輸變電工程工頻電磁場分布特性及防護(hù)措施

林海泉，朱鄭艷，姜 衍

（溫州電力局，浙江 溫州 325000）

輸變電設(shè)備對(duì)周邊環(huán)境的影響主要有電磁輻射、噪聲、生態(tài)環(huán)境、視覺影響等。其中，工頻電磁場是電力設(shè)施的主要環(huán)境影響問題。

1 輸變電工程工頻電磁場現(xiàn)場監(jiān)測

近年來，隨著城市用電量的增加，110 kV和220 kV輸變電設(shè)施開始引入城區(qū)，對(duì)上海、北京等大城市中心地區(qū)已建成的輸電線路和變電站的測量結(jié)果表明，架空高壓輸電線路下方和戶外變電站主變壓器1.5 m處的工頻電場的場強(qiáng)均不超過3 kV/m，低于國家規(guī)定4 kV/m的限值。架空輸電線路下方最大工頻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均低于30 μT，也低于國家規(guī)定100 μT的限值。若采用地下電力電纜和全戶內(nèi)或地下變電站，則地面工頻電場的場強(qiáng)基本接近大地電場的場強(qiáng)。

1.1 某220 kV輸變電工程現(xiàn)場監(jiān)測

以溫州地區(qū)某220 kV輸變電工程為例，工頻電磁場監(jiān)測結(jié)果見表1。

監(jiān)測結(jié)果表明，該輸變電設(shè)施周圍的工頻電磁場強(qiáng)度均低于《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》規(guī)定的居民區(qū)工頻電場評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（4 kV/m）和公眾全天輻射時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（100 μT）。輸變電設(shè)施附近工頻電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨測點(diǎn)距離增加而下降，而磁感應(yīng)強(qiáng)度相對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值普遍較低。

表1 某220 kV輸變電工程變電站周圍工頻電磁場監(jiān)測結(jié)果

1.2 某500 kV輸變電工程現(xiàn)場監(jiān)測

以溫州地區(qū)某500 kV輸變電工程為例，工頻電磁場監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 某500 kV輸變電工程變電站周圍工頻電磁場監(jiān)測結(jié)果

監(jiān)測結(jié)果表明，該變電站圍墻外80 m范圍內(nèi)，5 m處監(jiān)測點(diǎn)的工頻電場強(qiáng)度最大，電場強(qiáng)度隨著距離的增大而衰減；磁感應(yīng)強(qiáng)度情況類似。輸電線路距離邊導(dǎo)線5 m處監(jiān)測點(diǎn)的工頻電場強(qiáng)度最大，電場強(qiáng)度隨著與邊導(dǎo)線距離的增大而衰減；磁感應(yīng)強(qiáng)度則是線路中間線投影處最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著與線路中間線距離的增大而衰減。

2 220 kV與500 kV輸變電工程的異同點(diǎn)

220 kV與500 kV輸變電工程變電站周圍工頻電磁場監(jiān)測結(jié)果的異同點(diǎn)對(duì)比見圖1，圖2。

圖1 220 kV與500 kV變電站周圍工頻電場監(jiān)測結(jié)果

220 kV與500 kV變電站周圍工頻電磁場的監(jiān)測結(jié)果表明，兩種電壓等級(jí)的變電站外電磁場衰減特性一致。

500 kV變電站周圍電場強(qiáng)度相對(duì)較大。但變電站外磁感應(yīng)強(qiáng)度主要受變電站負(fù)荷（磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流大小有關(guān)）影響，500 kV變電站外磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定比220 kV變電站大，且遠(yuǎn)小于100 μT的現(xiàn)行評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值。

