110kV輸變電工程電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響分析

陶玲

(甘南藏族自治州核與輻射環(huán)境監(jiān)督監(jiān)測(cè)管理站,甘肅省甘南藏族自治州 747000)

110kV輸變電工程電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響分析

陶玲

(甘南藏族自治州核與輻射環(huán)境監(jiān)督監(jiān)測(cè)管理站,甘肅省甘南藏族自治州 747000)

文章以110kV輸變電工程為視角,首先對(duì)電磁輻射、電磁環(huán)境與電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)展開論述,接著分析110kV輸變電工程電磁輻射情況及其對(duì)環(huán)境的影響,然后對(duì)電磁輻射污染的治理對(duì)策展開討論,以供參考。

110kV 輸變電工程 電磁輻射 生態(tài)環(huán)境 影響

在我國電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展下,輸變電工程項(xiàng)目建設(shè)也越來越多,其對(duì)滿足人們?nèi)找嬖黾拥碾娔苄枨笃鸬搅耸址e極的作用。但從另一方面來看,輸變電線路在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的電磁輻射,電磁輻射對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)造成污染,嚴(yán)重影響人們的正常生活與工作,這種輸變電工程的電磁輻射污染,已經(jīng)引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此,分析電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響程度,采取切實(shí)、可行、有效的措施進(jìn)行治理,對(duì)搞好輸變電工程的環(huán)境保護(hù)工作具有重要的意義。

1 電磁輻射與電磁環(huán)境

1.1 電磁輻射

電磁輻射又被稱作電子煙霧,由空間共同移動(dòng)的磁能量與電能量所組成。電場(chǎng)與磁場(chǎng)在交互變化下,會(huì)產(chǎn)生一定的電磁波,當(dāng)電磁波向空中泄露或發(fā)射時(shí),將其稱作電磁輻射(電磁輻射見圖1)。

1.2 電磁環(huán)境

電磁環(huán)境是存在于給定場(chǎng)所電磁現(xiàn)象的總稱,其也屬于生態(tài)環(huán)境的一部分,電磁環(huán)境與人類、其他生物、植物的關(guān)系是十分密切的。就人類來說,適量的電磁環(huán)境是人類生存中所需要的一種非生物環(huán)境,人必須要在一定輻射強(qiáng)度的電磁場(chǎng)中生存。但是,由于電磁場(chǎng)是摸不著、看不到的,在日常生活與工作中,人們往往會(huì)忽視電磁環(huán)境的惡化問題,以及其對(duì)有機(jī)體帶來的危害,而導(dǎo)致電磁環(huán)境惡化的原因,主要便是電磁輻射[1]。

2 110kV輸變電工程電磁輻射及其對(duì)環(huán)境的影響

主要以110kV輸變電工程為例,分析輸變電工程的電磁輻射情況以及其對(duì)環(huán)境造成的影響,具體如下:

2.1 110kV輸變電工程電磁輻射情況

(1)無線電干擾。輸電線路導(dǎo)線表面發(fā)生電暈與其他放電現(xiàn)象,同時(shí)產(chǎn)生的效應(yīng)之一,便是無線電干擾。在電暈和放電的過程中會(huì)發(fā)生一些有害的電磁波,且頻帶相當(dāng)寬。基于頻率分析,無線電干擾是指從低頻50Hz到高頻上千赫茲的范圍,這一范圍內(nèi)的頻率對(duì)輸變電工程中的無線電通信設(shè)備的正常運(yùn)行造成干擾。

(2)工頻磁場(chǎng)與工頻電場(chǎng)。110kV輸變電工程的電磁輻射是指帶凈電荷的粒子被加速時(shí),所產(chǎn)生的輻射情況(電磁波)。而隨時(shí)間作工頻周期變化的磁能量便產(chǎn)生了工頻磁場(chǎng),隨時(shí)間作工頻周期變化的磁能量便產(chǎn)生了工頻電場(chǎng)[2]。

2.2 110kV輸變電工程電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響

2.2.1 輸變電工程電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響

從實(shí)際情況來看,雖然按照我國標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的110kV輸變電設(shè)施所帶來的磁場(chǎng)與工頻點(diǎn)不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的危害,但若施工建設(shè)不合理,對(duì)于相關(guān)干擾問題處理不當(dāng),電磁輻射仍會(huì)給生態(tài)環(huán)境造成影響。通過對(duì)110kV輸變電工程電磁輻射污染問題深入分析可見,其對(duì)環(huán)境造成的影響主要體現(xiàn)在如下幾方面:

