东莞市某500 kV变电站及输电线路

谭晓辉+胡荣光+邓镓杰

摘要：以东莞市某500 kV变电站及输电线路为研究对象，通过全方位现场监测及数据分析，根据《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）中规定的标准限值进行了综合评定。探究了500 kV变电站的工频电磁场水平和日内变化规律，为让公众进一步了解和认识输变电工程的电磁场辐射水平和对人体健康的影响，及为变电站的建设及规划提供科学的参考依据。

关键词：500 kV变电站；输电线路；工频电场；工频磁场；变化规律

1 引言

随着人们对生态文明质量要求的不断提高，群众对变电站和高压输送线路环境影响问题忧虑甚多，导致电磁辐射类的投诉日益增多，甚至影响电力建设和社会公共秩序的稳定。为探知工频电磁场环境辐射水平，解决公众疑虑，保障公众健康，开展变电站和高压输电线路工频电磁场监测。研究选取一个典型500kV变电站及输电线路，结合变电站运行工况，监测变电站周边，变电站内典型点位及输电线路的工频电磁场水平，根据工频电磁场监测结果，分析归纳500kV变电站及输电线路的工频电磁场水平和日内变化规律。

2 研究区概况

东莞市位于广东省中南部，珠江口东岸，距离大亚湾核电站约100 km，距阳江核电站约250 km，制造业实力雄厚，产业体系齐全，是全球最大的制造业基地之一，2015年用电量约660亿kW·h时，截至2015年6月已建成变电站160座。预计到2016年底前，东莞市变电站数量可达187座，建设配网项目3000多个[1]。

3 调查监测方法

3.1 调查对象

选取的变电站主变压器有5台（其中500 kV变压器4台，220 kV变压器1台），总容量为3000 MVA。站内有500 kV、220 kV、35 kV三个电压等级，连接方式为3/2接线方式（320 kV）、双母线双分段（220 kV）、单母线（35 kV）。500 kV系统出线有8回，220 kV系统出线有12回。变电站四周围墙高3 m，东侧是果园，南侧是道路，西侧是农田菜地，北侧是山地果园。距变电站较近的环境敏感保护目标为南面1 km处的居民区及西面1.5 km处的工厂企业。选定的输电线路监测点距变电站约3.5 km，为500 kV同塔双回线路，周围空旷，无大型建筑物、树木等遮挡，两杆塔间导线档距中央弧垂最低位置的对地高度为15 m，衰减断面沿新建道路并垂直于输电线路方向进行。

综上所述，变电站及输电线路的环境干扰因素少，符合研究条件。研究对象主要对变电站外周边、站内典型点位及输电线路的工频电磁场水平进行布点监测。

3.2 调查监测仪器

监测调查使用了2台同品牌同型号的监测仪器，在同一位置、同一高度的情况下，进行了比对校准，校准后开展监测点位瞬时及24 h连续同步监测。仪器信息及比对情况（表1）。

3.3 方法与标准

《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）；

《辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器及方法》（HJ/T10.2-1996）；

《交流输变电电磁环境监测方法》（HJ681-2013）；

《环境影响评价技术导则输变电工程》（HJ24-2014）；

《高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法》（DL/T988-2005）。

3.4 点位布设和监测要求

调查研究选取三种类型点位进行布点监测：①在变电站外四周设置14个环境监测点位，并综合电磁场水平较高点，选取衰减监测点，布设10个电磁场衰减监测点，开展瞬时巡测；②在变电站内选取2个典型点位（#4主变旁220 kV出线下方和500 kV某乙线下方）进行同步24 h连续监测；③在变电站输出线路中，选取一条500 kV送电线路，在两杆塔间导线档距中央弧垂最低位置的横截面方向上距离边导线分别对地投影处0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 m处共布设11個监测点，开展瞬时监测。上述每个监测点连续测量6次， 每次测量时间15 s，记录和计算6个测量数据的平均值作为该点的监测结果。

4 结果与分析

4.1 变电站外周边点位工频电磁场水平

4.1.1 变电站外四周环境点位工频电磁场水平

通过监测共获得监测数据84个，经统计分析，变电站周边环境点位工频电磁场总体水平较低，单个测点的工频电场的最大值为0.8860 kV/m，工频磁场的最大值为3.3013 μT，监测结果最大值远低于标准限值（表2）。

4.1.2 变电站外衰减点位工频电磁场水平

综合变电站外四周环境点位的电场和磁场水平监测数据，西侧围墙外监测值水平相对较高，设置电磁场衰减监测点。从实测监测数据结果显示，随着距离的增大，工频电场水平先增高后降低，约在20 m处出现峰值后，工频电场水平呈下降趋势（图1）；在5 m处，工频电场为0.3877 kV/m，工频磁场为0.4617 μT；到50 m处，工频电场衰减至0.1978 kV/m，工频磁场衰减至0.1018 μT。工频电场最大值出现在西墙外20 m点位处，为0.7211 kV/m；工频磁场最大值是西墙外5m处的0.4617 μT（图2）。

4.2 变电站内典型点位工频电磁场水平

2个典型点位的24 h连续监测共获得监测数据约1.4万个，结果统计显示，工频电磁场水平起伏大致可分为4个阶段，第一阶段为凌晨0∶00～8∶00，第二阶段为9∶00～13∶00，第三阶段为14∶00～19∶00，第四阶段为20∶00～23∶00，两个典型点位的工频磁场水平最高点均出现在14∶00～19∶00时段，最低出现在0∶00～8∶00时段（图3）。纵观变电站当天工况可知，工频磁场水平与用电负荷变化趋势较为一致（图4）。主变和某乙线24 h工频磁场监测值水平分布，较大值均占约10%（图5）。

