交流輸變電設施電磁環(huán)境在線監(jiān)測深化研究

陳文隆，朱毅，王驥，陳建敏，童佳君

(1.國網(wǎng)上海市電力公司，上海200135;2.上海市環(huán)境保護局，上海200003; 3.華東電力設計院有限公司，上海200001)

交流輸變電設施電磁環(huán)境在線監(jiān)測深化研究

陳文隆1，朱毅2，王驥3，陳建敏3，童佳君3

(1.國網(wǎng)上海市電力公司，上海200135;2.上海市環(huán)境保護局，上海200003; 3.華東電力設計院有限公司，上海200001)

介紹了國內(nèi)外電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)的設置情況，對數(shù)據(jù)的可靠性、監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)布部門的權(quán)威性等進行了探討，同時對輸電線路設置電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)提出設想。

電磁在線監(jiān)測;變電站;輸電線路

0 引言

變電站，顧名思義，就是改變電壓的場所。每個城市中心都有若干個220kV變電站，將電壓由220kV降至110kV，向110kV變電站供電。同理，110kV變電站降低到10kV并配送到位于居民區(qū)的10kV配電房，最終將10kV降壓到380V/220V供廣大居民使用。

變電站就是一座城市供電系統(tǒng)的層層樞紐，支撐起居民和工業(yè)用電需求，現(xiàn)在遭遇“進城難”問題。以上海為例，人口密集的中心城區(qū)的220kV和110kV變電站處于重載運行狀態(tài)，用電負荷紀錄接連刷新，不得不實行錯峰供電。上海擁有石洞口、外高橋、漕涇、吳涇等大電廠支撐，另有大量如三峽、葛洲壩等外送電力，電力供應本不成問題，但由于在城市中心區(qū)缺乏變電站布點，有電送不進去的現(xiàn)象十分突出。

修建變電站，市民本該是受益者，但由于部分公眾對輸變電工程電磁環(huán)境影響水平不了解或存在認識誤區(qū)、對電磁影響有恐懼心理，使得一些高壓線、變電站項目難覓落腳之地，不時發(fā)生因變電站、輸電線路臨近民房，或線路跨越民房等問題引發(fā)投訴和糾紛，信訪不斷，甚至出現(xiàn)居民阻撓電力設施施工的現(xiàn)象，由此人為造成了城市供電不足的僵局。

為了使公眾對輸變電工程環(huán)境影響有一個直觀的認識，幫助公眾消除對電磁環(huán)境的恐懼心理，目前已有部分城市在變電站設置電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)并公示監(jiān)測結(jié)果，對引導公眾客觀了解變電站電磁環(huán)境影響起到了一定的作用。為了進一步規(guī)范電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)，本論文著重介紹了國內(nèi)外電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)的設置情況，對數(shù)據(jù)的可靠性、監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)布部門的權(quán)威性等進行探討，同時對輸電線路設置電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)提出設想。

1 國內(nèi)外電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)設置情況及實施建議

1.1 國外電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)設置情況

國外意大利、德國、希臘、瑞士、西班牙等很多國家大城市早已開展了電磁環(huán)境自動監(jiān)測工作，但主要針對廣播、電視、移動通信基站等，測量100kHz～3GHz的射頻電場。目前意大利監(jiān)測變電站1Hz～10kHz低頻磁場，且自動監(jiān)測數(shù)據(jù)全部在網(wǎng)絡上實時公布，讓公眾了解電磁環(huán)境影響的程度，取得了很好效果。

從2003年至今，意大利全境各大城市建設了近8千個電磁環(huán)境自動監(jiān)測站的網(wǎng)絡，其中僅有二十幾套測量交流變電站工頻磁場，投資建設和監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)布均為意大利環(huán)境事務中心等職能機構(gòu)。

