分析输变电设备电磁对环境影响的措施

摘要：本文介绍了电磁环境影响的测试标准及实测情况，无线电干扰及测试情况，分析了输变电工程产生电磁影响的原因，提出了改善电磁环境影响的措施。

关键词：输变电设施；变电站；电磁环境

前言

为保证电力供应的安全可靠，越来越多的输变电工程深入城市中心区。如何谋求电力发展与社会进步的和谐统一，缓解近年来大量输变电工程建设过程中周边居民因电磁干扰问题而过度维权引发的多次阻碍施工的社会矛盾，已成为当前改善电力建设外部环境的重要工作之一。

1 输变电的电磁环境

1．1电磁环境的产生

在电力系统中承担电荷(电能)传输功能的主要电力设施是变压器、互感器、开关设备、导线和绝缘子等。输变电设施是一个个电磁源，其带电运行时就会形成输变电工程的电磁环境。在输变电工程中，评价电磁环境影响的主要关注点是工频电场、工频磁场和无线电干扰。

电气设施的工频电场是由导体与大地之间的电位差引起的；工频磁场产生于流经导体的电流，空间磁场的大小与电流大小成正比；架空输电线路的无线电干扰主要来自电晕形成的脉冲电流。正常情况下当电位差小于15kV／cm时，基本不发生电晕放电。电晕放电在设备投入运行后会逐渐减弱并趋于稳定；而在事故情况下(如绝缘子闪络时)，其放电频谱可高达数百MHz，其强度有时比电晕放电还强，产生的无线电干扰将更大。

1．2 电磁环境的影响

在输变电工程中，电磁环境影响主要考虑对输变电设施附近的人、畜和植物产生的影响，以及无线电干扰对临近电气设备产生的影响。对人体产生的影响主要从生物效应和健康影响2个方面进行研究。

2 电磁环境影响的测试和分析

2．1电磁影响的测试标准

(1)工频电场强度：执行HJ／T24～l998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》推荐的居民区工频电场4kV／m的评价标准限值。

(2)工频磁感应强度：执行HJ／T24～l998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》中关于对公众全天辐射时T频磁场限值0.1mT作为磁感应强度的推荐评价标准。

(3)无线电干扰场强：参照执行GB15707-1995《高压交流架空送电线无线电干扰限值》要求，110～220kV变电站外(非出线方向)20m处、测试频率为0．5MHz的晴好天气条件下，无线电干扰场强不大于46dB(μV／m)。110～220kV输电线路边相导线投影20m处，测试频率为0．5MHz的晴好天气条件下，无线电干扰场强不大于53dB(μV／m)。

2．2 变电站电磁影响的测试与分析

变电站的电磁影响主要来自出线架构和室外变压器等高压电力设施，变压器的电压等级主要影响电场强度的大小，变压器的容量主要影响磁场强度的大小。工频电场和工频磁场的测试范围选择以站址为中心500m以内；无线电干扰评价范同选择变电站围墙外2km的范围内。

(1)变电站电磁环境测试。T频电磁场场强监测点一般选择在变电站电源进线一侧，以围墙为起点，测点间距为5m，依次监测至直线距离500m处为止。分别测量地面 0 m和距地面 1.5 m 处的工频电场强度和工频磁感应强度综合值。

(2)变电站无线电干扰测试。无线电干扰水平监测点一般选择在变电站测量路径上(非出线方向)2nm处(n=0，1，2，…11)，并在测量路径上20m处加测一个无线电干扰场强监测点位。

2．3高压送电线路电磁影响的测试与分析

(1)高压送电线路电磁环境测试。工频电磁场是以档距中央导线弧垂最大处线路中心的地面投影点为测试原点，沿垂直于线路方向进行，测试间距为5m，顺序测至边相导线地面投影点外50m处为止。

分别测量离地面1．5m处的电场强度、工频磁感应强度。

(2)高压送电线路无线电干扰测试。无线电干扰水平监测点选择在送电线路测量路径上(非出线方向)2m处(n=0，1，2，⋯11)，并在距边相导线投影20m处加测一个无线电干扰场强监测点位。