4.3 輸电线路工频电磁场水平

从监测结果显示，随着边导线投影距离增大，工频电场和工频磁场的水平均显著下降。工频电场最大值为5 m处点位的8.1172 kV/m，已接近国家标准限值（10 kV/m），到10 m处后迅速降到50%以下；工频磁场的最大值为输电线路乙线下方点位的3.3013 μT（图6、图7）。

5 结论与建议

（1）此次监测变电站外周边环境点位工频电场强度和磁场强度总体水平较低，远远低于标准限值。电磁场强度总体上随着距离的增大而降低，实测中工频电场水平是先增高后降低，最大峰值出现在20 m处；工频磁场水平呈单一下降趋势[2～6]。实测中电场水平先增后降的原因是变电站围墙的屏蔽，在距围墙5 m、10 m和15 m处点位会因为围墙的屏蔽使电场水平变小，距离围墙越近受到的屏蔽影响越大，而从20 m处开始，围墙的影响基本消除，从而呈现出正常的衰减趋势。由此可见围墙的建设对工频电场具有屏蔽作用，围墙越高影响范围越大，规划部门可参考研究结果，进一步研究电站围墙高度建设的规范，以达到控制电磁场水平对外环境的影响。

（2）总体而言，变电站内两个典型点位的工频磁场水平在工况稳定的情况下日内波动不大，监测值也远低于《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）中规定的工频磁场标准限值。在用电需求较高、负荷较大的时段，工频磁场强度也相应较高，两者具有一致性。

（3）根据输电线路监测结果显示，随着距边导线投影距离增大，工频电场和工频磁场的水平均显著下降[7～9]。监测结果虽没超出国家标准限值，但工频电场强度最大值已接近国家标准限值。因此要严格控制高压输电线路下的工频电磁场强度值，高压输变电工程从设计、建设到运行都应该严格按照有关规范和规程，高压输变电工程对途经的环境敏感点的安全防护距离应留有足够安全裕度[10]。

（4）当前公众对变电站辐射的认识存在误区，市民关于此类问题的科学知识的普及和宣传工作不到位有关[11]。调查研究显示变电站内及周边敏感点位的电磁场水平远远低于相关标准限值。今后，媒体、电力、环保等部门还需加强对民众有关变电站及输电线路辐射问题的科学解释和正确引导。

参考文献：

[1]东莞市人民政府.关于加快东莞市电网规划建设的意见（东府办[2015]41号）[R].东莞：东莞市人民政府，2015.

[2]聂云峰，陈伯良，彭仁和，等.变电站及附近工频电磁场分布调查[J].中国职业医学，2007，34（4）：346～347.

[3]李 晔.银川东750kV变电站电磁环境测试与分析 [J].宁夏电力，2008（6）：17～20.

[4]郎 燕，尹 艳. 南充500kV变电站工频电磁场强度监测结果分析 [J]. 工业卫生与职业病， 2010， 36（2） ： 107～110.

[5]于丽新，李 超，杜 佳， 等. 辽宁省某典型500kV变电站电磁污染分布特性研究 [J].环境科学与技术， 2013， 36（6L） ： 90～116.

[6]蒋 昕. 广州城市电网工频电磁环境影响分析及建议[J]. 环境科学与管理， 2011， 36（2） ： 164～171.

[7]金玉琪，史兴华，朱洪亮， 等. 杭州地区环境工频电磁场现状分析 [J]. 环境与职业医学， 2010， 27（10） ： 597～601.

[8]王 慧. 青海省超高压输电线路电磁环境影响因素分析 [J].青海环境， 2012， 22（4） ： 162～167.

[9]蔡秋帆，徐 勇，邓 青， 等. 500kV输变电线周边工频电磁场强度调查 [J].公共卫生与预防医学， 2010， 21（4）：34～36.

[10]李锦林，郑丝雨，何志辉.广州市部分高压输变电工程电磁辐射环境影响分析[J]. 中国辐射卫生， 2012， 21（2）：205～206.

[11]魏前虎，邓世聪.深圳地区220kV输电线路工频电磁场效应问题[J].南方电网技术， 2008， 2（5）：73～75.

Investigation on the Electromagnetic Field Intensity for

a 500kv Substation and the Transmission Line in Dongguan City

Tan Xiaohui， Hu Rongguang， Deng Jiajie

（Dongguan Environmental Monitoring Central Station， Dongguan，Guangdong 523009， China）

Abstract： Taking a 500kv substation and the transmission line in Dongguan City as the research object， according to thespecified standard limited valueControlling limits for electromagnetic environmenr（GB8702-2014）， through the real-time monitoring recordof multidimensional and data analysis，we conducted the comprehensive evaluation. Describing and explaining the level of the power frequency electromagnetic field intensity and intra-day change rule of 500KV substation， we hoped to allow the public to further understandthe electromagnetic field intensity for the transmission and transformation project and effects on human medical health.as well as providing scientific reference basis for the planning and construction of substation.

Key words： 500kv substation； transmission line； electric field； magnetic field； change rule