110 kV输变电工程电磁辐射污染的影响分析及防治对策

Influence Analysis and Countermeasures on Electromagnetic Radiation Pollution in 110 kV Transmission and Transformation Projects
摘　要：通过对承德地区部分110 kV输变电工程电磁辐射的实际测量，研究和讨论了110 kV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
　　Abstract：Through actual measuring electromagnetic radiation in 110 kV transmission and transformation projects in Chengde district, the effect of such radiation to the environment is investigated and discussed. Countermeasures and suggestions for reducing the radiation level are put forward.
　　Keywords：transmission and transformation project；electromagnetic radiation；environmental protection

　　承德市位于河北省东北部，境内辖8县3区，总面积39 548 km2。其中市3区面积704 km2，市中心区（双桥区）面积307 km2，市中心建成区总面积约30 km2。到2002年末全市总人口357.9万人（市辖3区人口44.8万人）。承德电网作为京、津、唐电网的一个重要组成部分，除了为本地区供电外，还承担着向北京、天津、唐山供电的重要任务，同时还将秦皇岛电力向西转送，在京、津、唐电网中处于十分重要的地位。
　　为适应承德市经济发展和社会进步的需要，电网建设呈现急速发展的态势，大型变电站和高压输电线路已深入到各地；但高压变电站、输电线路的运行在带来现代文明的同时，会伴随着产生一种特殊的、看不见的污染——电磁辐射污染。近年来，这种特殊的污染已引起环保、电力等相关部门的高度重视。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110 kV输变电工程电磁辐射的实际测量，研究和讨论110 kV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。
2.1测量仪器
　　选用美国产HI3604型工频电磁场计作为测量仪器。
2.2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。根据测量条件和承德地区110 kV变电站线路环境特征，选择了上板城、茅兰沟、胡麻营110 kV变电站为测量对象；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5 m，测至本底处。110 kV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5 m，顺序测到本底处。
　　选择工频电场离地1.5 m处的垂直分量、工频磁场离地1.5 m处的垂直分量和水平分量进行测量。
3.1110 kV变电站
3.1.1工频电场
　　从表1可看出，上板城、茅兰沟、胡麻营3个110 kV变电站的工频电场最大值分别为124.2、20.6、17.3 V/m，出现在距围墙0、0、20 m处。上板城、茅兰沟110 kV变电站的工频电场随距离增加，测值逐渐降低；胡麻营110 kV变电站工频电场随距离增加，测值先升高并在20 m处出现最大值，之后又呈降低趋势，20 m后基本为本底水平。
3.1.2工频磁场
　　从表1亦可看出，上板城110 kV变电站工频磁场垂直分量最大值出现在距围墙0 m处，为27.2 nT，水平分量最大值出现在距围墙5 m和15 m处，为14.4 nT。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；茅兰沟110 kV变电站工频磁场垂直分量和水平分量最大值分别为18.2 nT和13.4 nT，分别出现在距围墙0 m和35 m处；胡麻营110 kV变电站工频磁场垂直分量与水平分量最大值分别为15.1 nT和13.1 nT，分别出现在距围墙5 m和0 m处。
3.2110 kV输电线路
3.2.1工频电场
　　从表2可以看出，上板城变电站110 kV线路的工频电场垂直分量最大值为1 163.2 V/m，出现在距线路中心弧垂投影点0 m处，随着距离的增大，电场强度逐渐减小，30 m后为本底水平。
3.2.2工频磁场
　　工频磁场垂直分量和水平分量测量最大值分别为66.8、61.7 nT，分别在5 m和0 m处，随距离增加，测量值逐渐降低。
4影响及对策
　　从测量结果可以得出， 110 kV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《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》中4 000 V/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110 kV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110 kV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。
5结论
　　在正常运行工况下，110 kV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1 500V/m，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。
6结束语
　　承德地区现有220 kV变电站3座，110 kV变电站28座，220 kV输电线路3条，110 kV输电线路40条，这次只选取了3个变电站做了测试，今后将对这些已运行的变电站和输电线路逐一进行测试。预计承德供电公司将新建220 kV变电站2座、110 kV变电站11座，220 kV输电线路2条、110 kV输电线路12条，这将对如何做好输变电电磁辐射环境保护工作提出新的思考。