1、嘉 应 学 院本科毕业论文（2013 届）题 目： 高压架空输电线的工频电场及其影响 姓 名： 张任新 学 号： 2090211136 学 院： 物理与光信息科技学院 专 业： 物理学（师范） 指导老师： 蒋 毅 申请学位： 理学学士 高压架空输电线的工频电场及其影响I中文摘要根据研究及相关测试表明，变压器、超高压配电装置和超高压电线在运行中，会形成一定强度的工频电磁辐射。为此本文结合我国制订的高压输电线路电磁辐射安全标准，探讨高压输电线路电磁辐射对周围环境、人体健康的影响及对无线电的干扰，就月梅路段和象山边上的高压架空输电线周边的环境及电场强度进行实地测量。同时重点调查研究分析了象山边上的高
2、压架空输电设备对该区域居民各方面的影响，并根据所测量和调查结果就关于如何防护高压架空输电的电磁污染做出了一些建议。关键词 高压输电线 工频电场 电磁辐射的响高压架空输电线的工频电场及其影响IIAbstractAccording to research and test, transformer, ultra high-voltage distribution device and ultra high voltage wire in operation, power frequency electromagnetic radiation will form a certain strength
3、. In this paper, combined with the high voltage transmission line electromagnetic radiation safety standard of our country develop, of high voltage transmission line effects of electromagnetic radiation on the surrounding environment, human health and interference to radio, on the high voltage overh
4、ead on Mei Road and Xiangshan on the side of the transmission line the surrounding environment and the electric field intensity field measurement. At the same time, research and analyze the influence of high voltage overhead power transmission equipment in Xiangshan on the edge of the various aspect
5、s of the area residents, according to the survey results on electromagnetic pollution how to protection of HV overhead transmission has made a number of recommendations.high-voltage transmission lines：The power frequency electric field：The impact of electromagnetic radiation高压架空输电线的工频电场及其影响1目录前言 .21
6、 高压输电线的电场强度的空间分布 .22 高压输电线路电磁辐射安全标准的制订 .33 梅州城区部分高压输电线路实测结果分析 .43.1 测试结果与电磁辐射方面国标的选用 .43.2 实测数据分析 .43.2.1 实测数据 .43.2.2 数据分析 .64 高压输电线对周边环境的影响 .84.1 对周边动物的生存影响 .84.2 对居民通讯的影响 .94.3 对居民感知方面的影响 .94.3.1 风吹感 .94.3.2 蛛网感 .94.3.3 嗡声感 .94.4 高压交流工频电 场对人体健康的影响 .94.4.1 躯体效应 .94.4.2 种群效应 .105 相关的应对措施 .106 结束语 .
7、11附 录 .12参考文献 .13致 谢 .14高压架空输电线的工频电场及其影响2前言随着我国电网规模的不断扩大和输电电压等级的不断提高输电线路的电磁环境影响越来越受到人们的关注，超高压输电线周围电磁环境及其对人体的辐射已成为人们普遍关心的问题之一，随着社会远距离供电的发展，高压输电的作用日趋明显，但是由于所输的电能是50Hz 的高压交流电，所以不可避免的就会产生一定大小的电磁场。随着人们生活质量的提高，对于高压输电线产生的电磁场是否会对身体健康造成影响的争论日趋激烈。根据上述情况，本文对于象山边上的高压架空输电线的空间电磁场的分布进行了实地测量，并对生活在该输电线路区域的居民进行调查访问。1
8、 高压输电线的电场强度的空间分布根据电动力学知识，运用等效电荷建立高压输电线路的电荷分布等效模型可以得到500Kv高压输电线在不同高度下的电场分布如图1 所示。其中曲线1、2、3分别是高度为16m18m20m时的电场强度分布曲线。从图1 中可以看到在距离输电线路相同高度的地方不管在哪个方向电场的大小基本相同，成对称状分布。图1 500Kv输电线在不同高度下的电场分布高压架空输电线的工频电场及其影响3同理根据电动力学知识，运用等效电荷建立 500Kv/220Kv 同杆并架双回排列电荷的分布等效模型可以得到 500Kv/220Kv 同杆并架双回排列电场场强分布如图二所示2，其中 1,2 曲线分别代
