輸變電設(shè)施的電磁污染與環(huán)境保護(hù)

天然氣凈化總廠 周 暢 唐悅銘 鄭 杰 鄭 宇

電磁輻射污染已與放射污染、水質(zhì)污染、大氣污染、燥聲污染等一起被確認(rèn)為世界幾大污染之一。近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電力生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的發(fā)電廠和變電站出現(xiàn)，越來越多的高壓、超高壓輸電線路穿越我們的生活環(huán)境，輸變電設(shè)施的低頻電磁污染逐漸進(jìn)入了人們的討論和研究范疇。1998年世界衛(wèi)生組織（WHO）調(diào)查顯示，電磁輻射對人體主要有五方面影響：是心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因；對人體生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成直接傷害；是造成流產(chǎn)、不育、畸胎等病變的誘發(fā)因素；過量的電磁輻射直接影響大腦組織發(fā)育、骨髓發(fā)育、視力下降，導(dǎo)致肝病，造血功能下降，嚴(yán)重者可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落；可使男性性功能下降，女性內(nèi)分泌紊亂，月經(jīng)失調(diào)。

1 輸變電設(shè)施電磁輻射的產(chǎn)生

電磁輻射是以電磁波形式通過空間傳播的能量流，在日常的生存空間電磁輻射無處不在。除太陽、雷電等自然因數(shù)外，交變電流的存在產(chǎn)生交變磁場，交變磁場反過來又會產(chǎn)生交變電場，因此只要有電流存在就一定會產(chǎn)生電磁波，也就一定會有電磁輻射存在。而在輸變電系統(tǒng)中，電磁輻射源主要是高壓輸電線路和高壓電力設(shè)備等產(chǎn)生的工頻電磁波和少量因高次諧波引起的高頻電磁波。電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、輸配電線路和用電設(shè)備組成。由于輸送電流的作用，輸電線路可在線路周圍及其地面產(chǎn)生一定的磁場，其水平與線路中的負(fù)荷電流的大小成正比例關(guān)系，此外還與同桿塔架設(shè)線路的回路數(shù)、導(dǎo)線的布置方式、相序和相間距等相關(guān)[1]。從電磁輻射影響大眾的方面來說，與居民臨近的主要是變電站和架空線路。

架空線路。輸電線路產(chǎn)生周圍產(chǎn)生的磁場水平與線路中負(fù)荷電流的大小成正比例關(guān)系，美國邦維爾電力局（BPA）和美國國家環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究院（NIEHS）通過研究和實(shí)際測試了常用高壓架空線路附近的磁場水平，其中110kV、220kV、500kV 線路各自以線路走廊中心為原點(diǎn)、分別在塔基正下方0米、15米、30米、60米、90米處的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度（μT）分別為：2.97、5.75、8.67，0.65、1.95、2.94，0.17、0.71、1.26，0.04、0.18、0.32，0.02、0.08、0.14?？煽闯鰧τ谥?、低壓架空配電線路來說，架空線路下方產(chǎn)生的工頻電場和磁場水平較低，架空配電線路正下方的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度對于主干線路通常在1～2μT。

變電站周圍。在各種不同等級的變電站及各類配電變電站中，與居民生活或工作場所相對較近的多為110kV 電壓等級及其以下的受電端變電站。美國國家環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究院（NIEHS）研究結(jié)果顯示：環(huán)繞變電站外部的最強(qiáng)電磁場是由進(jìn)站與出站的電力線路所產(chǎn)生，變電站內(nèi)部設(shè)備產(chǎn)生的電磁場強(qiáng)度隨著距離的增加而快速下降。上海交通大學(xué)電氣工程系與杭州市供電局共同完成的《110kV 變電所環(huán)?；O(shè)計(jì)技術(shù)研究》針對目前運(yùn)行的三類典型的110kV 變電站的磁場水平進(jìn)行了測試發(fā)現(xiàn)，在較大負(fù)荷運(yùn)行條件下，城市內(nèi)部典型的110kV 變電站圍墻周圍的工頻磁場不超過3μT，在進(jìn)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約在20μT 左右，變電站圍墻外面10米處的工頻磁場均下降到低于1μT 以下。

變電站內(nèi)部。在各級變電站中，在其內(nèi)部產(chǎn)生最高磁感應(yīng)強(qiáng)度的設(shè)備是各類高壓電抗器。電抗器周圍的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電抗器類型、有無金屬外殼、外殼的材質(zhì)、電抗器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等有關(guān)系。根據(jù)實(shí)際測算，不論何種電抗器在距其中心10m 以外工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度一般已衰減到1μT 以下。在各等級的變電站中大電流母線也是較大的工頻磁場源，其中尤以距GIS（氣體絕緣設(shè)備）金屬筒1m 以內(nèi)區(qū)域的磁場水平為高（可達(dá)到100μT 以上）。盡管GIS 金屬筒能有效屏蔽周圍磁場，但因其結(jié)構(gòu)緊湊、人體可距離筒體內(nèi)大電流母線較近，因而旁邊的電磁輻射水平遠(yuǎn)大于戶外大電流母線。華東電力試驗(yàn)研究院在輸變電設(shè)備工頻磁場環(huán)境影響評價報(bào)告中對典型的220kV 變電站內(nèi)部進(jìn)行了測試，結(jié)果如表2。

