输变电工程工频电磁场分布特性及防护措施

林海泉，朱郑艳，姜 衍

（温州电力局，浙江 温州 325000）

输变电设备对周边环境的影响主要有电磁辐射、噪声、生态环境、视觉影响等。其中，工频电磁场是电力设施的主要环境影响问题。

1 输变电工程工频电磁场现场监测

近年来，随着城市用电量的增加，110 kV和220 kV输变电设施开始引入城区，对上海、北京等大城市中心地区已建成的输电线路和变电站的测量结果表明，架空高压输电线路下方和户外变电站主变压器1.5 m处的工频电场的场强均不超过3 kV/m，低于国家规定4 kV/m的限值。架空输电线路下方最大工频磁场的磁感应强度均低于30 μT，也低于国家规定100 μT的限值。若采用地下电力电缆和全户内或地下变电站，则地面工频电场的场强基本接近大地电场的场强。

1.1 某220 kV输变电工程现场监测

以温州地区某220 kV输变电工程为例，工频电磁场监测结果见表1。

监测结果表明，该输变电设施周围的工频电磁场强度均低于《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价规范》规定的居民区工频电场评价标准（4 kV/m）和公众全天辐射时的磁感应强度评价标准（100 μT）。输变电设施附近工频电场强度和磁感应强度的大小随测点距离增加而下降，而磁感应强度相对评价标准值普遍较低。

表1 某220 kV输变电工程变电站周围工频电磁场监测结果

1.2 某500 kV输变电工程现场监测

以温州地区某500 kV输变电工程为例，工频电磁场监测结果见表2。

表2 某500 kV输变电工程变电站周围工频电磁场监测结果

监测结果表明，该变电站围墙外80 m范围内，5 m处监测点的工频电场强度最大，电场强度随着距离的增大而衰减；磁感应强度情况类似。输电线路距离边导线5 m处监测点的工频电场强度最大，电场强度随着与边导线距离的增大而衰减；磁感应强度则是线路中间线投影处最大，磁感应强度随着与线路中间线距离的增大而衰减。

2 220 kV与500 kV输变电工程的异同点

220 kV与500 kV输变电工程变电站周围工频电磁场监测结果的异同点对比见图1，图2。

图1 220 kV与500 kV变电站周围工频电场监测结果

220 kV与500 kV变电站周围工频电磁场的监测结果表明，两种电压等级的变电站外电磁场衰减特性一致。

500 kV变电站周围电场强度相对较大。但变电站外磁感应强度主要受变电站负荷（磁感应强度与电流大小有关）影响，500 kV变电站外磁感应强度不一定比220 kV变电站大，且远小于100 μT的现行评价标准限值。

220 kV与500 kV输变电工程输电线路工频电磁场监测结果如图3，图4所示。

图2 220 kV与500 kV变电站周围工频磁场监测结果

图3 220 kV与500 kV输电线路工频电场衰减断面监测结果

图4 220 kV与500 kV输电线路工频磁场衰减断面监测结果

220 kV与500 kV输电线路工频电磁场衰减断面的监测结果表明，两种电压等级的输电线路电磁场衰减特性一致。

监测点的电场强度不仅受输电线路电压等级影响，也与输电线路导线高度密切相关，如图3所示，由于500 kV输电线路离地高度远大于220 kV输电线路，500 kV输电线路下方电场强度反而相对较小。输电线路下方磁感应强度受线路负荷（电流）和线路离地高度的综合影响，但都远小于100 μT的现行评价标准限值。

220 kV与500 kV输变电工程共同特点为：

（1）线路和变电站电场强度都小于4 kV/m，磁场强度远小于100 μT。

（2）磁场强度在离变电站（输电线路）5 m处最大，随距离增加而迅速衰减。

3 工频电磁场的控制措施

为进一步减少输变电工程对环境的影响，输变电工程的建设应按照国家标准，严格执行环保“三同时”制度，做到环境保护设施和主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。并按照法规要求在工程建设前期进行环境影响评价，在工程建设过程中落实各项环境保护要求，工程完工后进行环境保护验收，确保投入正式运行的输变电工程符合标准要求。

（1）变电站选址尽量远离居民区，线路路径尽可能避开沿途村镇、学校，尽量避免或减少线路跨越民房的情况。

（2）经过居民区的路段应在设计规范标准基础上适当提高架设高度，尽量减少电磁感应对周边环境的影响。

（3）定期巡查输电线路和变电站，发现问题及时解决。

（4）合理设计金属附件，如绝缘子、吊夹、均压环、垫片和接头等，设计时应确定合理的外形尺寸，避免出现高电位梯度点。

（5）加工设备的金属附件时要挫圆边角，避免存在尖角和凸出物，金属附件上的保护电镀层应尽量光滑，从而减少电晕、火花放电现象。

（6）安装高压设备时要确保固定螺栓、接头等接触良好，避免因接触不良产生火花放电。

（7）按照《输电线路对电信线路危险和干扰影响防护设计规程》进行工程设计，使输电线路对通信线路的干扰值在容许的标准范围内。

4 结语

电力企业应按照国家环境保护规定要求，落实工频电磁场具体防护措施，使竣工后的输变电工程的电磁场强度满足国家技术规范要求，实现工程建设与环境保护工作的共赢。

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