體的循環(huán)、免疫、生殖和代謝功能等。

現(xiàn)階段，許多電磁輻射研究表明，人體中的白細胞數(shù)和吞噬細胞數(shù)都有明顯下降，而這兩種細胞的數(shù)量比關(guān)系著人的抗體能力，當數(shù)量比下降后，抗體形成速度會明顯下降，人的抵抗力也會隨之下降，從而誘發(fā)一系列抵抗力低的病癥，如容易出現(xiàn)病菌感染，導致病毒性的感冒發(fā)燒。此外，受電磁輻射長期作用的人，會出現(xiàn)心腦血管疾病，因為長期輻射會導致血管通透性和張力降低，血液流動速度就會受到影響而減慢，從而加重心臟供血力。多數(shù)情況下，心臟運動出現(xiàn)緩慢癥狀，少數(shù)卻出現(xiàn)心臟運動速度過快，會更早更易促使其心血管系統(tǒng)疾病的出現(xiàn)，最常見的有心肌炎、高血壓、心機梗死、心臟衰竭、冠心病，這些心臟疾病最終會導致死亡。

長期接觸超短波發(fā)生器的人，容易出現(xiàn)生殖問題。男性會出現(xiàn)性機能下降，甚至陽痿，睪丸部位對電磁輻射非常敏感，它會引起血液循環(huán)不良，抑制精子生成而影響生育。女性可能出現(xiàn)月經(jīng)周期紊亂，卵細胞產(chǎn)生數(shù)量減少，卵細胞的質(zhì)量降低。高強度的電磁輻射可以產(chǎn)生遺傳效應，使睪丸染色體出現(xiàn)畸變和有絲分裂異常。妊娠婦女在妊娠前接受了短波透熱療法，其子代容易出現(xiàn)先天性缺陷（畸形嬰兒）[11]。

2.3 疊加效應

當不同電磁波對人體產(chǎn)生不同的危害后，人體會有相應的抵抗力進行修復，但人體受到的傷害尚未來得及自我修復之前，如果再次受到電磁波輻射，又會出現(xiàn)新的傷害，以前的傷害加上新生傷害，會造成持續(xù)性的危害，長久之下將會危及生命。目前，人們會長期接觸電磁波輻射，雖然功率很小，頻率很低，但是輻射時間很長的話，在疊加效應下，將會發(fā)生難以估量的病變，所以其危害值得警惕，要做好相關(guān)防護措施[1]。

3 環(huán)境保護

3.1 環(huán)境電磁輻射強度許可范圍

《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》（GB175-88）中說明：當波長形式為長、中、短波時，＜10 V/m的為安全區(qū)；＜25 V/m的為中間區(qū)；當波長為超短波時，＜5 V/m的為安全區(qū)，＜12 V/m的為中間區(qū)；當波長為微波時，＜10 μV/cm2的為安全區(qū)，＜40 μV/cm2的為中間區(qū)。對于長期居住、工作生活的所有人群，其中包括嬰兒、孕婦和老弱病殘，新建、改建或擴建電臺、電視臺和雷達站等發(fā)射天線，必須符合安全區(qū)的容許強度。環(huán)境電磁波造成不良影響的區(qū)域，必須采取合適的防護措施。有對人體直接產(chǎn)生不利影響的，此地區(qū)可通過綠植來緩解，但此區(qū)域不允許修建住宅和適于人群活動的公共設施，如學校、商場、辦公樓等，如已有相關(guān)建筑，要馬上采取相應措施，減少輻射時間[12-14]。

3.2 環(huán)境保護現(xiàn)狀

3.2.1 高壓輸變電站建設

各種研究表明，110 kV變電站的磁場值會隨著距離的增加而減少。目前，輸變電站的選址都有嚴格的控制，都會避開敏感區(qū)，工程建設中盡量不使用分相設備，一般使用三相設備，線路方面利用三角形和三角形架線方式，通過各相的電磁場相互抵消，降低總輻射，高壓架和線路架的高度設置也盡量減少輻射強度，采取合適的離地高度。變電站建設投資成本高的地區(qū)，適宜采用氣體絕緣金屬封閉高壓開關(guān)（GIS）設備，降低設備的電磁輻射強度。相關(guān)的塔基周圍要建立警示標志[4]。

3.2.2 輸電線路的選擇

在測試路徑為平坦地形、無遮擋建筑物及高樹的條件下，筆者測量了多個地區(qū)110 kV變電線路所產(chǎn)生的電磁輻射，其最大值達到124.2 V/m，測量結(jié)果表明，線路周圍所產(chǎn)生的電磁輻射符合《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)標準。目前建設的輸電線路在導線的選擇及相序排列方面要符合環(huán)境要求，有一些靠近生活區(qū)域的，線路設計要滿足輻射允許距離的要求[7]。

4 結(jié)語

研究表明，各地區(qū)建立的高壓變電站所釋放的電磁輻射都符合國家標準。由于控制輻射措施的加強，高壓變電站及輸電線路的設計和實際運用都嚴格確保其環(huán)境污染在人體可控范圍內(nèi)。所以，國家要大力宣傳電磁輻射專業(yè)知識，引導人們正確認識高壓變電站所產(chǎn)生的電磁輻射，進而加快推進電網(wǎng)建設，更好地滿足社會能源需求。