110kV變電所工頻電磁場強(qiáng)度監(jiān)測實(shí)踐與影響研究

陳彩鳳　楊明昇

摘要：110kV變電所影響周圍環(huán)境的是其感應(yīng)磁場及電場。通過對(duì)比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工頻電磁場測試方法的要求，針對(duì)三種典型變電所的電磁場進(jìn)行監(jiān)測，提出110kV變電所的測試方法及限值選取原則，并基于大量的實(shí)測數(shù)據(jù)，分析變電站工頻電磁場對(duì)環(huán)境影響的現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：110kV變電所；工頻電磁場；強(qiáng)度監(jiān)測；實(shí)測數(shù)據(jù)；環(huán)境影響 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM631 文章編號(hào)：1009-2374（2015）29-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.067

1 概述

變動(dòng)的電場會(huì)產(chǎn)生磁場，變動(dòng)的磁會(huì)產(chǎn)生電場。1831年，英國人法拉第發(fā)現(xiàn)了這一奇妙的現(xiàn)象，后人稱之為法拉第電磁感應(yīng)定律，并利用這個(gè)原理開始發(fā)電，各種用電設(shè)施逐漸出現(xiàn)在人類生活的各個(gè)方面。經(jīng)過一百多年的發(fā)展，電力已經(jīng)成為人類社會(huì)不可缺少的能源之一。由于電能必須經(jīng)過變電所輸送、分配，隨著電能的廣泛應(yīng)用，變電所的數(shù)量逐漸增加，其電壓等級(jí)也不斷提高，使人們居住環(huán)境中的工頻電磁場隨之增大。人類在享受著電力帶來生活改善的同時(shí)，也開始感到憂慮，諸如“電磁污染危害人類健康”“隱形殺手-電磁輻射”等的報(bào)道開始出現(xiàn)在各種媒體中傳播，導(dǎo)致公眾漸漸對(duì)電力電磁現(xiàn)象產(chǎn)生恐懼，甚至達(dá)到談之色變的

情況。

眾所周知，變電所的工作頻率為50Hz（簡稱“工頻”），其周圍的電場與磁場是單獨(dú)存在的，屬于低頻電磁場，通常情況下不會(huì)涉及電磁輻射問題。國際權(quán)威組織在極低頻環(huán)境健康影響領(lǐng)域內(nèi)，也只涉及電場與磁場分析，而不使用“電磁輻射”這一籠統(tǒng)模糊的概念，更沒有任何國際權(quán)威組織會(huì)在該領(lǐng)域誤用“電磁輻射”這一術(shù)語。

2 監(jiān)測實(shí)施

2.1 監(jiān)測儀器

意大利產(chǎn)PMM8053電磁場強(qiáng)度儀、PMMEHP-50A極低頻電場分析器。該儀器通過華東國家計(jì)量測試中心校準(zhǔn)，其計(jì)量性能溯源至國家計(jì)量基準(zhǔn)，并在有效期內(nèi)。

2.2 評(píng)價(jià)依據(jù)

國內(nèi)暫未制定有關(guān)居民區(qū)工頻電場評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可引用國家環(huán)?？偩帧董h(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 輸變電工程》（HJ 24-2014）中規(guī)定的推薦值作為指引標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范中“推薦暫以4kV/m作為居民區(qū)工頻電場評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，推薦暫以應(yīng)用國際輻射保護(hù)協(xié)會(huì)關(guān)于對(duì)公眾全天輻射時(shí)的工頻限值0.1mT作為磁感應(yīng)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”。

3 監(jiān)測過程

3.1 樣本及監(jiān)測點(diǎn)的選取

紹興市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院在電力部門的配合下，選取了三類典型的110kV變電所：戶外布置式變電站、戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站、氣體絕緣（GIS）變電站。額定負(fù)荷均為2×50MVA，高壓進(jìn)出線回路均為2回。測試點(diǎn)分主變、控制室、進(jìn)出線、圍墻外四個(gè)

區(qū)域。

3.2 測量條件

3.2.1 測量距離的選擇：測量高度選1.5m，測量人員離測量傳感器探頭2.5m以上，測量探頭距主變壓器（分高壓側(cè)、低壓側(cè)和兩主變中間）或控制室控制屏外殼1m、2.5m、5m。圍墻內(nèi)進(jìn)出線正下方距圍墻1～2m開始測，向垂直于進(jìn)出線方面每間隔2m測一次，共測4～8點(diǎn)。圍墻外從距圍墻1m開始測，沿進(jìn)出線方向每間隔2m測一次，共測6點(diǎn)。測量讀數(shù)：每1min讀一個(gè)數(shù)，每次測量時(shí)間不小于15s，共測5次，取5次的平均值為測量結(jié)果。

3.2.2 測量點(diǎn)數(shù)量：本次監(jiān)測主變周圍共設(shè)15個(gè)點(diǎn)，圍墻內(nèi)進(jìn)出線周圍各設(shè)8個(gè)點(diǎn)，控制室設(shè)6個(gè)點(diǎn)，圍墻外各設(shè)6個(gè)點(diǎn)。

3.3 監(jiān)測結(jié)果

3.3.1 戶外布置式變電站。主變周圍電場強(qiáng)度最高2.32kV/m，最低0.73kV/m，平均值為1.03kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高23.126uT，最低1.805uT。圍墻內(nèi)進(jìn)出線周圍電場強(qiáng)度最高2.881kV/m，最低0.177kV/m，平均值為0.89kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高18.345uT，最低0.237uT?？刂剖覂?nèi)電場強(qiáng)度最高0.33kV/m，最低0.16kV/m，平均值為0.19kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高0.312uT，最低0.121uT。圍墻外電場強(qiáng)度最高2.22kV/m，最低0.21kV/m，平均值為0.33kV/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度最高2.417uT，最低0.123uT。

