试论110kv输变电工程电磁辐射污染

摘要　通过对110kV输变电工程电磁辐射的实际测量，研究和讨论了110kV输变电工程产生的电磁辐射对环境的影响，并提出降低电磁辐射水平的对策与建议。

关键词　输变电工程　电磁辐射　环境保护

前言

随着城市的现代化建设和人民生活水平的日益提高，大量的110kV及220kV电压等级变电站逐渐深入到城区，高压变电站邻近居民区及城市公共设施，不断地引发关于电磁辐射问题的种种争议。由于对电磁辐射污染的知识普及不够，群众对其缺乏全面的认识，出现对电磁辐射污染过度恐慌，给项目建设及国家经济造成巨大的损失。因此，了解和掌握不同电压等级的高压变电站和输电线路运行中实际电磁辐射污染的程度和范围，提出有效的控制措施，降低辐射污染，对搞好高压输变电工程的环境保护工作十分重要。以下通过对承德地区部分110kV输变电工程电磁辐射的实际测量，研究和讨论110kV输变电工程产生的电磁辐射对环境的影响。

1　电磁辐射的产生

1.1高压变电站

变电站内高压设备的上层有互相交叉的带电导线，下层有各种形状高压带电的电气设备以及设备连接导线，电极形状复杂，数量很多，在它们周围空间形成了一个比较复杂的高交变工频电磁场。这种高电场的影响之一是对周围地区产生静电感应，即变电站周围存在一定的电磁辐射场。变电站布局和周围环境协调不妥时，将会对其周围环境产生一定的电磁辐射。

1.2高压输电线路

高压输电线路工作时，其电压等级较高，相对地面将产生一定的静电感应，即产生一个交变电磁辐射场。

过量的辐射照射会对人的中枢神经、末稍神经系统、心脏血管系统、肌肉组织和其他器官产生直接的影响。变电站高压构架及输电导线离地面的高度越大，相当于带电体离地面越远，则它在地面附近产生的电场强度就越小。因此，变电站高压构架附近和输电线路导线下方场强具有最大值，且随着距离加大，场强很快减小。由于导线弧垂影响，相应的最大场强影响区域位于档距中央，而最小场强影响区域在靠杆塔处，因为此处导线悬挂高度较高，且杆塔自身也有一定的屏蔽作用。

2　电磁辐射的生态效应

电磁辐射是以电磁波形式通过空间传播的能量流，在人们日常的生存空间，电磁辐射无处不在。除太阳、雷电等自然因数外，交变电流的存在产生交变磁场，交变磁场反过来又会产生交变电场，因此只要有电流存在就一定会产生电磁波，也就一定会有电磁辐射存在。而在输变电系统中，电磁辐射源主要是高压输电线路和高压电力设备等产生的工频电磁波和少量因高次谐波引起的高频电磁波。

电磁波对于人类的影响可分为热效应和非热效应(人体电磁场与外部电磁场的祸合)。人体的器官和组织均为具有一定的电容和电导的电介质或导体及半导体，当人体处于外界电磁场中，会在体内感应出电荷，并产生一定的电流密度。在不同电磁频率下人体各部分的电容和电导率各不相同，所产生的感应电流也不尽相同。高频电磁场在生物组织中最易产生感应电流，电磁能转化为作用于人体的热量，由此产生的热效应将引起中枢神经和植物神经系统的机能障碍。当生物体热效应达到一定程度时可以令生物组织受到损伤，并且与外界电磁场的祸合作用也将改变人体正常的电特性，对人体健康产生影响。

3　电磁辐射水平的测量

根据输变电过程交变电磁场的特点，在正常运行工况下，选择测量工频未畸变电场强度和工频磁场强度。

3.1测量仪器

选用美国产H13604型工频电磁场计作为测量仪器。

3.2测量布点与方法

变电站及输电线路测量方法与布点均参照HJ／T 241998《500 kv超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》进行，并根据现场情况做部分调整。

测试路径的选择标准为：地形平坦、附近没有高大构筑物和树木。各变电站均在变电站高压构架处围墙外垂直方向(避开高压进线)，测点间距为5m，测至本底处。110kV线路测量点选择在上板城变电所进线第5～6塔档距中央导线弧垂最大处线路中心的地面投影为测试原点，沿垂直于线路方向进行，测点间距为5m，顺序测到本底处。

4　测量结果分析

110 kV变电站

4.1工频电场

通过对3个110kV变电站的工频电场分析，最大值分别为124.2、20.6、17.3Wm，出现在距围墙0、0、20m处。110kV变电站的工频电场随距离增加，测值逐渐降低。

4.2工频磁场

110kv变电站工频磁场垂直分量最大值出现在距围墙0m处，为27.2nT，水平分量最大值出现在距围墙5m和15m处，为14.4nT。其余随着距离的增加，垂直磁场呈逐渐降低趋势，水平磁场强度变化不明显。

5　影响及对策

从测量结果可以得出，110kV变电站和输电线路附近地面环境的工频感应电磁辐射强度相对较低，周围环境电磁辐射水平符合HJ／T 241998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》中4000V／m居民区工频电场评价标准和对公众全天辐射时的工频限值100μT磁感应强度的评价标准。人们在110kv变电站围墙外和输电线路附近下方接触金属时亦没有明显的麻电感和电击痛感。但110kV输变电工程设计和建设运行中，预防电磁辐射污染仍是不可忽略的问题，应确保把电磁辐射降低到尽可能低的水平，确保公众不受辐射影响。在变电站和线路选址时尽量远离敏感区，设计中尽量减少分相设备的使用，多采用三相设备、线路架设方式，最大可能采用倒三角形和三角形架线方式，充分利用三相电的特性，将其各相产生的电磁场相抵消，以降低总辐射水平；严格按规范设计施工，保证高压构架和线路架设高度，增大与地面距离，降低地面感应辐射强度。

结论

电磁辐射同水、大气等污染一样已成为不可忽视的污染源，同样应引起大家的高度重视。输变电工程设计应充分考虑电磁辐射对环境的影响，应进一步优化设计，采用合理手段屏蔽电磁场，从源头最大程度地减少污染。在正常运行工况下，110kv变电站站界外和输电线路走廊下附近环境工频感应电场强度小于1500Wm，工频感应磁场强度小于100nT，二者均小于相关环境保护评价标准限值。但鉴于辐射污染的特殊性和辐射防护三原则的要求，在此电压等级输变电工程的设计和建设运行中，应确保高压构架和线路架设高度，使站界外和线路走廊附近环境(包括建筑物)感应电磁辐射处于合理的水平，保护环境和公众身体健康。

参考文献：

1　HJ／T 241998，500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范

2　邵方殷，变电站静电感应的测量，电网技术，1981，(1)，河北电力技术