（超高压输电公司贵阳局 贵州贵阳 550008）
摘要：变电站建设以及后续运行过程中很可能会导致一些电磁问题的出现，这种电磁环境的产生会存在较大的不利威胁和干扰，因此，研究其影响因素并且采取恰当的措施和手段进行应对也就成为了未来高压变电站工程优化发展的重要方向，本文就重点围绕着这一内容进行了简要的分析和论述。
关键词：变电站工程；电磁环境；影响因素；应对措施
随电网规模的不断扩大和变电电压等级的不断提高，变电线路的电磁环境影响越来越受到关注。交流变电电线路对环境的影响从电磁角度分析，主要有工频电、磁场，无线电干扰，电晕噪声等，城市建设规划和环保执法中对工频电磁场尤其关注。
一、变电线路工频电场
1.变电线路工频电场水平
图1为500kV水平排列导线下方距地面1．5m处电场强度分布，线路距地面高度为14m，相间距为13m，导线为4×LGJQ一400。计算时采用等效电荷法，所有计算及数据处理均用Matlab软件完成。从图中可看出，最大场强出现在边相导线投影外侧约1．5m处，数值上和垂直分量差别不大。
对于三相变电电线路，空间每1点的合成电场都是1个旋转的椭圆场。在地面2m以内的区域，电场强度的垂直分量基本是均匀的，水平分量可以忽略不计。从目前国内的实测数据看，500kV线路下方的最大工频电场不超过9kV／m。
2.影响变电线下工频电场强度分布的主要因素
（1）导线对地高度的影响。电场强度随着导线对地距离的增加，开始时减小显著，以后减小程度逐渐缓慢。增加线路高度对降低场强是比较有效的，代价是需要增加投资。
（2）相间距离的影响。减小相间距离，其场强横向覆盖的范围相应要减小即可以使场强降低，但效果不如增加对地高度好，因为相间距离要受线路外绝缘要求的限制。
（3）导线布置方式的影响。导线垂直分布时场强横向分布的极值最大，水平布置时高场强区的覆盖范围最大，倒三角布置时场强的最大值和高场强区的覆盖范围均最小。与正三角形排列相比，倒三角形排列时场强降低效果明显。
（4）同塔双回。为了节省线路走廊和费用以及增加单位走廊宽度的变电容量，变电线路越来越多地采用同塔双回。双回同相序布置时场强最大，逆向序布置时场强最小，一回运行一回停运时场强介于两者之间。所以在采用双回路输电时，可以考虑采用逆序排列方式以降低地面附近场强。
（5）分裂导线结构以及尺寸的影响。分裂导线对线下场强的影响主要取决于导线的等效半径。由等效半径的计算公式可知，等效半径的大小主要取决于分裂间距、分裂根数和各分裂导线的半径。分裂间距、分裂根数和各分裂导线的半径是由线路的电晕起始电压以及负荷电流等技术经济因素决定的，减少分裂导线的根数虽能降低线下场强，但效果不明显，同时会增加可听噪声和无线电干扰水平，即使将等效半径缩小到原来的3／4，场强变化也较小。
（6）高低压同杆并架。高低压变电线路同杆并架同时采用合适的相序时的电场强度较只有高压变电线时有明显降低。
3．降低工频电场强度的措施
从目前我国的行业规范以及现场实测数据看，出于环保等原因，在某些情况下降低变电电线路下方的工频电场是必须的。除了前文所述的选择合适的线路对地距离、相间距离以及相序等措施可以降低电场强度外，当线路投入运行后，可以采用在各相导线与地面之间架设屏蔽线的方法。需要指出的是屏蔽线根数的增加与场强的减小并不成比例，解决实际问题时，可以先用等效电荷法或模拟电荷法计算屏蔽效果，再从技术、经济和施工难度等多方面综合考虑，选择合适的屏蔽线的位置与数量。另外，在房顶采取架设接地围栏的方法也可以降低局部场强。
二、变电线路工频磁场
1.变电线路工频磁场的计算
变电线路工频磁场的精确计算需要用卡尔逊公式来估算大地的不良导电效应，并且与导线所处高度相比这些镜像导线位于地下很深的距离。但在一般情况下，只考虑处于空间的导线不考虑它的镜像已足够精确。此时，电流为I的单根输电线产生的磁感应强度及其水平和垂直分量为：
上式中，x1、y1为导线的横坐标和纵坐标，x、y为计算点的横坐标和纵坐标μ0为空气磁导率，r为导线与计算点的距离。
对三相导线，因相位不同，所形成的磁感应强度水平和垂直分量都必须分别考虑电流间的相角来合成。一般来说，合成矢量对时间的轨迹是1个椭圆。
2.变电线路工频磁场水平
图2为500kV水平排列导线下方距地面1．5m处磁感应强度分布，线路距地面高度为14m，相间距为13m，导线为4×LGJQ一400，负荷电流为1000A。所有的计算以及数据处理均用Matlab软件完成。从图中可以看出磁感应强度的最大值出现在中心相导线的正下方。磁感应强度由水平和垂直分量共同决定，在一段区域内水平分量起主要作用，在另一段区域内垂直分量起主要作用。
从目前国内的实测数据看，500kV线路下方的最大工频磁感应强度不超过10μT。
3．影响变电线下工频磁场强度的主要因素
变电线下空间磁感应强度的大小除与线路负荷电流大小有关外，还和导线的布置形式、几何位置等因素有关。在满足绝缘和无线电干扰水平的前提下，适当增加导线对地高度、采用适当的导线布置形式、减小相间距离、同塔两回时采用适当的相序等均能降低变电线下磁场强度。其中增加导线对地高度效果最为明显。
4.降低工频磁场的措施
从目前我国的行业规范以及现场实测数据看，工频磁场的环保指标比变电线下实际情况有较大裕度，很少需要采取专门的措施降低磁场强度。为减小变电线附近的工频磁场，可以在变电线附近架设平行于变电线路的架空屏蔽导线。
三、缓解因变电电工程电磁环境所引起的环保问题的对策
1.变电工程在规划、设计、建设和运行的各个阶段应严格按照相关法规、行业规范进行，并认真履行有关的环保程序，从而尽量避免因电磁环境问题而引起的纠纷并减小电力建设规划与城市建设规划的不同步性。
2.规范测量手段，严格按照《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／T998—2006）测量，对于确实超过有关环保标准或是行业标准的情况，应积极采取相应屏蔽措施。
3.针对公众对变电工程产生的电磁场的误解，电力部门和其他有关单位应加强科普宣传，正确引导公众理解工频电、磁场，尤其是与高频电磁辐射的区别，消除公众的担忧甚至恐慌。
综上所述，对于变电工程项目电磁环境干扰问题的存在而言，其确实会产生一定的不便影响，进而也就需要重点从建设入手进行有效控制，确保其能够借助于相应技术手段进行控制和防护，将可能存在的威胁降到最低。
参考文献：
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论文作者:曾林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/26
标签：导线论文; 场强论文; 电场论文; 线路论文; 磁场论文; 电线论文; 电磁论文; 《电力设备》2018年第30期论文;