甘肃地区750 kV变电站内电磁环境分析研究

姜 梅，李炜，高世刚，李小娟，马少谦

(甘肃电力科学研究院，甘肃兰州 730050)

甘肃地区750 kV变电站内电磁环境分析研究

姜 梅，李炜，高世刚，李小娟，马少谦

(甘肃电力科学研究院，甘肃兰州 730050)

通过对甘肃境内750kV变电站正常投运时产生的工频电磁场强度、可听噪声现状监测数据的统计分析，了解掌握了750kV变电站(包括设备区、主控室)的电磁环境影响水平，为750kV变电站的设计、运行、电磁环境管理以及运行人员劳动防护提供可靠的数据基础和理论依据。

750kV变电站;工频电磁场;可听噪声

0 引言

随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，电力输变电设施的建设正在向大容量、高电压等级的方向发展。近年来，为实现“西电东送、南北互供、全国联网”和建立坚强的西北电网，750kV输变电工程在西北四省区不断增加。2010年底，甘肃河西750kV输变电工程投产，实现西北主网与新疆电网联网目标，西北电网750kV骨干网架结构更加完善。目前，甘肃境内已经投运7座750kV变电站。为了了解其工频电磁场分布状况和整体水平，本文对甘肃境内已运行的7座750kV变电站设备区和主控室的电磁环境进行测量分析，其结果可为今后同等级以及更高电压等级变电站的合理规划、设计、管理和运行提供科学依据。

1 测点布置、测试项目与测量方法

1.1 测点布置和测试项目

为了全面了解甘肃境内750kV变电站的电磁环境影响水平，选定了已投入运行的7座750kV变电站进行电磁环境监测。

750kV设备区测点布置:选择巡检路线和电气设备(刀闸、断路器、开关、避雷器、PT、电抗器和主变)下进行工频电磁场强度、可听噪声测试。750kV变电站主控室内测点布置:在750kV变电站主控室中央布点，进行工频电磁场强度、可听噪声测试。

1.2 测量方法、仪器与标准

1.2.1 测量方法

根据文献［1］、［2］中规定的方法，采取方格布点，将7座变电站内750kV设备区划分为5m×5m方格形子区，每个网格交叉点为测量点。

使用PMM8053工频电磁场测试仪进行工频电场强度、工频磁感应强度测试。测试仪用绝缘支架支撑，中心距地1.5m，测试人员离探头不小于2m远，尽量减小人体对所测点电场强度的影响。根据文献［3］中规定的方法，使用AWA6270+型声级计对各测点进行1min等效连续A声级测量。

1.2.2 测量仪器

PMM8053工频电磁场测试仪频率范围5Hz～100kHz，电场量程 0.001V/m ～ 100kV/m，分辨率0.001V/m;磁感应强度 1nT ～10mT，分辨率 1nT。AWA6270+型声级计频率范围10Hz～20kHz，量程10～130dB(A)，仪器准确度为 ±0.1dB(A)。

1.3 评价标准

(1)对于送电线路和变电站的电磁环境保护，我国已有相关的国家标准和行业标准［4］。《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24－1998)推荐以4kV/m作为居民区工频电场强度评价标准，以100μT作为公众全天辐射时的工频磁感应强度限值。变电站设备区内常以《作业场所工频电场卫生标准》(GB 16203－1996)中规定8h最高容许量5kV/m作为作业场所工频电场强度评价标准，以文献［1］中规定的100μT作为工频磁感应强度评价标准。

(2)设备区及主控室内可听噪声按《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ 87－85)中的规定分别执行90dB(A)及 60dB(A)的噪声限值［8］。

2 测试结果与分析

2.1 750kV变电站设备区电磁环境分析

2.1.1 750kV变电站设备区电磁测试结果

甘肃省境内已运行的7座750kV变电站中，变电站A和变电站D一次设备选用了GIS组合电器，其余5座均为常规的敞开式空气绝缘开关设备。

GIS是SF6气体绝缘金属封闭组合电器的简称，它把断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器和连接件、电缆终端、进出线套管等元件，经优化组合，直接连接在一起，并封闭于一个金属壳体中，其内充入SF6气体。由于其接地金属外壳的屏蔽作用，较常规的敞开式空气绝缘开关设备(AIS)产生的工频电磁场明显减小，可大大降低对运行人员的影响。

750kV设备区内的工频磁感应强度和可听噪声监测数据统计对比分析结果详见表1。

表1 750kV变电站设备区磁场强度和可听噪声数据

2.1.2 750kV变电站设备区电磁场现状分析

以文献［1］中规定的作业场所工频磁感应强度100μT作为评价标准，从表1可知，7座750kV变电站750kV设备区内的工频磁感应强度均远低于100μT国家标准限值要求。

以文献［5］中规定的作业场所工频电场8h最高容许量5kV/m作为设备区工频电场强度的评价标准，为便于比较，将电场强度分为﹤3kV/m，3～5kV/m，5～8kV/m，8～10kV/m，＞10kV/m 五档，统计结果见表2及图1。

