地面架设气体绝缘输电线路运行期电磁环境影响预测

邓学群，张 悦，汤翠萍

（1.江苏辐环环境科技有限公司，江苏 南京 210019；2.盐城市计量测试所，江苏 盐城 224005）

气体绝缘输电线路（Gas-Insulated Transmission Line，简称GIL）是一种采用SF6或其他气体绝缘，外壳与导体同轴布置的高电压、大电流电力传输设备[1-2]。其相较于传统的架空输电线路或地下电缆输电线路，具有不受恶劣气候和特殊地形等环境因素影响、有效利用空间资源、减少电磁环境影响、增大载流量以及故障率低、维护方便，更能够实现高压输电线路与人和自然和谐相处等优点[3]。GIL 的敷设方式灵活多变，主要包括管廊敷设、地面架设、直埋敷设和隧道敷设等[4]。

随着经济社会的发展，人民生活水平的日益提高，加之社会对电磁环境影响的日益关注，对市容市貌要求的不断提高，高压输电线路走廊已经成为制约电力发展的稀缺资源[5]。尤其是在人口密集的大城市，随着用电量不断增长，高压输电线路的数量亦不断增长，采用架空线路的输电方式正面临诸如环保投诉不断增长、景观上与区域定位不和谐、规划审批困难等因素的影响，而采用地下电缆输电则面临载流量低、故障率高和最高运行电压的限制。因此为打造“国家电网首条500 kV 气体绝缘金属封闭输电线路、创城市输电示范项目、建电力管廊精品工程”，江苏某地拟投资建设500 kV 地面架设GIL。通过对江苏某地500 kV 地面架设GIL 运行期产生的电磁环境影响进行预测与分析，有助于公众和线路沿线居民对地面架设GIL 运行期产生的电磁环境影响有更好的认识和了解，减少因高压输电线路产生的环保投诉，建设资源节约型、环境友好型社会。

1 电磁环境影响预测

1.1 建设规模和主要技术参数

江苏某地新建500 kV 单回地面架设GIL，采用在地面上布置支架进行敷设，GIL 支架高度为0.5 m，沿GIL 路径走向新建GIL 廊道（宽约12 m），廊道两侧采用3.0 m 高实体围墙与外界进行分割。GIL 采用三相分体式、相间距离为1.0 m、额定电压为550 kV、额定电流为4 000 A，本工程GIL 支架示意图如图1 所示，GIL剖面结构示意图如图2 所示，主要技术参数详见表1。

图1 本工程GIL 支架示意图

图2 GIL 剖面结构示意图

表1 GIL 主要技术参数

1.2 预测因子

预测因子为工频电场、工频磁场。

1.3 预测模式

参照HJ 24—2020《环境影响评价技术导则 输变电》附录C 和附录D 中的高压交流架空输电线路下空间工频电场强度和工频磁场强度的计算模式进行。

1.4 预测参数（见表2）

表2 GIL 电磁环境影响主要预测参数

1.5 评价标准

工频电场、工频磁场执行GB 8702—2014《电磁环境控制限值》，通过表1 可计算出公众曝露控制限值，即工频电场限值为4 000 V/m；工频磁场限值为100 μT。

2 预测结果与分析

2.1 工频电场

根据地面架设GIL 剖面结构示意图可知，其与常规的架空线路不同，本工程GIL 的导线外部还存在铝质金属外壳，并且壳体已做了接地处理。从静电屏蔽的原理分析：当GIL 内部的导线有电流通过时，外壳的内表面会感应出异号电荷，其外表面相应的带有同号电荷；由于外壳接地，则外壳外表面的同号电荷会进入大地，使得外表面电荷消失。由此可见，GIL 的铝合金材质外壳对其内部导线产生的工频电场可起到非常明显的屏蔽效果。此外，本工程地面架设GIL 管廊外部还设置高3.0 m 的实体围墙与外界进行隔离，可进一步减小导线产生的电磁环境影响[6-7]。

综上所述，江苏某地500 kV 地面架设GIL 产生的工频电场影响很小，几乎可以忽略不计，远低于GB 8702—2014《电磁环境控制限值》所规定的工频电场限值为4 000 V/m 的公众曝露控制限值。

2.2 工频磁场

由于GIL 采用的铝质外壳不属于高磁导性材料，因此GIL 外壳对其内部导线产生的磁场屏蔽效果不明显。为分析GIL 产生的工频磁场，本文参照HJ 24—2020《环境影响评价技术导则 输变电》附录D“高压交流架空输电线路下空间工频磁场强度的计算”模式来预测分析GIL 产生的工频磁场水平。采用该模式预测GIL的工频磁场水平，是把GIL 内部的导线近似看作架空输电线路，并未考虑GIL 外壳及围墙的屏蔽作用，与实际情况相比是保守的，本工程地面架设GIL 工频磁场预测结果如图3 所示。

图3 本工程地面架设GIL 工频磁场预测结果

由计算结果可知，江苏某地500 kV 地面架设GIL产生的工频磁场在距管廊1 m 处最大，并随着距管廊距离增加而逐渐减小。其工频磁场最大值为28.82 μT，小于GB 8702—2014《电磁环境控制限值》所规定的工频磁场限值100 μT 的公众曝露控制限值。并且，经过GIL 内部SF6的密闭作用以及管廊上方保护装置的屏蔽作用，江苏某地500 kV 地面架设GIL 实际产生的工频磁场要低于预测结果。

3 结论

（1）相较于传统的架空输电线路或地下电缆输电线路，地面架设GIL 具有不受恶劣气候和特殊地形等环境因素影响、能够有效利用空间资源、减少电磁环境影响、增大载流量以及故障率低、维护方便，更能够实现高压输电线路与人和自然和谐相处等优点。

（2）地面架设GIL 的导线外存在金属材质的外壳，并且壳体已做了接地处理，其产生的工频电场影响很小，几乎可以忽略不计。

（3）模式预测结果表明，地面架设GIL 产生的工频磁场在距管廊1 m 处最大，并随着距管廊距离增加而逐渐减小，小于GB 8702—2014《电磁环境控制限值》所规定的工频磁场限值100 μT 的公众曝露控制限值。并且，经过屏蔽作用，江苏某地500 kV 地面架设GIL 实际产生的工频磁感应强度要低于预测结果。