1.2 國內(nèi)變電站電磁在線監(jiān)測設置情況

近年來，國內(nèi)部分城市針對交流變電站開展了開展工頻電、磁場在線連續(xù)監(jiān)測工作，國內(nèi)開展工頻電、磁場在線連續(xù)監(jiān)測的城市及基本情況參見表1。為保證監(jiān)測設備安全，通常在交流變電站圍墻內(nèi)、靠居民區(qū)一側(cè)設置工頻電、磁場在線連續(xù)監(jiān)測探頭，在變電站圍墻上或門口架設戶外顯示屏向公眾公布實時工頻電場、工頻磁場監(jiān)測數(shù)據(jù)和溫度、濕度、天氣、時間等自然氣象參數(shù)，國家標準限值以及變電站主設備運行工況。另外，在建的電磁環(huán)境在線臨測系統(tǒng)有濟南東門戶內(nèi)變220kV、濟南舜玉戶內(nèi)變110kV兩套監(jiān)測系統(tǒng)。

我國臺灣地區(qū)有十幾套電磁環(huán)境自動監(jiān)測站監(jiān)測交流變電站的工頻磁場。

1.3 國內(nèi)電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)實施主體

北京220kV望京變電站工頻磁場在線監(jiān)測是我國第一個實施項目，望京變電站屬于2008年奧運項目建設的組成部分，由于建設地點周邊公眾反對聲音較大，為北京奧運社會穩(wěn)定，國家財政撥款至北京環(huán)保局負責變電站的工頻磁場在線監(jiān)測項目建設，建成后由北京輻射站負責監(jiān)測數(shù)據(jù)對外公布，在線監(jiān)測系統(tǒng)日常運行維護委托專業(yè)服務公司。

其后全國各地設置的變電站工頻電、磁場在線監(jiān)測裝置均由電力部門實施和負責數(shù)據(jù)發(fā)布。以四川省為例，四川省電力公司實施全省變電站工頻電、磁場在線監(jiān)測系統(tǒng)建設及日常運行維護。監(jiān)測數(shù)據(jù)對外發(fā)布方式經(jīng)省電力公司與環(huán)保局共同協(xié)商，數(shù)據(jù)傳送至變電站門口的大屏幕顯示，并傳送至數(shù)據(jù)采集中心，監(jiān)測數(shù)據(jù)每半年集中上報環(huán)保局備案。

1.4 實施建議

鑒于電力公司是輸變電設施建設和運行管理方，今后在國內(nèi)有條件的城市逐步開展變電站電磁在線監(jiān)測工作時，可由電力公司實施工頻電、磁場在線監(jiān)測項目的投資、運行維護、對外數(shù)據(jù)公布和政策宣傳，也可由電力公司委托經(jīng)環(huán)保行政主管部門認可的獨立專業(yè)服務公司負責監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、對外公布和宣傳解釋等工作，環(huán)保行政主管部門定期檢查監(jiān)管監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性和準確性。

2 在線監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量保證體系

2.1 測量方法的合理性

《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范》推薦標準和ICNIRP－2010的電場限值都是針對非畸變場的，《高壓交流架空輸電線路、變電站工頻電場和磁場測量方法》(DL/T988－2005)規(guī)定:工頻電場在地勢平坦、遠離高大樹木、沒有其他電力線路、通訊線路及廣播線路的空地上，在相對濕度低于80%的條件下進行現(xiàn)場監(jiān)測。

變電站的工頻電磁場主要由主變、母線等設備運行產(chǎn)生，集中在變電站中央遠離廠界，廠界除出線位置受到輸電線路影響外其他廠界工頻電磁場遠小于標準限值(相差幾十至上百倍)，即使工頻電磁場監(jiān)測值波動增加一倍，其值也遠低于標準限值，且一般情況下工頻電場監(jiān)測值較為穩(wěn)定，基本不受氣象條件的影響。

2.2 監(jiān)測儀器測量精度、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和維護保養(yǎng)

2.2.1 在線連續(xù)監(jiān)測儀表測量范圍及精度要求

在線連續(xù)監(jiān)測儀器參數(shù)要求見表2。其中，工頻電、磁場頻率范圍應涵蓋輸變電設施的工作頻率;工頻電場量程為限值的5倍，工頻磁場的量程為限值的2倍;系統(tǒng)要求供電方式、數(shù)據(jù)采集方式應方便線路布點。