9、表的是仅 500kv 单回水平线路和仅 220kv 单回水平线路的电场强度分布曲线，曲线 3 是 500Kv/220Kv 同杆并架双回排列电场场强分布曲线，曲线 4 是500Kv/220Kv 线路相序为 ABCcba 设置时的电场强度分布曲线。由曲线 1 和曲线 2 可以看出在单回路的高压输电线路的边相导线附近下方的电场强度都超过 4Kv/m。而由曲线 3 可以看出 500Kv/220Kv 同杆并架双回排列电场场强处处小于 4Kv/m，而曲线 4 可以看出500Kv/220Kv 线路相序为 ABCcba 设置时的电场强度也小于 4Kv/m。由此可见在 500kv 单回水平线路下方增设 220k
10、v 单回水平线路输电线路时，可以达到减小输电线路周边电场强度的目的，这种高低压同杆并架输电的方式不仅有效的减少了电场强度的影响还有效的节约了土地与其他资源的浪费，这一点在象山山顶的输电线路中得到充分体现。图二，500Kv/220Kv 同杆并架双回排列电场场强分布2 高压输电线路电磁辐射安全标准的制订近年来一些国家对容易接近高压输电线路环境场强规定了适当的阈限值。日本规定为 3kV/m，前苏联规定为 5kV/m，我国在这方面起步较晚，环境标准（安全标准）尚未制定。在国家环保总局 HJ/T241998500kV 超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范中，推荐暂以 4kV/m 作为居民区工频电
11、磁场评价标准，推荐应用国际辐射环保协会关于对公众全天辐射的工频限值为 0.1mT(80A/m)作为磁感应强度的标准。我国已建成 500kV 超高压输电线路常用铁塔，塔高设计值一般为 36m56m ，并建立了卫生防护带走廊，走廊宽度为 30m，在这种对地高度和走廊宽度下，塔附近房屋的电场强度随高压架空输电线的工频电场及其影响4距离增加而减小。对于住在高压线路附近的居民，由于房屋屋顶，室内金属构件，树木等物体对工频电磁场具有良好的屏蔽作用，可以大大降低生活环境中电磁场的强度，达到 GB917588环境电磁波卫生标准中二级容许场强。电磁辐射污染的影响近年来在我国也开始为大家所关注，国家环保局于 19
12、97 年 3 月25 日颁发电磁辐射环境保护管理办法 ，已正式将电磁辐射管理纳入环境保护管理的范畴。3 梅州城区部分高压输电线路实测结果分析3.1 测试结果与电磁辐射方面国标的选用在对辐射源周围环境进行电磁辐射测试之后，应将电磁测试结果与相应的国标做对照，我国已经颁布的电磁兼容方面的环境标准及法规有数十项，根据现场的情况，采用适合此环境的国标或行业标准。 最常用的电磁方面的标准是电磁辐射防护规定(GB8702-88)、 环境电磁波卫生标准(GB9175-88)。标准限值如下。表 1 环境电磁波容许辐射强度分级标准(GB9175-88)容许场强 波长 单位 一级（安全区） 二级（中间区） 长、中
13、、短波 V/m 10 25 超短波 V/m 5 12 微波 W/cm2 10 40 混合 V/m 按主要波段场强；若各波段场强分散，则按复合场强加权确定。 在对一般环境的电磁辐射分析中，主要选用环境电磁波卫生标准(GB9175-88)，根据辐射源的主要辐射频率，参照表 6，找到其辐射强度限值。注意掌握三个标准限值，一般我们把居民居住的环境按一级安全区处理，则其标准限值为：在长、中、短波电场强度应小于 10V/m；在超短波段，电场强度应小于 5V/m；在微波波段，其辐射功率密度应小于 10W/cm2。考虑对电磁辐射环境内工作人员的保护，在职业安全卫生领域，应采用电磁辐射防护规定(GB8702-8
14、8) 的相应限值。3.2 实测数据分析3.2.1 实测数据高压架空输电线的工频电场及其影响5表 2 10 kV 高压输电线路工频电场强度监测结果测试线路距离 线杆距离 单位 m线路一单位 V/m线路二单位 V/m线路三单位 V/m线路四单位 V/m线路五单位 V/m平均单位 V/m0 28.3 27.3 25.5 26.4 26.73 26.8461 28.4 28.4 30.6 30.5 29.83 29.5462 35.0 33.2 27.9 32.7 32.3 32.223 37.2 37.3 31.6 31.22 31.6 33.7844 30.0 33.8 27.8 29.32 30
15、.03 30.195 28.1 27.3 26. 6 28.43 28.12 27.716 26.6 25.7 24.46 26.32 26.4 25.8967 25.3 25.6 24.7 25.41 25.5 25.3028 23.2 23.1 22.86 23.21 22.93 23.069 23.1 17.18 23.77 23.12 21.8 21.79410 18.7 14.59 15.24 16.23 17.46 16.44411 10.4 12.11 10.31 12.11 11.53 11.29212 9.26 9.05 8.46 10.02 9.54 9.26613 5.4
16、2 5.99 6.12 5.93 5.83 5.85814 3.41 3.78 4.03 3.75 3.82 3.75815 1.78 2.08 2.05 2.12 2.31 2.06816 1.51 1.63 1.58 1.6 1.57 1.57817 2.26 1.52 1.51 1.52 1.48 1.65818 2.11 1.47 1.43 1.41 1.44 1.57219 2.02 1.42 1.46 1.46 1.42 1.55620 1.75 1.38 1.35 1.33 1.38 1.43821 1.44 1.35 1.36 1.35 1.31 1.36222 1.33 1.
