1、1关于输变电工程中电磁环境的探讨【摘要】输变电设备电压等级的提高，使得电力系统正朝着高电压、大容量方向发展，导致电力系统产生的电磁干扰也更严重和复杂。同时特高压电力系统采用了先进的微电子控制、测量、保护和通信系统，这些设备耐受电磁干扰的能力较弱，更容易受到外界电磁环境的影响。为达到有关输变电工程电磁环境的国家标准，就要在设计阶段根据国家相关标准所规定的控制指标采取相应的改善输变电电磁环境的技术措施，使之达到环保要求。 【关键字】输变电工程；电磁环境；健康危害与管理缺陷；改善措施 随着国家工业化程度的提高和经济发展，大型建筑群增多，城市用电量增大，供电部门已将 110kV 和 220kV 输电线
2、路和变电站引入城市中心区。高压输电线以及变电站电气设备周围都存在着极低频电磁场（Extremely Low Frequency electromagnetic fields，ELF-EMFs） 。 一、输变电工程建设项目电磁场的健康危害 自 20 世纪 60 年代开始，关于 ELF-EMFs 健康危害引起了学术界的广泛关注。1972 年，通过对变电站工作人员健康状况的调查，发现他们中失眠、头痛和呼吸道疾病比普通人群高，电力设备附近高压电场会对人体健康构成一定的威胁，从而率先提出了低频电磁场健康影响的课题。1979 年某国外报纸报道：电流输电线附近居住的儿童白血病发展为白血2病和淋巴瘤的危险度比
3、暴露于低水平环境电磁场的儿童高 23 倍。澳大利亚等国家进行的流行病调查表明：高压输电线产生的电场使生活在附近的儿童得白血病的几率提高。1998 年美国国家环境卫生研究所（National Institute of Environmental Health Science，NIEHS）召集国际工作组，采用国际癌症研究署（International Agency for Researchon Cancer，IARC）制定的标准，在对极低频磁场可能对健康危害的结论中明确指出：极低频磁场应被视为“可疑人类致癌物” 。这一结论引起了广泛的关注，进一步推动了极低频电磁场与健康关系的研究。 世界卫生组织（
4、World Health Organization，WHO）于 1996 年开始，组织 60 多个国家及多个国际组织，开展全球性的“国际电磁场计划”研究，于 2007 年已完成了极低频场地全面健康风险评估，并在极低频场环境健康标准（EHCNO.238） 中提出：高水平（大大超过 0.1mT） 、短期曝露于电磁场产生的有害健康影响，已经科学地确认了。 二、我国输变电工程建设项目电磁环境管理现状 1、单项法律、法规缺失 目前，我国还没有一部关于电磁辐射污染防治的单行法。全国仅有原国家环保总局于 1997 年颁布的电磁辐射环境保护管理办法 ，但该办法为部门规章，存在内容滞后、效力级别低等问题，无法满
5、足管理现状需要，对地方政府和供电部门缺乏有效约束力。 2、国家标准存在空白和不足 目前，规定环境中电场、磁场、电磁场曝露水平限值标准为电磁辐射防护规定 （GB8702-1988） ，该标准对我国电磁环境管理的起步和发3展起到了不可或缺的巨大作用，但是对输变电设施的电磁场限值未做任何规定。现阶段指导输变电工程建设项目环境影响评价工作的500kV 超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范 （HJ/T24-1998）在类比监测部分不完善，330kV 及以下的输变电工程建设项目缺乏可操作性，并且未包括直流输电工程，严重滞后于管理现状，无线电干扰限值规定为边导线外 20m 处 4655dB（V/m）
6、 ，实际为工程控制指标，实践中用做环境质量评价标准使用，距输电线路 150200m，无线电干扰已衰减到背景值，而该规范要求测量到 2000m，显然是不够科学的。 三、输变电工程的电磁环境改善措施 1、输电线路架设方式的选取 输变电设备电磁环境特点：频率范围广，从工频、低频到高频振荡；电磁干扰强度大，雷电电磁干扰可能达到几十千伏；电磁干扰的耦合途径有传导、感应和辐射等多种。工频电场和磁场水平的降低可以有效改善输变电设备电磁环境。 输电线路周围的工频电场、磁场水平不仅与线路运行电压和电流有关、还和导线参数、架设高度及塔型结构等密切相关。多回路输电线路同塔架设或平行架设时，输电线路下方的工频电场强度
7、还与其相序排列有关。 1）提高输电线路对地高度以降低地面工频电场和磁场 以典型 500kV 输电线路为例，三相导线平行架设，相间距为 10m，假设导线最小对地高度由 10m 提高到 40m，这时不同对地高度下的工频电场和磁场的横向分布如图 1-1 和 1-2 所示。 42）同塔多回路架设时通过相序排列降低电磁场 采用同塔多回路架设方式，可以有效地利用日益减少的输电通道。图 1-3 所示为典型的同塔双回路和同塔四回路塔型。在采用多回路架设方式时，不同的相序排列方式对工频电场强度和磁感应强度有很大影响。以一条同塔双回路架设的 500kV 三相输电线路为例，相序排列方式有 6 种，见如下数据： 1A
8、A BB CC 2AA BC CB 3AB BA CC 4AB BC CA 5AC BA CB 6AC BB CA 对于同塔多回路输电线路，可采用相序优化排列方法降低地面电场强度。 四、电磁屏蔽技术 严格的电磁屏蔽是用导电或导磁的物体构成封闭面，将其内外两侧空间进行电磁性隔离。但是对于输变电设施周边的工频电场、磁场，完全没有必要采用如此严格的屏蔽措施。我们日常所居住的房屋对电场的屏蔽作用就足以使电场降低到允许水平了。对于不能满足要求的区域可以增设屏蔽线来降低电场强度。 1、静电屏蔽 用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷，外侧出现与带电导体等量的正
9、电荷，如果将金属屏蔽体接地，则外侧的正电荷将流入大地，外侧将不会有电场存在，即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。 52、交变电场屏蔽 为降低交变电场对敏感电路的耦合干扰电压，可以在干扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属屏蔽体，并将金属屏蔽体接地。交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积。只要设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。电场屏蔽以反射为主，因此屏蔽体的厚度不必过大，而以结构强度为主要考虑因素。 3、交变磁场屏蔽 交变磁场屏蔽有高频和低频之分。低频磁场屏蔽是利用高磁导率的材料构成低磁阻通路，使大部分磁
10、场被集中在屏蔽体内。屏蔽体的磁导率越高，厚度越大，磁阻越小，磁场屏蔽的效果越好。当然要与设备的重量相协调。高频磁场的屏蔽是利用高电导率的材料产生的涡流的反向磁场来抵消干扰磁场而实现的。 4、交变电磁场屏蔽 一般采用电导率高的材料作屏蔽体，并将屏蔽体接地。它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的干扰，又因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。屏蔽体的厚度不必过大，而以趋肤深度和结构强度为主要考虑因素。 五、结束语 输变电工程电磁环境的影响和防护工作，是一个需要统筹考虑的复杂问题。必须严格执行输变电工程电磁环境的国家标准，始终坚持把有关标准落到实处，输变电系统的环境就不会对公众生活、生产带来不利6影响，保证国内高压输变电系统的安全可靠发展。 参考文献 1输变电设施的电场、磁场及其环境影响.中国电力出版社. 2高压输电的环境保护.水利电力出版社. 3输变电工程的电磁环境.中国电力出版社.