220 kV與500 kV輸變電工程輸電線路工頻電磁場監(jiān)測結(jié)果如圖3，圖4所示。

圖2 220 kV與500 kV變電站周圍工頻磁場監(jiān)測結(jié)果

圖3 220 kV與500 kV輸電線路工頻電場衰減斷面監(jiān)測結(jié)果

圖4 220 kV與500 kV輸電線路工頻磁場衰減斷面監(jiān)測結(jié)果

220 kV與500 kV輸電線路工頻電磁場衰減斷面的監(jiān)測結(jié)果表明，兩種電壓等級(jí)的輸電線路電磁場衰減特性一致。

監(jiān)測點(diǎn)的電場強(qiáng)度不僅受輸電線路電壓等級(jí)影響，也與輸電線路導(dǎo)線高度密切相關(guān)，如圖3所示，由于500 kV輸電線路離地高度遠(yuǎn)大于220 kV輸電線路，500 kV輸電線路下方電場強(qiáng)度反而相對(duì)較小。輸電線路下方磁感應(yīng)強(qiáng)度受線路負(fù)荷（電流）和線路離地高度的綜合影響，但都遠(yuǎn)小于100 μT的現(xiàn)行評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值。

220 kV與500 kV輸變電工程共同特點(diǎn)為：

（1）線路和變電站電場強(qiáng)度都小于4 kV/m，磁場強(qiáng)度遠(yuǎn)小于100 μT。

（2）磁場強(qiáng)度在離變電站（輸電線路）5 m處最大，隨距離增加而迅速衰減。

3 工頻電磁場的控制措施

為進(jìn)一步減少輸變電工程對(duì)環(huán)境的影響，輸變電工程的建設(shè)應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)?！叭瑫r(shí)”制度，做到環(huán)境保護(hù)設(shè)施和主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用。并按照法規(guī)要求在工程建設(shè)前期進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，在工程建設(shè)過程中落實(shí)各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)要求，工程完工后進(jìn)行環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收，確保投入正式運(yùn)行的輸變電工程符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（1）變電站選址盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)，線路路徑盡可能避開沿途村鎮(zhèn)、學(xué)校，盡量避免或減少線路跨越民房的情況。

（2）經(jīng)過居民區(qū)的路段應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上適當(dāng)提高架設(shè)高度，盡量減少電磁感應(yīng)對(duì)周邊環(huán)境的影響。

（3）定期巡查輸電線路和變電站，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

（4）合理設(shè)計(jì)金屬附件，如絕緣子、吊夾、均壓環(huán)、墊片和接頭等，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定合理的外形尺寸，避免出現(xiàn)高電位梯度點(diǎn)。

（5）加工設(shè)備的金屬附件時(shí)要挫圓邊角，避免存在尖角和凸出物，金屬附件上的保護(hù)電鍍層應(yīng)盡量光滑，從而減少電暈、火花放電現(xiàn)象。

（6）安裝高壓設(shè)備時(shí)要確保固定螺栓、接頭等接觸良好，避免因接觸不良產(chǎn)生火花放電。

（7）按照《輸電線路對(duì)電信線路危險(xiǎn)和干擾影響防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，使輸電線路對(duì)通信線路的干擾值在容許的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

4 結(jié)語

電力企業(yè)應(yīng)按照國家環(huán)境保護(hù)規(guī)定要求，落實(shí)工頻電磁場具體防護(hù)措施，使竣工后的輸變電工程的電磁場強(qiáng)度滿足國家技術(shù)規(guī)范要求，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)工作的共贏。

[1]楊新村,沈江,傅正財(cái),等.輸變電設(shè)施的電場、磁場及其環(huán)境影響[M].北京∶中國電力出版社,2007.

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[3]劉振亞.特高壓交流輸電工程電磁環(huán)境[M].北京∶中國電力出版社，2008.

[4]楊新村，李毅.WHO“國際電磁場計(jì)劃”的評(píng)估結(jié)論與建議[M].北京∶中國電力出版社，2008.

[5]楊新村,李毅,呂斌.制定以健康為基礎(chǔ)的電磁場標(biāo)準(zhǔn)的框架[M].北京∶中國電力出版社，2008.

[6]DL/T 5033-2006輸電線路對(duì)電信線路危險(xiǎn)和干擾影響防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程[S].電力行業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，北京：中國電力出版社，2006.