(1)高壓線、變電站、無限通信發(fā)射系統(tǒng)等變電工程設(shè)施,大量地向環(huán)境中發(fā)射電磁輻射時(shí),會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。若電磁干擾比較嚴(yán)重,會(huì)對(duì)周圍的建筑物與電氣設(shè)施造成一定程度的毀壞。例如,在工頻磁場(chǎng)的影響下,計(jì)算機(jī)顯示器屏幕會(huì)發(fā)生一定程度的顫動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)發(fā)生崩潰。同理,其他電氣設(shè)備或是多功能的建筑物,在電磁干擾下也會(huì)發(fā)生一定的損壞。(2)適量的電磁輻射可以起到促進(jìn)生物生長的作用,但是,超量的電磁輻射也會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)的平衡。例如,電磁感應(yīng)可以非極性分子的電荷再分布產(chǎn)生極性,然后又使極性分子再分布生成偶極子,偶極子在電磁場(chǎng)作用下的取向,將會(huì)導(dǎo)致生物膜電位異常,干擾生物膜上受體表達(dá)酶活性,最終使得細(xì)胞狀態(tài)與功能發(fā)生異常。當(dāng)人體長期暴露在強(qiáng)電磁場(chǎng)中時(shí),會(huì)出現(xiàn)白內(nèi)障、熱損傷、體溫調(diào)節(jié)響應(yīng)的過荷、痙攣、耐久力下降、行為形式改變等一系列的有害效應(yīng)[3-4]。

2.2.2 輸變電工程電磁輻射對(duì)環(huán)境污染的現(xiàn)狀

近年來的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,輸變電工程電磁輻射能量的密度越來越大,我國自2000年起,隨著大規(guī)橫輸變電工程的建設(shè),電磁輻射強(qiáng)度也呈逐年上升趨勢(shì),使得電磁輻射能量的密度也越來越大。雖然110kV輸變電工程是嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求所建設(shè),但隨著人們對(duì)安全意識(shí)的提高,對(duì)于輸變電工程產(chǎn)生的電磁輻射問題也越來越重視,尤其是居住在輸變電工程周邊的居民,對(duì)于電磁輻射的危害與防護(hù)意識(shí)也越來越強(qiáng)。這種形勢(shì)下,由于110kV輸變電工程電磁輻射引起的糾紛問題也越來越多。因此,針對(duì)輸變電工程的電磁輻射問題,加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與治理,便也顯得尤為重要。

表1 110kV變電站工程電磁輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

3 電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用

3.1 電磁輻射主要監(jiān)測(cè)技術(shù)

隨著我國電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行的迅速發(fā)展,輸變電工程建設(shè)也越來越多,這種情況下,使得輸變電工程導(dǎo)致的電磁輻射污染問題也日益嚴(yán)重。為了能有效治理輸變電工程電磁輻射對(duì)環(huán)境造成的影響,前期的電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)必須提高重視。目前對(duì)于輸變電工程電磁輻射的監(jiān)測(cè)主要可分為近場(chǎng)區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)兩類。

(1)近場(chǎng)區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)。近場(chǎng)區(qū)指感應(yīng)場(chǎng)區(qū),針對(duì)電壓低而電流大的場(chǎng)源,感應(yīng)場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要為磁場(chǎng),測(cè)量時(shí)便主要測(cè)量磁場(chǎng);針對(duì)電壓高而電流小的場(chǎng)源,感應(yīng)場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要為電場(chǎng),測(cè)量時(shí)主要測(cè)量電場(chǎng)。近場(chǎng)區(qū)電磁輻射監(jiān)測(cè)重點(diǎn)是作業(yè)人員的工作部位以及設(shè)備的射頻部分。將作業(yè)人員經(jīng)常和主要工作位置為基本測(cè)定區(qū),測(cè)量高度取作業(yè)人員的立姿與坐姿的胸部、腹部、頭部等幾種高度進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量時(shí)需轉(zhuǎn)動(dòng)天線,取測(cè)定點(diǎn)上最強(qiáng)方向的最大值作為測(cè)量值,三維場(chǎng)強(qiáng)儀可以直接讀數(shù)[5]。

