(1. 国网天津市电力公司经济技术研究院,天津 300171 ;2.沈阳环境科学研究院,沈阳,110167 )
摘要：结合天津市现有变电站及输变电线路实际情况,给出天津市现有变电站及输变电线路电磁环境影响的程度及规律,并分析电磁辐射的影响因素，进而根据分析结果对天津市输变电工程电磁辐射防治提出措施及建议。
关键词： 天津；变电站；线路；电磁辐射
0前言
近年来，随着我国电力事业的发展，电网容量不断增加，电压等级逐步提升，各种高压架空输变电线路和变电站建设规模不断增大；同时随着天津市经济的飞速发展和人民生活水平的提高，工业、生活以及其他用电需求迅速增长，早期建设的低电压等级的输电线路及变电站在电力输送、减少能量损耗及运行稳定性等方面已不能满足需要，为适应经济建设和生活所需，满足电量供应，许多大容量的输变电工程相继建成，近年来高电压等级输变电工程尤其是500kV电压等级输变电工程的建设呈急速发展态势。输变电工程的大量运行一方面保障了经济的稳定发展，同时也带来一定的环境影响，其中电磁影响就是变电站及输变电线路对环境影响的一个主要方面，因此对天津市变电站及输变电线路电磁辐射环境影响的研究具有非常重要的应用价值，对天津市远期城市发展规划也具有重要意义。
1高压电电磁辐射原理
电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流，且限于非电离辐射，包括信息传递中的电磁波发射，雷达系统、电视和广播发射系统、各种电加工设备、通信发射台站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压电线等都可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射[1]。电磁辐射和大气、水、噪声一样，纳入我国日常环保管理体系，以工频电磁场作为具体评价指标。
变电站内高压设备的上层有相互交叉的带电导线，下层有各种形状高压带电的电气设备以及设备连接导线，电极形状复杂，数量很多，在它们周围空间形成了一个比较复杂的高交变工频电磁场。这种高电场的影响之一是对周围地区的静电感应问题，即变电所周围存在一定的电磁辐射场。变电所布局和周围环境协调不妥时，将会对其周围环境产生一定的电磁辐射。变电站运行时，各种带电体上的电荷和接地架构上的感应电荷，在变电装置所处广大空间产生了工频电场。由于变电站导体纵横交错，带电设备和接地架构多种多样，变电站内的工频电场是一个复杂的三维场分布。
交流输送电时，在输送电能的导线周围广大空间产生电场。高压输电线路工作时，其电压等级较高，相对地面将产生一定的静电感应，即有一个交变电、磁辐射场，过量的辐射照射将对人体产生不良影响。输电导线离地面的高度越大，相当于带电体离地面越远，则它在地面附近产生的电场强度就越小。因此，输电线路导线下方场强具有最大值，且随着距离加大，场强很快减小。由于导线弧垂影响，相应的最大场强影响区域位于档距中央，而最小场强影响区域在靠杆塔处。输电线下的电场除与导线对地高度有关外，还与导线的排列方式有关。如输电线路，按水平、正三角和倒三角排列时，在导线对地面高度相同条件下，线下离地面高处横向截面内的场强以导线倒三角排列为最小，正三角排列次之，水平排列最大。
2典型输变电工程电磁辐射监测
我国500 kV变电站设计时站内工频电场强度按10 kV/m来控制，距相关研究及监测统计，我国500kV变电站70%以上位置处的工频电场强度为4～8kV/m；变电站内90%以上位置处的工频磁感应场强< 10μT[2]。同时考虑到环境保护主要研究对外环境的影响，因此重点对变电站外及输电线路的电磁辐射进行监测及分析，选取天津市内现有不同电压等级的变电站及输电线路作为典型工程开展研究，评价标准执行《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）推荐工频电场强度限值标准4.0kV/m，工频磁场限值标准0.1mT。
对典型变电站天津**500kV变电站和天津***220kV变电站周围的电磁辐射水平监测结果详见表1。
变电站中，带电导线下方和高压设备周围存在工频电场和磁场。通过表1监测结果可知，工频电场与电压等级和带电体与地面的距离有关；工频磁场取决于流经带电体的工频电流和带电体与地面的距离，与变电站电压等级没有直接关系。全户内变电站较户外变电站，变电站厂界处电磁辐射水平有较大的削减。
对典型线路500kV**双回线51#~52#段、220kV**双回线路7#~8#段的线下及衰减断面电磁辐射水平监测结果详见表2。
由表2对天津市典型输变电线路的电磁监测结果可知，输变电线路两侧随着监测点位距线路边导线距离的增大，电磁辐射监测结果逐渐减小，监测选取的 220kV**双回线路、500 kV**单回线路的电场强度及磁感应强度监测结果全部达标，500 kV**双回线路10m外电场强度达到国家相关标准要求，磁感应强度全部达标。
3天津市输变电工程电磁辐射防治措施及建议
目前国内常用的电磁辐射的技术防治，主要从源强控制、屏蔽传播途径、加大辐射源与接受体距离等几方面进行，结合天津市实际情况提出如下电磁防护措施及建议。
3.1合理规划布局及选线
