變電站站界電磁輻射影響分析

摘要：以不同電壓等級變電站為研究對象，在工頻電磁場強度現(xiàn)場監(jiān)測的基礎(chǔ)上，分析了變電站電磁輻射強度及其隨距離衰減的變化規(guī)律。結(jié)果表明，3座不同電壓等級變電站站界四周的工頻電場強度和磁感應強度均滿足相應環(huán)境標準的要求;電壓等級越高，站界工頻電磁場強度越高。工頻電場強度和磁感應強度也呈正相關(guān)性。變電站周邊電場強度和磁感應強度均隨測量距離增大而減小，40m后趨于穩(wěn)定。采取相應措施后，變電站電磁輻射可得到有效的控制。

關(guān)鍵詞：變電站;電磁輻射;工頻電場;工頻磁場

中圖分類號：X837? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2095-672X（2021）01-0151-04

DOI.10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2021.01.025

Analysis of electromagnetic radiation around substation

Pan Wei

（Jiangsu Fuhuan Environmental Science and Technology CO.， Ltd.， Nanjing Jiangsu 210019，China）

Abstract：Based on the field monitoring of power frequency electromagnetic intensity， the electromagnetic radiation intensity and its variation rule with distance attenuation of three different voltage level substations were analyzed. The results showed that both the power frequency electric field intensity and magnetic induction intensity around the boundary of three substations with different voltage levels all meet the requirements of the corresponding environmental assessment standards. The higher the voltage level was， the higher the power frequency electromagnetic field intensity was. There was a positive correlation between power frequency electric field intensity and magnetic induction intensity. The electric field intensity and magnetic field induction intensity around the substation decreased with the increase of measurement distance， and tend to be stable after 40m. The electromagnetic radiation in substation can be effectively controlled by taking appropriate measures.

Key words：Substation; Electromagnetic radiation; Power frequency electric field; Power frequency magnetic field

隨著我國社會經(jīng)濟水平的日益提升，電力工業(yè)也得到了快速發(fā)展，越來越多的大型變電站和高壓輸電線路也深入到城市，近距離接觸人們的日常生活[1]。但高壓變電站、輸電線路在給當今社會帶來現(xiàn)代文明的同時，也產(chǎn)生了一種特殊的、看不見的污染——電磁福射[2]。為了使公眾對輸變電工程環(huán)境影響有一個直觀的認識，幫助公眾消除對電磁環(huán)境的恐懼心理，目前已有部分城市在變電站設(shè)置電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)并公示監(jiān)測結(jié)果，對引導公眾客觀了解變電站電磁環(huán)境影響起到了一定的作用。本論文以不同電壓等級變電站為對象，開展其站界周邊環(huán)境電磁輻射強度及其隨距離變化規(guī)律的實測與分析，以期為有效控制變電站周邊區(qū)域電磁輻射污染提供技術(shù)參考。

1? ? 變電站電磁輻射影響

根據(jù)麥克斯維爾電磁場理論，隨時間變化的電流可產(chǎn)生磁場，隨時間變化的磁場也能產(chǎn)生電場，電場和磁場間的相互轉(zhuǎn)化則可形成在空間中傳播電磁波。輻射源以電磁波的形式發(fā)射到空間的能量流稱作電磁輻射[3]。變電站是輸變電工程中的主要輻射源，變電站中的變壓器、高壓斷路器、隔離開關(guān)以及互感器等設(shè)備在運行時均會產(chǎn)生電磁波，進而產(chǎn)生電磁輻射。研究表明，人體在接受高強度、長時間、近距離的電磁輻射時，均可能會受到危害，其對人體的作用主要包括熱效應和非熱效應[4]。熱效應即受到電磁波輻射后，人體內(nèi)水分子相互摩擦，引起機體升溫、破壞熱平衡而損害人體健康。非熱效應指的是外界電磁波干擾、破壞原本處于平衡狀態(tài)的人體自有微弱電磁場，進而影響到人體的健康[5]。長期暴露于高強度的電磁輻射中，可能會造成人體免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)及代謝功能的損害，誘發(fā)白血病和腫瘤等嚴重疾病[6]。因此，對變電站產(chǎn)生的電磁輻射影響進行調(diào)研分析，并提出適當?shù)碾姶泡椛浞雷o措施，可有效預防和降低電磁輻射產(chǎn)生的健康風險。

2? ? 研究對象與方法

2.1? ? 研究對象

選取江蘇省內(nèi)電壓等級分別為500kV、220kV、110kV的3座正常運行的變電站為研究對象，開展其站界周邊環(huán)境工頻電磁場強度的監(jiān)測，各變電站基本信息見表1。

2.2? ? 監(jiān)測項目與方法

按照《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》（HJ681-2013）中的要求，采用德國Narda NBM-550電磁輻射分析儀測定各變電站周邊環(huán)境中工頻電場和工頻磁場強度。