(2)遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)。針對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)(輻射場(chǎng)區(qū))電磁輻射的治療,國內(nèi)一般采用北京市安全勞動(dòng)保障所推薦的方法,采用方格法布點(diǎn),進(jìn)行整個(gè)區(qū)域空間場(chǎng)強(qiáng)分布測(cè)量,對(duì)各類主要射頻設(shè)備的電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量多采用“米”字形布點(diǎn),測(cè)量高度一般取2m,進(jìn)行24h或是某段時(shí)間的全天測(cè)量[6]。

3.2 電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)在110kV輸變電工程中的應(yīng)用

以某110kV輸變電工程為例,探討輸變電設(shè)備在運(yùn)行過程中電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策,具體如下幾點(diǎn):

(1)方案確定。對(duì)110kV輸變電工程的實(shí)際情況進(jìn)行考察分析,結(jié)合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及電力標(biāo)準(zhǔn),輸變電站的工頻電磁場(chǎng)、無線電干擾場(chǎng)以及噪聲進(jìn)行監(jiān)測(cè),確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,并選取敏感目標(biāo)。

(2)監(jiān)測(cè)設(shè)備。工程監(jiān)測(cè)主要用監(jiān)測(cè)設(shè)備為:場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀(規(guī)格型號(hào)為PMM8053B)、工頻電磁場(chǎng)探頭(規(guī)格型號(hào)為EHP-50C)、頻譜分析儀(規(guī)格型號(hào)為FSH4)、全向天線(規(guī)格型號(hào)為RSEMF30)。

(3)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。本110kV變電站工程電磁輻射的監(jiān)測(cè),選擇日期在2014年4月,監(jiān)測(cè)時(shí)天氣晴朗,濕度在42～53%之間,溫度在4～12℃之間(天氣情況符合相關(guān)的電磁輻射監(jiān)測(cè)要求)。該工程的工頻電磁場(chǎng)、無線電干擾場(chǎng)以及噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要見表1所示。

(4)輸變電站周圍情況。通過表1的監(jiān)測(cè)情況可見,輸變電站周圍距地面1.5m處的工頻電場(chǎng)與磁場(chǎng)強(qiáng)度,均低于HJ/T24－1998中關(guān)于工頻電場(chǎng)與磁場(chǎng)強(qiáng)度的推薦值,0.5MHz頻率的無線電干擾場(chǎng)強(qiáng)度也低于GB15707-1995中的限值(46dB)。再分析輸變電站工頻磁場(chǎng)衰減趨勢(shì)情況可見,該110kV輸變電站周圍有圍墻阻隔,所以墻外工頻電磁場(chǎng)隨著距離的增大,也逐漸呈衰減趨勢(shì)。

(5)輸電線路情況。該工程的輸電線路斷面選擇在地勢(shì)較為平坦,遠(yuǎn)離建筑物與樹木的地方,且周圍也沒有通訊、廣播線以及其他電力線,可見電磁輻射對(duì)周圍環(huán)境造成的影響不是很大。

(6)敏感目標(biāo)。對(duì)該110kV輸變電工程的整體情況進(jìn)行分析,電磁輻射對(duì)環(huán)境、儀器設(shè)備及人們基本不會(huì)造成影響,但距離輸變電站較近的居民區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校等人口密集區(qū),仍有很多群眾反映意見比較大。通過對(duì)各個(gè)輸變電工程敏感目標(biāo)的監(jiān)測(cè)可見,80%左右的敏感區(qū)電磁輻射強(qiáng)度均低于國家限值,無線電干擾場(chǎng)強(qiáng)也在國家許可范圍內(nèi),但仍有20%左右的區(qū)域由于距輸變電線路較近,工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度也比較大,再加上很多群眾有較大疑慮,一些群眾與110kV輸變電工程存在矛盾。因此,進(jìn)一步加強(qiáng)電磁輻射的防護(hù),做好輸變電工程電磁輻射污染的治理,也是很有必要的。

