高压输电线路电磁环境影响浅析

朱雅琼

（云南省环境科学研究院，云南昆明650034）

电能不仅能满足人们日常生活的需要，更能推动社会经济的发展。而电网即是将电能输送到各用电点的工具，因此电网建设的重要性不言而喻，电网改造与建设也是国家产业政策中鼓励类项目。我国高压电力网系统呈500kV—220kV（300kV）—110kV—35kV—10kV系列，500kV架空输电线功能为远距离输送电能及特大城市周边环线网，而城乡交界处多分布为220kV／110kV高压架空输电线走廊［1］。另一方面，人们的环保意识和维权意识日益增强，对电磁环境的诉求也越来越高，导致出现对输变电工程的抵制情绪。为更好地了解高压输电线路周围的电磁环境，本文结合输变电工程环境影响评价实例，参照相应的国家标准，客观阐述高压输电线路周围电场和磁场的电磁环境影响程度。

1 电磁环境

1.1 工频电场

我国电力系统所加电压为工频交变电压，所以导线就带有低频的交变电荷，同时在导线与大地之间形成低频电场，即工频电场。电场强度用沿某方向单位距离内的电位差 （“电压”）度量，计量单位为每米的伏特数（V／m）。

1.2 工频磁场

当输电线路流有工频电流，则在载流导体周围感应出工频磁场，表征磁场能力的物理量为磁场强度，而同样大小的磁场强度在周围空间中产生的相应感应强度取决于周围空间介质的磁导率。在做磁场环境影响分析时，一般采用磁感应强度作为评价指标，计量单位为特斯拉 （T）。

1.3 环境影响评价

我国电力系统的电源工作频率 （简称工频）为50Hz，在临近输电线路或电力设施的周围环境中产生工频电场与工频磁场，它们属于低频感应场，其波长达6000km，相对于如此长的“波”而言，输电线路本身的长度远远不足以构成有效的“发射天线”，从而不能形成有效的辐射。目前，我国对高压输电线路电磁环境的评价参照《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）居民区工频电场限值和磁感应强度限值，即居民区工频电场强度≤4kV／m，磁感应强度≤0.1mT。

2 电磁环境的理论计算

2.1 工频电场强度计算

交流输电线路的电场强度采用等效电荷法进行计算，计算分两步进行：

（1）由输电线路的电压和电位系数矩阵，计算单位长度导线上的电荷。

（2）计算由这些电荷产生的电场。在计算时，一般认为输电线路是无限长平行于地面的，且把地面视为良导体。计算多导线线路中单位到线上的等效电荷Q，是通过电压U和麦克斯韦点位系数λ求解。

［Q］＝［λ］［U］

导线对地高度通常取最大弧垂时导线的最小对地高度。对分裂导线的情况，可以用等效的单根导线代替。

2.2 工频磁感应强度计算

磁感应强度采用镜像法计算，基本原理是将大地的影响等效成为地下一等值反向电流所产生的影响，其镜像深度d近似可取。

式中：ρ为大地电阻率，Ω·m；f为频率，Hz。

如果取大地电阻率50Ω·m，则d远远大于导线距地面的距离，所以，忽略它的镜像进行计算。

磁感场强度的计算公式为：

3 理论计算与实际监测对比分析

本研究结合220kV七果Ⅰ、Ⅱ回线路进行对比分析，该线路为同塔双回架空建设，从500kV七甸变电站出线，接入220kV果林变电站。

表1 220kV七果同塔双回线工频电场强度、磁感应强度

从现场监测和理论计算的结果看，220kV同塔双回架空线路的电场强度在距离边导10m范围以内，理论计算值远大于现场监测值；在距离边导10m范围外，理论计算值与现场监测值基本吻合。由于建筑和树木对电场有很强的屏蔽作用［2，3］，现场监测的电场强度值已经受到周围植被的削减，监测点位的实际电场强度值小于理论计算值。从现场监测情况看，220kV同塔双回架空线路周围的电场强度最大值为0.81kV／m，远小于国家限值4kV／m的标准要求。

磁感应强度的理论计算值与现场监测值相差不大，随着距离加大变化趋势大致相同，但并不完全一致。这是由于生活中常见的材料或物体，如木材、砖瓦、石块、水泥等材料或人体、墙壁、树木等物体的磁导率与空气差别很小，磁力线基本上不因上述物体或材料的存在而产生畸变或削弱［4］。而高压输电线路中的磁感应强度与线路电流有关，实际的磁感应强度也随用电负荷的变化产生一系列不稳定值［5］。从理论计算和现场监测结果来看，220kV同塔双回架空线路周围的磁感强度远远小于国家限值0.1mT的标准要求。

4 结论

与人们生活距离较近的高压线主要是110／220kV架空线路，从实际的电磁场强度来看，110／220kV高压输电线路工频辐射能量非常小，完全没有必要造成恐慌。目前，高压送电线路在施工时必须严格遵照相应的技术规范，同时国内外有关专家、学者正着力研究高压输电线路电磁屏蔽材料和方法，并逐步运用于实践。因此，110／220kV架空线路不会对公众生活带来不利影响。

［1］王毅，刘嘉林，麻桂荣.高压架空输电线走廊周边楼房电磁环境研究［J］.城市管理与科技，2005，7（3）：110－112.

［2］梁保英，高升宇，尤一安，等.高压输变电设备电磁辐射环境影响分析［J］.电力环境保护，2000，16（3）：57－59.

［3］吴健，吕平海，张格红，等.建筑物对高压输电线路工频电磁场屏蔽效果分析［J］.华东电力，2010，38（8）：1217－1219.

［4］邬雄，万保权.输变电工程的电磁环境 ［M］.北京：中国电力出版社，2009.

［5］王群，李永卿，陈静，等.110kV高压输电线路电磁场分析及评价［J］.北京工业大学学报，2005，31（3）：308－312.