表1 工頻電場、磁場與接觸電流限值對照表

表2 工頻磁場與接觸電流限值對照表

2 關(guān)于電磁輻射強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)

不同頻率的電磁源對生物體作用的機(jī)理是不同的，電磁暴露（EMF）對生物體產(chǎn)生何種影響取決于電磁源的波長及其能量的大小。國際非電離輻射防護(hù)委員會（INIRC）發(fā)布的針對公眾和受控環(huán)境內(nèi)的最大允許暴露值和2002年美國IEEE 批準(zhǔn)發(fā)布的《IEEE 關(guān)于人體暴露于0～3kHz 電磁場的安全水平標(biāo)準(zhǔn)》作了規(guī)定（表3）。從目前研究來看，輸變電設(shè)施周圍的電磁強(qiáng)度低于人體安全標(biāo)準(zhǔn)，按照道理來說應(yīng)不會對人體造成任何影響。但兩個機(jī)構(gòu)同時指出，該導(dǎo)則所規(guī)定的暴露限值并不是根據(jù)長期暴露的潛在影響制定的，其制定是根據(jù)所有已發(fā)表科學(xué)文獻(xiàn)全面審核后的產(chǎn)物。

表3 工頻電場、磁場與接觸電流限值對照表

對于輸變電技術(shù)來講，高壓、大容量輸電技術(shù)是近20年逐漸迅速發(fā)展起來并大量應(yīng)用的，因此在輸變電設(shè)施電磁污染對環(huán)境的影響研究評價都還在不斷進(jìn)行中。再者人體組織病變的緩慢性，很多由于環(huán)境影響誘發(fā)的病癥可能延續(xù)數(shù)十年時間，因此輸變電設(shè)施電磁污染對人體的影響依然具有不確定性，不排除電磁輻射污染對公眾的身體健康有潛在的、長期的影響，甚至?xí)斐蔀?zāi)難性的后果。從其他區(qū)域或國家組織對工頻磁場暴露的限值規(guī)定來看，各國家制定的限值都不一樣，這也說明目前的限值規(guī)定在目前的研究結(jié)果上具有不確定性，就像污水排放一樣，達(dá)到了合格標(biāo)準(zhǔn)并不代表排放的污水不會對環(huán)境造成影響。

世界衛(wèi)生組織（WHO）在一項(xiàng)研究《電磁場與公共健康》指出[2]，技術(shù)進(jìn)步始終是與許多危害和風(fēng)險(xiǎn)相聯(lián)系的，必須明確健康危害和健康風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)別。危害是對人體健康的一種潛在損害，而風(fēng)險(xiǎn)則只是一個人可能受到特定危害的可能性（或概率），沒有任何風(fēng)險(xiǎn)為零的事情。比如駕駛汽車時速度越快速風(fēng)險(xiǎn)就越高，EMF 暴露也一樣，超過一定的限制或時間EMF 可能是一種潛在的危害。因此，要徹底防止電磁輻射對環(huán)境的危害，還需在輸變電設(shè)施電磁研究上加大力度，在徹底研究清楚前應(yīng)積極努力采取有效措施盡量降低輸變電設(shè)施電磁輻射對人體的影響。

3 輸變電設(shè)施電磁輻射的日常防護(hù)

技術(shù)方面。在供配電系統(tǒng)的建設(shè)上積極落實(shí)輸變電線路的走向通道優(yōu)化，將供電經(jīng)濟(jì)密度和環(huán)境影響結(jié)合考慮，在成本、效益合理的情況下積極改善輸變電工程的電磁環(huán)境；新建變電站特別是城市負(fù)荷中心變電站盡量遠(yuǎn)離居民居住點(diǎn)，線路跨越民房時采用超標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，盡量拉開距離；加強(qiáng)在減小電力設(shè)施電磁輻射上面的投入，積極開展輸變電設(shè)施的電磁輻射研究。

個人方面。日常活動包括居住、生活等盡量遠(yuǎn)離高壓輸變電設(shè)施，特別是高壓輸變電設(shè)施；變電站工作人員應(yīng)加強(qiáng)自我防范，保持良好生活習(xí)慣，多吃一些胡蘿卜、豆芽、西紅柿、瘦肉、動物肝臟等富含維生素A 和C 及蛋白質(zhì)的食物，注意鍛煉身體，這些習(xí)慣對于預(yù)防和減輕電磁輻射的影響有較大幫助。