高壓輸電線路電磁輻射強度影響因素分析及污染防治措施

趙亞平

中圖分類號：TM51 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2016）10-000-01

摘 要 該文綜述了不同影響因素對高壓輸電線路電磁輻射強度的影響，通過介紹不同情況下架空線路產(chǎn)生的電磁輻射對環(huán)境的影響研究成果，在此基礎(chǔ)上提出了輸電線路電磁輻射污染防治措施。

關(guān)鍵詞 高壓輸電線路 電磁輻射 防治措施

隨著城市建設(shè)和經(jīng)濟不斷發(fā)展，社會用電量快速增加，電網(wǎng)建設(shè)急速發(fā)展。高壓輸電線路作為電網(wǎng)的重要組成部分，由于其運行會產(chǎn)生電磁輻射越來越受到人們的關(guān)注。高壓輸電線路的電磁輻射影響主要包括工頻電場強度和工頻磁場強度，工頻電場、磁場是一種極低頻率的電磁場，也是一種準靜態(tài)場，我國目前所有交流輸電線路工作頻率均50Hz，表征工頻電場、工頻磁場的物理量主要有電場強度和磁感應(yīng)強度。影響輸電線路的電磁輻射強度的因素主要包括：電壓等級、線路架設(shè)方式、導線排列相序、導線對地高度以及敏感目標距線路中心線的距離。

一、電壓等級

目前，我國高壓輸電線路的電壓等級主要有500kV、220kV、110kV和66kV 等。研究表明，輸電線路的電磁輻射強度與電壓等級密切相關(guān)，電壓等級越高，輸電線路下方的電磁輻射影響越大。具體表現(xiàn)為：500kV線路線下電場強度范圍為5.0～10.0kV/m，220kV線路線下為2.5～6.0kV/m，110kV線路線下為0.1～1.5 kV/m。這主要是因為工頻電磁場是高壓輸電線路附近產(chǎn)生的感應(yīng)電場和感應(yīng)磁場，電壓等級越高，通過導線的電流就越大，產(chǎn)生的工頻電磁場就越大。

二、線路架設(shè)方式及影響

輸電線路的架設(shè)方式主要有單回水平架設(shè)、單回三角架設(shè)、同塔雙回架設(shè)、同塔四回架設(shè)。不同的架設(shè)方式輸電線路產(chǎn)生的電磁輻射影響也不相同。張瑞菊等人對不同電壓等級和不同架設(shè)方式高壓輸電線路進行了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明，工頻電場強度和磁感應(yīng)強度的變化趨勢為雙回500kV>雙回220kV>單回500kV>單回220kV>單回110kV。周揚通過理論計算研究220kV高壓線電磁輻射水平，研究結(jié)果也表明雙回220kV線下工頻電場和工頻磁場強度均比單回路的影響大。田金虎等人通過建立了超高壓輸電線路工頻電場三維仿真計算模型，研究了超高壓輸電線路工頻電場分布，研究表明單回路架設(shè)時，正三角布設(shè)時電場強度最大；水平布設(shè)時次之，倒三角布設(shè)時最小，布置方式為倒三角時導線下方距離地面 1.5m處的最大工頻電場強度為3.8959kV/m，比布置方式為正三角、水平布設(shè)時降低了25.90%和22.32%。雙回路架設(shè)中導線架設(shè)又可分為同相序架設(shè)和逆相序架設(shè)。導線相序的不同排列同樣對輸電線路的電磁輻射有一定影響。

三、架空線路對地高度

輸電線路導線對地高度也是影響輸電線路電磁輻射強度的一個重要因素。田金虎等通過理論計算分析表明500kV輸電線路下方地面附近工頻電場強度隨著輸電線對地高度的增大而降低，輸電線對地高度由20m逐漸增大到35m，每增高3m時，線路下方距離地面1.5m處最大工頻電場強度依次降低了32.52%、27.89%、24.54%、21.95%和19.84%；當輸電線對地高度大于26m 時線路下方距離地面1.5 m處的最大工頻電場強度小于評價標準4000V/m，隨著輸電線高度的增大，地面1.5m處電場強度降低幅度越來越小，逐漸趨于平緩。周揚通過對220kV雙回線路的理論計算也得出隨著線路對地高度的增加，線路下距地面1.5m處的工頻電場呈變小趨勢，且當線路對地高度大于一定距離時，線路下地面1. 5 m處的工頻電場小于評價標準4 000V /m。

四、距線路中心線的水平距離

由實際工作中相關(guān)經(jīng)驗可知，輸電線路運行時對線路中心線外不同距離的敏感目標的工頻電場和工頻磁場各不相同。由此可見，距線路中心線的水平距離對輸電線路的電磁輻射強度有一定影響。另外，已有研究通過現(xiàn)場監(jiān)測和理論計算研究也表明，220kV和500kV輸電線路電磁場衰減特性一致，即輸電線路的電磁輻射強度最大值一般出現(xiàn)在輸電線路邊導線下或邊導線外5m內(nèi)，且隨著距線路邊導線距離的增加而逐漸降低，在邊導線外一定距離接近天然本底水平，并逐漸趨于平緩。這主要是因為輸電線路的感應(yīng)電流隨距離增加而減小，故輸電線路的工頻電磁場隨著距離增加而降低。

五、電磁輻射防治措施

基于上述研究結(jié)果，為進一步減少輸電線路對環(huán)境的電磁輻射影響，提出以下污染防治措施建議：（1）合理規(guī)劃地區(qū)不同電壓等級電網(wǎng)建設(shè)，高電壓等級線路盡量遠離城市建成區(qū)，低電壓線路路徑選擇時也應(yīng)盡量遠離居民住宅區(qū)；（2）綜合考慮線路的架設(shè)方式，單回路線路盡量采用水平架設(shè)或倒三角架設(shè)，雙回路線路導線盡量采用逆相序架設(shè)；（3）經(jīng)過居民集中居住區(qū)時在符合設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上應(yīng)適當提高導線對地高度以降低電磁輻射強度；（4）對已建輸電線路劃定防護區(qū)，禁止在防護區(qū)內(nèi)建設(shè)搭建民房；（5）定期對輸電線路進行巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

隨著電網(wǎng)不斷擴大，隨之而來的電磁輻射污染也日趨嚴重。輸電線路的電壓等級、導線架設(shè)方式、導線高度和距線路的水平距離與輸電線路的電磁輻射強度密切相關(guān)，因此在輸電線路設(shè)計和建設(shè)時要充分考慮這些影響因素，采取必要的措施以降低輸電線路電磁輻射污染影響。

參考文獻：

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