17、37 1.37 1.32 1.34 1.34623 1.29 1.33 1.36 1.34 1.36 1.33624 1.30 1.28 1.32 1.38 1.35 1.32625 1.36 1.37 1.38 1.32 1.35 1.35626 1.44 1.42 1.40 1.41 1.43 1.4227 1.37 1.40 1.41 1.42 1.42 1.404高压架空输电线的工频电场及其影响6表 3 110 kV 高压输电线路工频电磁场强度监测结果线路一 线路二 线路三 线路四 线路五距离(m) 电场强度 E kV/m 电场强度 EkV/m 电场强度 E kV/m 电场强度 E k
18、V/m 电场强度 E kV/m 0 3.982 3.421 9.809 4.758 38925 1.617 2.856 5.469 3.643 2.62610 0.769 1.130 4.698 2.896 1.01215 0.839 0.887 0.528 1.682 0.98220 0.102 0.756 0.364 0.269 0.52325 0.069 0.421 0.102 0.327 0.10830 0.078 0.292 0.086 0.125 0.13335 0.063 0.064 0.067 0.062 0.06240 0.051 0.062 0.043 0.046 0.05
19、245 0.064 0.065 0.019 0.065 0.06150 0.042 0.041 0.015- 0.019 0.0233.2.2 数据分析根据表 2 得出的数据我们可以达到如图 3 所示的电场强度分布曲线图，该实测模型与理论分析所得的模型之间存在误差，特别是线路三，线路四，线路五在与输电线路水平距离为 8m 和 11m 附近出现较明显的波动，主要原因可能是线路三直接在地磅上面测量，线路四跟线路五也在地磅周边，所以会受到一定的影响。在电场强度上，10Kv 的高压输电线路周边产生的工频电场强度低于国家的环境电磁波卫生标准有关规定的安全生活的电场强度，属于安全范围值。但出于对人体健康和
20、安全角度考虑，应避免长时间在高压输电线路下面活动。高压架空输电线的工频电场及其影响7图 3 10Kv 输电线路的各线路的电场高强度分布图根据表 3 得出的数据我们可以达到如图 4 所示的电场强度分布曲线图，由图四可以很明显的看出 110Kv 输电线路的各线路的电场强度分布，线路三和线路四是在象山边上的高压输电线周边的非居民区上测量的数据，由该曲线图可以看出在非居民区的电场强度明显大于 4Kv/m 但是小于 10Kv/m。考虑到居民生活跟活动时间主要在生活区，而出现在非生活区的时间很短，遭受由于工频电场引起电击的几率相对小得多，故而对居民的生活不会产生太大的影响。线路四所测量区域周边有比较多的树木，故虽然测量的地点仍然是非居民区，但是在线路四周边的电场强度明显的比线路三要小很多。由此可见在高压输电线周边栽种具有一定高度的植物可以起到有效的降低电磁辐射强度。线路一，线路二，线路三的数据是在周溪河边上的居民区所测得的。由表 3 和图 4可以看出在高压输电线周边的居民区的电场强度均不超过 4Kv/m，低于国家的环境电磁波卫生标准有关规定的安全生活的电场强度，属于安全范围值。
