我国现行输变配电设施周围的电磁环境分析

[摘 要]电是一种清洁而使用便利的能源，是服务范围最广，涉及国家经济安全并与人民生活密切相关的特殊商品。如何在加快电网建设，保证优质可靠电力供应的同时，做好环境保护工作，谋求电网发展与保护环境的和谐统一，始终是各级政府/社会公众和电网企业的共同愿望。

[关键词]电场、电磁、电磁辐射

中图分类号：T1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0003-02

1 引言

电是一种清洁而使用便利的能源，是服务范围最广，涉及国家经济安全并与人民生活密切相关的特殊商品。随着国民经济持续发展和人民生活水平不断提高，社会各行业和城乡居民对电的需求量日益增长。与此同时，公众对自己的生活环境提出了更高的要求。

如何在加快电网建设，保证优质可靠电力供应的同时，做好环境保护工作，谋求电网发展与保护环境的和谐统一，始终是各级政府/社会公众和电网企业的共同愿望。为此，我写了这篇论文，介绍了公众最为关心且与人民生活息息相关的电磁环境问题。

全文依次介绍了输变电常识、输变电工频电场、输变电工频磁场和输变电环保管理等四个方面的内容。

2 电力工业的特点

电力工业是生产、输配和销售电能的行业，是国民经济重要的基础产业。电力工业将煤炭、水力、石油、天然气、核燃料、风力、太阳能、潮汐、地热等一次能源转换为清洁、便利的二次能源。由于现代技术还不能直接、大量地储存电能，因此，电能的产、供、销必须同时完成。现代电力工业采用超临界大容量发电机级和特高压、超高压输电及其他先进技术，以更好地满足社会不断增长的用电需求。

2.1 电力系统主要由发电厂、输配电系统和用户组成。

发电厂发出的电先由升压变电站的变压器升高电压后，经输电线路送往用电地区； 到达用电地区后，由降压变电站的变压器降低电压，再经配电线路分送到各用户。

2.2 配电系统的组成

2.3 我国输配电系统的分类

我国输配电系统分交流输配电系统和直流输电系统两大类。交流输配电系统主要有九种电压等级，直流输电系统有两种电压等级。见表2、3。

3 输变电设施电磁环境的分析

3.1 电场和磁场的产生

有电压就有电场，有电流就有磁场。当电器接入电源，周围就有电场； 接入电源的电器，即使电器开关关闭，电场依然存在。电器开关开启，有电流通过，电器周围就有磁场。

3.2 什么是工频电场和工频磁场？

交流输变电设施产生的电场和磁场属于工频电场和工频磁场。工频又称电力频率。工频的特点是频率低/波长长。我国工频是50赫，波长是6000千米。

3.3 什么是电磁辐射？

电磁辐射是指电磁辐射源以电磁波的形式发射到空间的能量流。电磁辐射源发射的电磁波频率越高，它的波长就越短，电磁辐射就越容易产生。一般而言，只有当辐射体长度大于其工作波长的四分之一值时，才有可能产生有效的电磁辐射。

交流输变电设施产生的工频电场和工频磁场属于极低频场，是通过电磁感应对周围环境产生影响的。工频电场和工频磁场的频率只有50赫，波长很长，达6000千米，而输电线路本身，由于其长度一般远小于这个波长，因此不能构成有效的电磁辐射。同时，工频电场与工频磁场彼此又是互相独立的，有别于高频电磁场。高频电磁场的电场和磁场是交替产生向前传播而形成电磁能量的辐射。在国际权威机构的文件中，交流输变电设施产生的电场和磁场被明确地称为工频电场和工频磁场，而不称电磁辐射。

工频电场、磁场是一种极低频场，世界卫生组织认为，关于极低频场范畴的电磁场曝露，在电磁场强度低于国际导则限值（电场强度5千伏/米，磁感应强度0.1毫特）的情况下，不具有有害的健康影响。

4 输变电工频电场篇

4.1 什么是输变电工频电场强度？

输变电工频电场强度是用来衡量输变电设施周围空间某个点位一定方向上的电场强弱的尺度。计量单位为千伏/米

4.2 输电线路产生的工频电场强度的特点？

输电线路产生的工频电场强度的特点：一是随着离开导线距离增加，电场强度降低很快，且在距地面约2米的空间，电场基本上是均匀的； 二是工频电场很容易被树木、房屋等屏蔽，受到屏蔽后，电场强度明显降低。

国家环境保护总局在输变电工程环境影响评价技术规范中规定，居民区输变电工程工频电场强度的推荐限值为4千伏/米。这个限值是针对居民区的，其他地区的限值宽于居民区限值。国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）于1998年了《限制时变电场、磁场和电磁场曝露的导则（300GHz以下）。在这个导则中，对公众的限值是5千伏/米。此限值对保护公众健康已留有足够的安全裕度，得到世界卫生组织的认可与推荐，已被包括欧美发达国家在内的许多国家所采用。我国的推荐限值比国际导则对公众的限值要严，在数值上小1千伏/米。

4.3 为什么有的变电站要建在居民区内？

随着城市建设的不断发展，居民区越来越多，负荷密度越来越大，每户居民的用电量也随着生活水平的提高在不断出现增加，而一座变电站的供电能力和供电范围又是有限的。因此，为了满足居民的用电需求，保证供电可靠性和供电质量，在居民区建设变电站是难以避免的。

户外式变电站站界工频电场强度在每米几伏到几百伏之间，靠近变电站进出线处稍高。变电站在设计时，均按照相关技术规范要求，保证变电站相邻居民区的电场强度低于国家规定4千伏/米的限值。户内式和半户内式变电站站界工频电场强度则比户外式变电站更低。

5 输变电工频磁场篇

5.1输变电工频磁场强度是用来衡量输变电设施周围空间某个点位在一定方向上的磁场强弱的尺度，计量单位为安/米。磁场强度通常可用磁感应强度，又称磁通密度表示，计量单位为特斯拉。输变电设施产生的工频磁场磁感应强度一般都很小，常用毫特或微特表示。

1特=1000毫特=1000000微特 1毫特=12.56×104安/米

5.2输电线路工频磁场强度的特点：一是随着用电负荷的变化，即通过输电线路电流的变化，工频磁场强度也随着变化，二是随着与输电线路距离的增加，工频磁场强度快速降低，并且与工频电场强度相比，工频磁场强度随着距离变远，下降得更快。

国家环境保护总局在输变电工程环境影响评价技术规范中，推荐公众的工频磁感应强度限值是0。1毫特（即100微特），与国际标准相同。

输电线路周边的工频磁场强度主要取决于线路电流的大小/线路导线的排列方式/观测点与导线的距离等。根据实际测算，三种最常见电压等级输电线路的工频磁感应强度都远小于100微特。

5.3变电站站界工频磁感应强度主要来源于进出线的影响。变电站站界1米外的工频磁感应强度小于10微特，远低于我国规定的推荐限值100毫特。户内变电站周围的工频磁感应强度则趋于本底值。

5.4 家用电器的工频磁场强度

将表中数据与以上介绍的输变电工频磁感应强度值比较可见，对输变电工频磁场影响，人们可不必过多担心。

6 输配电系统环境保护的措施

在电网设计、施工和生产运行中积极应用先进技术和工艺，如采用海拉瓦技术优化路径选择，回避环境敏感目标； 采用特高压输电技术、紧凑型输电技术、同塔多回输电技术、大截面导线和直流输电技术等，提高输电容量，节约环境资源； 采用张力放线和高塔高跨/线路杆塔高低腿设计，减轻对环境的影响； 对城市变电站建筑美化外观设计，使之与周边环境相协调.