表2 電磁環(huán)境在線監(jiān)測儀器參數(shù)要求

2.2.2 就地控制和遠端控制

監(jiān)測系統(tǒng)需要有前端控制站和遠端監(jiān)控中心。建議采用無線方式傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)，前端控制站進行數(shù)據(jù)貯存及向遠端監(jiān)控中心傳送數(shù)據(jù)和接收管理。監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)進行存貯、分類分析、后臺命令操作等。通過中心站可及時發(fā)現(xiàn)各監(jiān)測點的異常情況，派員工進行維修和排除故障。電力公司對外門戶網(wǎng)站可設立窗口提供工頻電磁場監(jiān)測信息，便于公眾上網(wǎng)查詢即時在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和長期的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.2.3 維護保養(yǎng)

電力公司應定期對監(jiān)測系統(tǒng)進行巡檢，及時發(fā)現(xiàn)問題進行維修和保養(yǎng)。每年進行探頭的計量校驗，確保監(jiān)測設備有效性。

3 輸電線路設置電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)的設想

目前，國內(nèi)僅在部分城市變電站設置電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)，本文對交流架空輸電線路的工頻電場監(jiān)測可行性進行探討。交流架空輸電線路工頻電場現(xiàn)場監(jiān)測表明，晴朗天氣條件下，輸電線路下方及附近區(qū)域工頻電場監(jiān)測值與標準限值屬于同一數(shù)量級，在雨天及高濕度的條件下測量數(shù)值偏高，甚至達到一倍以上，有可能超過標準限值。因此，輸電線路在線監(jiān)測時避免其他干擾成為首要考慮事項，監(jiān)測設備安裝位置選擇要求較高(地勢平坦、遠離高大樹木、沒有其他電力線路、通訊線路及廣播線路的空地上)，且監(jiān)測電源需要屏蔽。

在高濕度環(huán)境下，導致工頻電場在線連續(xù)監(jiān)測值偏大存在兩個問題:一是濕度增大，空氣及監(jiān)測點周邊的物體電導率都會增大，場的積聚效應增大，導致電場增大。這是真實氣象情況，不需要校準和修正;二是濕度會導致工頻電場監(jiān)測設備的測量誤差。

工頻電場監(jiān)測設備的測量誤差可通過屏蔽隔離等措施進行修正，采用的方式有:(1)避免探頭直接裸露;(2)選用絕緣材料作為儀器的外殼和安裝支架，防止連接桿受潮;(3)避免外接交流供電線引起電場的畸變。

4 結(jié)語

目前我國已在部分城市市區(qū)開展了變電站工頻電、磁場在線監(jiān)測，本文對在國內(nèi)有條件的城市逐步開展變電站電磁在線監(jiān)測工作提出實施建議，同時對輸電線路開展工頻電、磁場在線監(jiān)測的可行性進行探討，希望有助于規(guī)范電磁在線監(jiān)測工作，充分發(fā)揮電磁在線監(jiān)測系統(tǒng)引導公眾客觀認識輸變電設備電磁環(huán)境影響的作用。

［1］戴禮豪.輸變電設施的電磁環(huán)境安全問題分析及防控［J］.科技風，2009(22):274.

［2］高鵬.變電站與輸電線路的電磁環(huán)境影響水平分析與測試評估:以部分220kV及110 kV輸變電設施為例［J］.四川環(huán)境，2014 (3):54－60.

［3］鄔雄，萬保權(quán).輸變電工程的電磁環(huán)境［M］.北京:中國電力出版社，2009.

Deepen research on AC transmission facilities electromagnetic environment online monitoring

It mainly introduces the domestic and foreign electromagnetic online monitoring system settings and discusses the reliability of the data，the authority of the monitoring data distribution Department，etc..At the same time，ideas about the online monitoring system for transmission line are put forward.

electromagnetic online monitoring;substation;transmission line

X591

B

1674－8069(2015)06－001－03

2015-06-20;

:2015-09-12

陳文隆(1980-)，男，浙江杭州人，從事電網(wǎng)建設規(guī)劃、管理工作。E－mail:chenwl@sh.sgcc.com.cn