表2 750kV变电站设备区工频电场强度监测数据对比分析

从表2可知，所测5座常规敞开式设计的变电站电场强度超过5kV/m的超标测试点较多，这些超标点多分布在刀闸、开关、PT、避雷器等电气设备及其连接线附近区域内。但随着远离这些区域，场强值会迅速降低。由于密集的电气设备三相间的叠加作用，使更为靠近巡视走廊的外侧相(A、C相)较中间相(B相)产生的工频电磁场大。后期设计、建成的变电站F和变电站G注意到了这一点，加高了刀闸、开关、PT、避雷器等电气设备带电部位的对地距离，在有条件的地方加大了这些设备的间距，大大减少了高工频电场(﹥8kV/m)区域的出现。

采用GIS750kV变电站A、D，由于GIS套管对刀闸、开关、PT、避雷器等电气设备及其连接线的屏蔽作用，设备区中﹤3kV/m的低场强区域所占比例大大增多，但仍然在母线、线路出线等未使用GIS套管的区域出现﹥5kV/m的超标点。

图1 750kV变电站设备区工频电场强度测试结果

2.1.3 750kV变电站设备区可听噪声现状分析

变电站内噪声主要是变压器、电抗器运行时产生的电磁噪声和机械噪声。电磁噪声主要是由硅钢片的磁致伸缩和绕组中的电磁力引起的，机械噪声则是设备振动、冷却风扇运转引起的。变压器、电抗器的本体振动产生的噪声是不稳定的，其主频段噪声为低频噪声。空载或运行功率低时，噪声水平也较低;满负荷运行时噪声级较高，低频噪声可以传递很远，并难以消除。而冷却风扇产生的噪声为高频噪声，衰减较快。带电构架下的噪声远小于主变压器和电抗器噪声，其测量结果会受到主变压器和电抗器噪声的影响［7］。

从表1可知，所测试的7座750kV变电站750kV设备区的可听噪声在44.8～79.7dB(A)范围内，最大值一般出现在主变压器冷却风扇侧和电抗器处。满足文献《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ 87 －85)中规定的噪声限值［8］。

2.2 750kV变电站主控室电磁环境分析

甘肃省境内的4座750kV变电站的主控室工频电磁场强度和可听噪声监测数据见表3。

表3 750kV变电站主控室电磁场和可听噪声结果

表3中数据显示，4座750kV变电站的主控室内的工频电磁场强度远远小于相应的4kV/m、100μT的国家标准要求。主控室内可听噪声监测值在40.5～44.6dB(A)，满足 GBJ 87－85中规定的噪声限值［8］。因此，750kV变电站主控室内电磁环境良好，对运行人员影响不大。

3 建议

(1)合理规划工作、巡检时间，尽量减少作业人员在强工频电磁场区域的工作时间和工作次数，尽量减少非作业停留时间。

(2)变电站内电磁防护应以个体防护为主，对在高工频电场强度电气设备下工作的检修人员及巡检人员应配以防护服和防护头盔。防护用品一般用金属丝布、金属膜布和金属网等制作。

(3)根据电磁场强度随距离的增加而衰减的原理，尽可能采用自动化设备进行远距离操作，使作业人员远离电磁污染源。

(4)在保证安全的情况下，在变电站及周围种植树木，利用树木对电磁场进行吸收防护。在保证工作正常进行情况下，建议利用区域屏蔽的原理，在变电站电磁场超标区域内检修人员久留的地方增设简易的屏蔽装置，将电磁场强度控制在安全范围内。

(5)新、扩、改建变电站在设计时应选择低电磁场强方案，选择低噪设备。

(6)定期监测高压电气设备，在电磁场强度超标区域悬挂标识牌，提醒作业人员注意。

［1］DL/T 799.7 －2002，电力行业劳动环境检测技术规范.［S］.

［2］DL/T 988－2005，高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法［S］.

［3］GB 22075－2008，高压直流换流站的可听噪声［S］.

［4］HJ/T 24－1998，500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范［S］.

［5］GB 16203－1996，作业场所工频电场卫生标准［S］.

［6］GB 12348－2008，工业企业厂界环境噪声排放标准［S］.

［7］张志强，靳健龙，李振海，等.河北省南部电网输变电工程可听噪声测量与分析［J］.河北电力技术，2009，28(2):29 －31.

［8］GBJ 87－85，工业企业噪声控制设计规范［S］.

Study on the electromagnetic environment level of 750 kV substation in Gansu territory

Through the statistical analysis of the monitoring data of 750kV substation frequency electromagnetic fields intensity，audible noise within the normal operation，in Gansu territory，the electromagnetic environment influence level of 750kV substation are researched，which including equipment area，control room.It provides the reliable data basis and theoretical basis for 750kV substation design，operation，electromagnetic environment management and operation people labor protection in the future.

750kV substation;frequency electromagnetic field;audible noise

X591

B

1674－8069(2012)02－004－03

2011-11-22;

2012-03-02

姜梅(1969-)，女，山东福山人，高级工程师，主要从事环境监测、环境影响评价、火电机组环保设施调试及电网环境保护监督管理。E－mail:jm3479@126.com