结合《天津市城市总体规划》和《天津市生态用地保护红线划定方案》，对配电网络的优化规划，科学合理地确定变电站及输变电线路的容量、位置及供电范围，优化选线，尽量避让居民区、文物古迹、自然保护区等环境敏感目标，提高系统的供电可靠性。通过对线路经过区域居民区、通信线及其他电子设施布置的调查，明确走廊内的电磁环境敏感点及敏感区域。输电线路具体设计时，要考虑避让和防护距离问题，减小工频电磁场对人体及其他电子设施的干扰影响。同时，可在沿线路走廊区域划定禁区、缓冲区及安全区，并对每个区域内的土地用途及相关的限制做出具体规定。
3.2 优化工程环保设计
在变电站及输变电线路设计时，纳入环保理念，从降低环境影响等角度优化工程设计及平面布置。
⑴ 变电站
对于电磁污染较严重的电抗器，可釆用干式铁芯电抗器代替，同时在电抗器室用非导磁材料加以屏蔽。干式铁芯电抗器不易燃，不漏油，体积小，便于维护，有铁芯结构，漏磁小，对周围环境的电磁污染小，适合于城市变电站。
各电压等级的配电装置应尽量采用开关柜及封闭式母线等，同时利用金属罩的屏蔽作用降低电磁场强度。应采取措施减少变电站电气设备的放电，如使用设计合理的绝缘子，控制绝缘子表面放电；减少因接触不良而产生的花火放电；避免尖角和凸出物等引起火花放电产生高频电场等。对裸露的电气设备同样采取有效的屏蔽措施。
变电站建筑物设计中采取适当的屏蔽措施，并保证电气设备房间墙壁的厚度。人口密集区优先选用全户内变电站。
⑵ 输电线路
根据输电线路跨越农田、公路、航道和平房等不同情况，可采取优化输电线路电压等级、采用双回路线路逆相序排列、釆用三角排列等一系列措施降低输电线路下的空间场强及输电线的静电效应影响。例如：对于同塔双回线路或同塔多回线路，在其穿越城镇居民区时，通过尽量釆用逆相序排列的方式，来有效的减小线路下方的电场，同时可以达到减小拆迁走廊的宽度的效果，节约投资。
从保护电磁环境及安全角度考虑。城市输电线路优先选用地下电缆，电缆敷设方式应视工程条件、环境特点和电缆类型、数量等因素，且按满足运行可靠、便于维护的要求和技术经济合理的原则来选择。在电缆回路数较少，电力负荷增长较慢区域或地下障碍物较多，负荷增长空间较小区域，如老城区，应优先考虑采用穿管敷设方式；在电缆回路数较多，电力负荷增长较快、负荷比较重要区域或地下障碍物较少，负荷增长空间较大区域，如新城区、变电站出线应优先考虑采用隧道敷设方式。
3.3 加强环境管理、监测及维护
根据国家相关要求，在变电站建设及输变电建设前，开展相关的环境影响评价工作，经环境主管部门审批后方可开工建设；在项目建成后，进行相关环保验收，保证各项环保措施符合相关标准要求后方可投入使用；正式投产运行后，电网公司应加强线路及变电站的日常运维工作，并委托专业单位定期对变电站、输电线路及附近居民区等敏感点进行例行监测，以便了解变电站及输电线路的电磁辐射水平，避免超标现象发生。
3.4提倡绿化
绿化对粉尘、某些毒物、噪声等污染物都有良好的清除作用。其作为电磁辐射防护手段的作用也是不可低估的。在距离变电站及输电线路较近的居民区周围实施绿化，电磁波通过这种林木带后，电磁场强度将大幅度衰减，因此从防治电辐射污染的角度出发，应提倡加强城市绿化，改善城市环境。
3.5加强宣传
提高公众参与意识，要做好宣传工作，一方面通过电磁科普宣传消除公众的电磁福射恐惧心理，使全民、全社会对电磁福射有全面的认识，使输变电工程为经济发展、人民生活水平提高做出应有的贡献。另一方面通过加强安全教育，避免变电站、高架线周围的居民擅自增加房屋高度，增加房屋数量，对居民的生命财产造成潜在隐患和威胁。
4结论
天津市变电站及输变电线路电磁辐射研究是一项长期、系统性的工作，需要在工程设计、施工、运行、管理等过程中进一步的探讨与研究，同时，也需要各部门及广大公众的理解、监督及配合，将各项措施落到实处，才能将天津市输变电工程造成的电磁环境影响降到最低。
参考文献
[1]季成富.高压输变电工程电磁辐射管理控制对策.污染防治技术，2003，11(12)：21-24
[2]邬雄，万保权，荣健纲，等.1000kV级交流输变电工程电磁环境研究[R].武汉：国网电力科学研究院，2006.
作者简介
张顺先(1979－)，男，高级工程师，本科，主要从事电网可研及环保管理工作, Email:zsxian111@163.com。
刘梦璇(1985－)，女，高级工程师，博士，主要从事电网项目可研及环保管理工作, Email:15900286430@163.com。
刘皙皙(1980－)，女，工程师，硕士，主要从事环境影响评价工作, Email:lanmao307@163.com。
杨昕亮（1987- ),男，助理工程师，硕士，主要从事电网可研及环保管理工作, Email:358233773@qq.com。
马云飞（1984- ),男，工程师，本科，主要从事电网环保管理工作, Email:13702182974@163.com。
论文作者:张顺先1,刘梦璇1,刘皙皙2,杨昕亮1,马云飞1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/25
标签：变电站论文; 电磁辐射论文; 线路论文; 天津市论文; 输变电论文; 电场论文; 导线论文; 《电力设备》2017年第3期论文;