2.3? ? 監(jiān)測布點

站界電磁強度測量：在變電站站界圍墻外5m、高度1.5m處，按不同方向分別設(shè)置4個監(jiān)測點，測量變電站周圍電磁輻射強度。

電磁強度隨距離衰減測量：選擇在無進出線或遠離進出線（距離邊導線地面投影不少于20m）的圍墻外工頻電場和工頻磁場監(jiān)測最大值處為起點，按監(jiān)測點間距為5m向外延伸，測定工頻電場強度和工頻磁感應強度變化;測點高度1.5m。實際測量中發(fā)現(xiàn)，變電站產(chǎn)生的工頻電磁場強度隨距離衰減迅速，到圍墻外40m以后降幅趨于穩(wěn)定，故監(jiān)測距離至50m處為止。

3? ? 結(jié)果與討論

3.1? ? 變電站站界電磁輻射強度分析

3座變電站站界圍墻外5m處不同方位工頻電場與磁感應強度測量結(jié)果，見表2所示。

由表2可以看出，不同電壓等級的變電站站界工頻電磁場強度存在著一定差異，變電站電壓等級越高，其產(chǎn)生的工頻電磁場強度也越高;高電壓變電站可能引起更為顯著的電磁輻射環(huán)境影響。500kV、220kV、110kV變電站圍墻外5m處工頻電場強度水平分別在289.9～1678.2 V/m、18.2～967.7 V/m、3.3～396.5 V/m之間，均低于《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）中4kV /m的公眾曝露控制限值要求;500kV、220kV、110kV變電站圍墻外5m處工頻磁感應強度水平分別在0.19～0.89?T、0.05～0.79?T、0.02～0.27?T之間，均遠低于《電磁環(huán)境控制限值》中100?T的公眾曝露控制限值要求。由此可見，現(xiàn)有正常運行的不同電壓等級的變電站產(chǎn)生的工頻電磁場強度均可滿足相關(guān)環(huán)境標準要求。

變電站周邊工頻電場強度與工頻磁感應強度相關(guān)性分析，如圖1所示?？梢钥闯?，變電站周邊環(huán)境中工頻電場強度與工頻磁感應強度間呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)（R2=0.63569），表明兩者間存在著相互關(guān)聯(lián)。另一方面，當工頻電場強度大于500V/m后，兩者間的相關(guān)性變差，則表明高工頻電場強度條件下，電場和磁場間的相互作用關(guān)系會發(fā)生一定的變化。

3.2? ? 變電站電磁輻射隨距離變化

3個不同電壓等級變電站周邊環(huán)境中的電場強度、磁感應強度隨距離衰減的監(jiān)測數(shù)據(jù)，如圖2所示。

由圖可以看出，不同電壓等級變電站周邊電場強度、磁感應強度均隨測量距離增大而減小，且均低于《電磁環(huán)境控制限值》中工頻電場強度4kV/m，工頻磁感應強度100?T的標準限值。500kV、220kV、110kV變電站監(jiān)測距離由0m增大至50m時，工頻電場強度分別由1098V/m衰減至44.1V/m、430V/m衰減至18.2V/m、240V/m衰減至3.3V/m，工頻磁感應強度分別由0.43?T衰減至0.11?T、0.27?T衰減至0.02?T、0.21?T衰減至0.02?T。其中，工頻電場強度隨距離延長先快速下降（0～10m）、再緩速下降（10～40m）、后穩(wěn)定于背景值（>40m）;工頻磁場感應強度呈0～40m范圍內(nèi)逐步下降、40m后趨于穩(wěn)定的趨勢?？傮w來看，變電站站界外電磁輻射強度將隨距離快速衰減，經(jīng)過一定安全距離后將不會對環(huán)境產(chǎn)生影響。

4? ? 結(jié)語

電壓等級分別為500kV、220kV和110kV的3座變電站周邊工頻電磁場強度均能滿足國家環(huán)境標準限值要求，工頻電場強度和磁感應強度間呈正相關(guān)性。變電站周邊電場強度、磁場感應強度均隨測量距離增大而減小，40m后趨于穩(wěn)定。同時，在變電站規(guī)劃、選址、設(shè)計建設(shè)過程中，建議優(yōu)先采取合理布置高壓設(shè)備、建設(shè)站區(qū)綠化帶、屏蔽高壓線和電器元件、設(shè)置安全防護距離等措施，以有效減少變電站電磁輻射產(chǎn)生的危害。

參考文獻

[1]環(huán)境保護部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB8072-2014電磁環(huán)境控制限值[S].2014.

[2]段金虎.高壓輸變電建設(shè)項目電磁輻射環(huán)境影響及對策[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（10）：9，1.

[3]鄭建興.泉州地區(qū)輸變電工程電磁輻射環(huán)境影響分析[J].低碳世界，2017（19）：109-110.

[4]吳文廣，劉寒，李玲玲.輸變電工程環(huán)境影響評價的要點分析[J].廣東化工，2017，44（11）：204-205.

[5]凌云霄.電場、磁場與變電站的電磁環(huán)境影響[J].綠色科技，2016（14）：177-179.

[6]劉潤泉.110kV變電站電磁輻射環(huán)境影響分析及措施[J].海峽科學，2018（03）：27-29.

收稿日期：2020-09-16

作者簡介：潘葳（1984-），男，漢族，研究方向核與輻射項目環(huán)境保護及水土保持