3.3.2 戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站。主變周圍電場強(qiáng)度最高1.69kV/m，最低0.70kV/m，平均值為0.95kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高13.124uT，最低1.705uT。圍墻內(nèi)進(jìn)出線周圍電場強(qiáng)度最高1.84kV/m，最低0.176kV/m，平均值為0.89kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高12.410uT，最低0.217uT。控制室內(nèi)電場強(qiáng)度最高0.33kV/m，最低0.15kV/m，平均值為0.18kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高0.315uT，最低0.122uT。圍墻外電場強(qiáng)度最高1.77kV/m，最低0.22kV/m，平均值為0.31kV/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度最高2.417uT，最低0.123uT。

3.3.3 氣體絕緣（GIS）變電站。主變周圍電場強(qiáng)度最高0.88kV/m，最低0.36kV/m，平均值為0.41kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高7.718uT，最低1.705uT。圍墻內(nèi)進(jìn)出線周圍電場強(qiáng)度最高0.84kV/m，最低0.192kV/m，平均值為0.64kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高8.044uT，最低0.236uT?？刂剖覂?nèi)電場強(qiáng)度最高0.32kV/m，最低0.14kV/m，平均值為0.17kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高0.318uT，最低0.120uT。圍墻外電場強(qiáng)度最高0.77kV/m，最低0.20kV/m，平均值為0.29kV/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度最高0.835uT，最低0.123uT。

3.4 結(jié)果分析

3.4.1 戶外布置式變電站圍墻周界處的工頻磁場水平最大不超過3μT。該類變電站周界處較高的磁場水平是由110kV架空進(jìn)線產(chǎn)生的，在現(xiàn)場測得的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度值為23.126μT（110kV架空線與另一路110kV電纜的共同影響）；對(duì)采用110kV電纜進(jìn)線的戶外布置式變電站，在110kV進(jìn)線電纜溝上方實(shí)測得的最大工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度均小于19μT。戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站在主變壓器滿負(fù)荷（2×50MVA）情況下，墻界處的工頻磁場，除進(jìn)線電纜溝上方（由地下電纜產(chǎn)生的磁場）外，均不超過2μT（110kV進(jìn)線電纜溝上方產(chǎn)生的最大工頻磁場水平不超過15μT）。戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站。氣體絕緣（GIS）變電站由于大部分母線都有屏蔽，整個(gè)變電站總體的磁場水平較低。即使在滿負(fù)荷（2×50MVA）運(yùn)行時(shí)，除臨近110kV電纜進(jìn)線部位以外，建筑物外5m距離處的磁場水平不超過1μT（110kV電纜進(jìn)線溝上方最大不超過10μT）。

3.4.2 位于市外的變電站。監(jiān)測表明，該類變電站周圍環(huán)境空曠，電磁場變化趨勢(shì)明顯，變電站外的電磁環(huán)境受進(jìn)出線的影響非常大。就工頻磁場而言，圍墻外工頻磁場小于3μT。

3.4.3 位于市內(nèi)的變電站。圍墻外1m處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一般小于1.25μT。而且由于該類變電站多數(shù)位于市區(qū)，變電站外環(huán)境復(fù)雜，易受進(jìn)出線和路邊10kV或380V電力線路影響，很難看出變電站產(chǎn)生的電磁場的變化趨勢(shì)。

3.4.4 電場強(qiáng)度與變電所種類無關(guān)，只與距離

有關(guān)。

3.4.5 作業(yè)點(diǎn)磁場強(qiáng)度比較。戶外布置式變電站較高，戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站次之，氣體絕緣（GIS）變電站。各類變電所磁場強(qiáng)度依兩主變周圍、進(jìn)出線下、控制室、圍墻外遞減。

4 結(jié)論

（1）三類110kV變電站中，電場強(qiáng)度均小于3kV/m，產(chǎn)生的磁場均低于25μT，屬于合格范圍內(nèi)，比限值低1個(gè)數(shù)量級(jí)以上，而且在距變電所約4～5m處，電磁場已降至環(huán)境背景值；（2）主變、進(jìn)出線上方的電磁場較其他區(qū)域大，所以現(xiàn)場作業(yè)人員在兩主變周圍、進(jìn)出線下方應(yīng)做出相應(yīng)的安全保護(hù)；（3）相同負(fù)荷時(shí)，電磁場從大到小的順序是：戶外布置式變電站、戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站、氣體絕緣（GIS）變電站。

5 結(jié)語

通過現(xiàn)場測試可以看出，變電站外工頻電場和磁場均符合標(biāo)準(zhǔn)限值。報(bào)告建議，在建設(shè)高壓變電站時(shí)，要注意設(shè)計(jì)和布置好架空進(jìn)出線的走向和位置，使之盡量避讓民房。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 輸變電工程（HJ 24-2014）[S].

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[4] 中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則 電磁輻射監(jiān)測儀器和方法（HJ/T 10.2-1996）[S].

作者簡介：陳彩鳳（1968-），紹興市能源檢測院質(zhì)量負(fù)責(zé)人，高級(jí)工程師，研究方向：電能質(zhì)量及節(jié)能。

（責(zé)任編輯：蔣建華）