尽量减少输变电工频电场测量中畸变电场影响的测量方法

张召文

（云南省辐射环境监督站，云南昆明650032）

尽量减少输变电工频电场测量中畸变电场影响的测量方法

张召文

（云南省辐射环境监督站，云南昆明650032）

分析了引起输变电工频电场测量中产生畸变电场的因素，提出了测量中减少畸变电场影响的措施。

测量；输变电；工频电场；畸变

1 工频测量中畸变电场的产生

电能是依靠运动的电荷来传递的。而带电或运行中的输变电设施周围存在的电场和磁场正是由其导体上载有的电荷或电荷的运动所产生的。也就是说，电场是电荷周围存在的一种物质形式，电量随时间作50Hz周期变化的电荷产生的电场为工频电场。电场强度在空间任意一点是一个矢量，以V／ m为单位，对交流高压架空送电线路和变电站，电场一般用kV／m表示。在有导电物体介入的情况下，电场在幅值、方向上会改变，或者两者都改变了，从而形成畸变场。同时，由于物体的存在，电场在物体的表面上通常会产生很大的畸变，从而影响电场测量准确度，详见图1。

重庆大学国家重点基础研究计划（973）资助项目（2009CB724506）“均匀场域中工频电场畸变效应分析”研究表明，在均匀电场中探头附近和主电极与副电极之间产生较严重的电场畸变，平均畸变率在27%以上。如果再考虑到测量者的介入，特别是我们关注的敏感建筑物的存在，电场畸变的量还会更大。

图2为人和两种动物在10kV／m电场场强中使电场畸变的情况。

从图2中可看出，由于生物体 （导体）的存在，使得原本10kV／m电场发生了很大的改变。在这样的条件下测得的场强已经和原来的情况发生了大幅度变化。

实际测量中，测量人员和测量仪表也会对原有工频电场产生影响。图3表示了测量人员与测量仪表的距离对测量结果的影响。

图3中，横坐标表示测量人员与测量仪表探头的距离，纵坐标表示仪表读数的变化，图中示出的是仪表对地高度分别为1.0、1.4、1.6m时的测量结果。

很明显，测量人员与测量仪表探头的距离＞2.5m后，读数变化趋于0；而＜2.5m时，读数有很大的变化。

当测量仪表安置在较低位置（如1.4m以下）时，测量人员靠得过近，会使仪表受人体屏蔽，测得电场值偏低；而当测量仪表在较高位置 （甚至由测量人员手持）时，则由于人体导致仪表所在空间电场的集中，往往使测试结果偏高。测量人员手持仪表进行测量是不对的，在极端情况下可能使测得的电场值成倍地偏高。

2 减少畸变电场影响的措施

2.1 一般要求

测量高压架空输电线的电场和磁场强度时，如果测量条件许可，测量点应选在地势平坦，没有树木，没有其他电力线路、通信线路、广播线路的空地上进行，设备应架设在地面上1.5m处。也可根据需要在其他高度测量，但要在报告中注明。

有资料表明，在大湿度下进行工频电场测量，有可能使测量结果比正常结果大数倍。为了避免这种影响，测量时，环境湿度应在80%以下。

2.2 采用足够长的数据光纤，使测量者距离测量设备足够远

前面讨论表明，当测量人员与测量仪表探头的距离＞2.5m，由畸变电场产生的影响较小。现在一些测量设备均配备了较长的数据传输光纤，比如PMM8053系列的工频测量仪，配备有3m的测量数据传输光纤，测量时，测量者通过该光纤在3m外记录数据，可以尽量减少测量者的影响。2.3 测量设备的尺寸和支架材质应合适

当设备介入到电场中测量时，应不使产生电场的边界面上的电荷分布发生明显的畸变。测量探头放入区域的电场应均匀或近似均匀。

另外，架设测量设备的支架的材质也很重要。用金属支架显然是不合适的，木质支架在大湿度环境下也会产生较高畸变电场。相比较而言，塑料材质的支架更合适。

2.4 应特别注意临近物体对测量结果的影响

工频电场特别容易被树木、房屋等物体屏蔽，对测量结果产生影响，如果测量条件许可，应该避开临近物体、建筑等。

在实际工作中，我们会遇到敏感点，如关注的建筑物，距离输电线很近，或者直接被输电线跨越。这些建筑在拆迁范围之外或不属于拆迁范围，但一旦输电线投入运行，其产生的电晕噪声、工频电磁场又会对其产生一定的影响，这时，户主往往会向环保局提出投诉。此时，由于建筑的存在，其工频电场也是畸变的，在这些区域测量时如何布设点位成了关键问题。在这些情况下，谁去测量和评判不是重要的，关键是监测机构要有一个可以执行的统一的测量规范。

实际工作中，我们一般采用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》中规定的方法进行布点和监测。在这个标准中，规定了输电线路下民房内、民房阳台、民房楼顶平台上工频畸变电场的测量方法：

（1）若在民房内测量，应在距离墙壁和其他固定物体1.5m外的区域进行，并测出最大值，作为评价依据。如不能满足上述与墙面距离的要求，则取房屋空间平面中心作为测量点，但测量点与周围固定物体 （如墙壁）间的距离至少1m；

（2）若在民房阳台上测量，当阳台的几何尺寸满足民房内场强测量点布置要求时，阳台上的场强测量方法与民房内场强测量方法相同；若阳台的几何尺寸不满足民房内场强测量点布置要求，则应在阳台中央位置测量；

（3）民房楼顶平台上测量，应在距离周围墙壁和其他固定物体（如护栏）1.5m外的区域内进行，并得出测量最大值。若民房楼顶平台的几何尺寸不能满足此条件，则应在平台中央位置进行测量。

该标准规范了高压交流架空送电线路、变电站产生的工频电场和磁场测量，特别是对居民处工频电场的测量要求、测点的布置、测点与周围环境的相对位置，以及测量人员与测量探头间的距离等做了明确的规定，解决了我国目前关于输变电工程电磁环境测量的混乱局面，对解决由于输变电工程电磁环境引起的纠纷问题具有重要的现实意义。

A Method of Minimizing the Impact of Distorted Electric Field in the Measurement of Power Frequency Electrical Field of Electric Transmission and Transformation

ZHANG Zhao-wen
（Yunnan Provincial Radiation Environmental Supervision Station，Kunming Yunnan 650032 China）

This paper analyzes the factors resulting in the distorted electric field during the measurement of the power frequency electric field of the electrical transmission and transformation，and puts forward the measures to minimize the distortion impact.

measurement；electric transmission and transformation；power frequency electric field；distortion

X837

：A

：1673－9655（2013）02－0142－03

2012－11－01