4 110kV輸變電工程電磁輻射污染的治理對(duì)策

4.1 加強(qiáng)環(huán)境管理

我國已經(jīng)出臺(tái)了一系列關(guān)于輸變電工程建設(shè)的規(guī)范、規(guī)程,例如頒布的《城市電力規(guī)劃規(guī)范》中,就明確規(guī)定:規(guī)劃新建的66kV及以上高壓架空電力線路不得穿越城市中心地區(qū)或重要風(fēng)景旅游區(qū);不得在城市中心地區(qū)、市區(qū)主干道、高層建筑群區(qū)、繁華街道等處建設(shè)。因此,在110kV輸變電工程建設(shè)中,必須嚴(yán)格按照國家已經(jīng)出臺(tái)的法律法規(guī),以及其他規(guī)章制度進(jìn)行。同時(shí),在變電站及輸配電線路投入運(yùn)行后,一定范圍內(nèi)必須裝設(shè)一定的監(jiān)測(cè)裝置,以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電磁輻射超標(biāo)問題,早期采取有效防護(hù)措施進(jìn)行處理。

4.2 做好電磁干擾的消除工作

其一,電壓越高,電暈放電就會(huì)越強(qiáng);導(dǎo)致表面光潔度越高,導(dǎo)線直徑越大,電暈放電便會(huì)越弱。而輸配電工程對(duì)無線電與電氣設(shè)備造成的干擾,主要是指電暈放電引起的干擾。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可見,無線電雜音的強(qiáng)度,受天氣影響較大,通常情況,惡劣的天氣條件下,電網(wǎng)才會(huì)對(duì)距它很近,且信號(hào)很弱的無線電與電視造成干擾。為能有效避免電暈放電引起的干擾問題,在前期設(shè)計(jì)時(shí),便應(yīng)該從導(dǎo)線的選擇與連接方面充分考慮,無論單導(dǎo)線和分裂導(dǎo)線,均應(yīng)該使導(dǎo)線半徑與等值半徑≥引起電暈的半徑[6]。

其二,輸電線路在正常運(yùn)行的情況下,鄰近的與其平行的通信線路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷與輸電電壓成正比,并與輸電線路及通信線路的距離及相互位置有關(guān)。若通信線上的感應(yīng)電壓超過弱電設(shè)備絕緣的擊穿電壓,便會(huì)對(duì)電氣設(shè)備及人身安全造成危害。為能有效消除通信線路的電磁干擾現(xiàn)象,可以將有影響的輸電線與通信信號(hào)線改成電纜,對(duì)輸電線進(jìn)行良好的換位,并裝設(shè)中和變壓器、放電管、屏蔽線等防干擾裝置。

4.3 做好人體健康危害的處理

為避免110kV輸變電工程電磁輻射對(duì)人體造成的影響,在工程建設(shè)時(shí),輸配電線路應(yīng)該盡量避開或遠(yuǎn)離環(huán)境敏感區(qū)、居民區(qū)等人口密集區(qū)域。同時(shí),在線路設(shè)計(jì)當(dāng)中,應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)程執(zhí)行,塔型與塔高的選擇必須標(biāo)準(zhǔn)、合理,以便能盡量減少或降低線路走廊下的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。還應(yīng)該提高導(dǎo)線對(duì)地的高度,并通過雙回路導(dǎo)線逆相布置,高低壓導(dǎo)線架設(shè)等有效措施,降低地面的電磁輻射強(qiáng)度。此外,110kV輸變電工程在運(yùn)行過程中,還應(yīng)該通過局部屏蔽措施,限制工作時(shí)間等措施做好防護(hù)工作,以減少電磁輻射對(duì)人體造成的影響[7-8]。

5 結(jié)語

通過綜合分析可見,我們生活當(dāng)中的電磁波輻射問題已是越來越嚴(yán)重,這對(duì)于人們的身體健康以及周圍環(huán)境都造成了較為嚴(yán)重的影響。而在110kV輸變電工程中所產(chǎn)生的電磁輻射問題也逐漸引起了人們的重視。通過有效的監(jiān)測(cè)技術(shù),對(duì)輸變電工程的電磁輻射進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),同時(shí)針對(duì)電磁輻射污染,及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行治理,減少電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響,從而創(chuàng)造出安全、可靠的電磁輻射環(huán)境。

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