3改善电磁环境影响的措施

3．1变电站改善电磁环境影响的措施

变电站工频电场强度的特点是随着距离变电站围墙越远，电场强度下降越快，靠近变电站进出线处则稍高。变电站工频磁场强度主要来源于进出线的电流。变电站内部电气设备产生的磁场强度，随距离的增加而快速下降，在变电站围墙处的工频磁感应强度通常与背景水平相当。

变电站的不同建设形式对其工频电场、工频磁场也会产生较大影响。工程建设中在确保变电站运行安全可靠的基础上，进行技术经济比较，优化设计方案，对电气设施采用不同的布置形式，充分利用建筑物对频电场的屏蔽作用。利用磁屏蔽和涡流屏蔽减弱工频磁场强度，都将有利于减小变电站工频电场和工频磁场强度。

目前国内常用的变电站典型没计中，按照不同的建设形式，一般分为户外变电站、户内变电站、半地下变电站和全地下变电站几种，其中户内变电站围墙处的电场和磁场强度较户外变电站要低得多，全地下变电站最为理想，但是其造价比常规户外变电站要高得多，增加近1倍。综合考虑整体效益，目前全地下变电站仅建设于城市中心区繁华地区等土地资源紧张，需与城市景观协调的地区。

3．2高压送电线路改善电磁环境影响的措施

输变电工程中一般采用2种输电形式，即架空线路和电缆。架空线路存地面会产生电场和磁场，电缆因敷设在地下，具有良好的屏蔽效果而不会在地面上产生电场，但是仍会产生磁场。

输电线路的工频磁场强度的特点包括：①随着用电负荷的变化，即通过输电线路电流的变化，T频磁场强度也随着变化；②随着与输电线路距离的增加，工频磁场强度会快速降低，比T频电场强度下降得更快。

输电线路产生的T频电场强度的特点包括：①随着线路电压等级的提高而提高；②随着离开导线距离的增加，电场强度降低很快，在距离地面1．5m处的空间中，电场基本上是均匀的；③工频电场很容易被树木、房屋等屏蔽，受屏蔽后的电场强度会明显降低。

在充分认识输电线路工频电场和磁场强度特点的基础上，通过不断完善输电线路的建设形式，同时综合考虑提高输电线路的输送能力，保证线路运行的安全性、可维护l生，以及技术经济比较后，不断优化线路设计，才能有效降低输电线路的工频电场和工频磁场强度。为降低输电线路的工频电场和工频磁场强度，目前采用的方式有：①改善三相导线的布置形式(在导线最小弧垂高度相同的情况下，水平布置较垂直布置的电场强度高)；②调整导线相对地距离。三相导线相间距离(当采用紧凑型结构时可明显降低地面电场强度)；③采用分裂结构和分裂间距(2分裂和4分裂导线。因其增加了导线的等效半径，可明显减少线路的电晕和噪声，但同时会提高线下地面处的电场强度)；④选用同塔多回路建设型式等。

3．3 输变电工程建设施工和验收措施

在电网规划、设计、建设和运行各个阶段应认真履行环保程序，积极应用先进的技术和丁艺，如采用海拉瓦技术优化路径选择，回避环境敏感目标；采用紧凑型输电技术、同塔多回输电技术、大截面导线技术等，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。同时严格执行国家对建设项目环境保护的规定，存输变电工程项目建设中，对环境保护设施与主体工程要实行同时设计、同时施T、同时投入使用的“三同时”原则；项目建设前，按要求编制环境影响报告书或环境影响报告表；项目建成后，经环境影响评价报告审批的环境保护行政主管部门验收合格后投产。

4 结束语

目前输变电设施的电磁环境影响均在国家要求的限值之内，并远低于国际标准要求。环境保护作为系统工程，在当前科技快速发展的时期，随着新技术、新设备、新工艺的应用，输变电工程的环境保护必将得以进一步加强；同时环境保护的新课题也将不断出现，输变电工程的设计和建设应该在遵守和符合现行的各项环境保护法规和标准的基础上，积极开展新课题研究，以进一步降低电磁环境影响，做好环境保护工作，谋求电网发展与保护环境的和谐统一。