110kV送電線(xiàn)路電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)

周德紅

（武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，湖北武漢 430074）

110kV送電線(xiàn)路電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)

周德紅

（武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，湖北武漢 430074）

架空送電線(xiàn)路運(yùn)行期電磁對(duì)環(huán)境有一定的影響，如何預(yù)測(cè)其對(duì)環(huán)境的影響一直是送電線(xiàn)路環(huán)境影響評(píng)價(jià)的關(guān)鍵問(wèn)題.110kV送電線(xiàn)路工程運(yùn)行期間對(duì)環(huán)境的主要影響因子為工頻磁場(chǎng)、工頻電場(chǎng)以及無(wú)線(xiàn)電干擾.本文分析了110kV送電線(xiàn)路運(yùn)行期工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)和無(wú)線(xiàn)電干擾對(duì)環(huán)境影響的預(yù)測(cè)計(jì)算模式，并以實(shí)際線(xiàn)路工程為例，評(píng)價(jià)單回線(xiàn)路1B－ZM1和1B－ZM2型桿塔電磁對(duì)環(huán)境的影響，分析了其對(duì)環(huán)境影響的范圍和程度.

環(huán)境影響評(píng)價(jià)；電磁；送電線(xiàn)路

0 引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)也不斷地向大容量、超高壓、遠(yuǎn)距離的輸電技術(shù)發(fā)展.與此同時(shí)，送電線(xiàn)路施工期和運(yùn)行期對(duì)環(huán)境的影響也越來(lái)越大，國(guó)家對(duì)送電線(xiàn)路運(yùn)行期間的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)以及無(wú)線(xiàn)電干擾也提出了嚴(yán)格的控制要求［1－2］.本文以110kV送電線(xiàn)路運(yùn)行期間對(duì)環(huán)境造成的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)以及無(wú)線(xiàn)電干擾進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，確定其對(duì)環(huán)境的影響程度和范圍，為110kV送電線(xiàn)路環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)提供技術(shù)支持.

1 110kV送電線(xiàn)路電磁環(huán)境影響模式預(yù)測(cè)

在對(duì)110kV送電線(xiàn)路電磁環(huán)境影響的預(yù)測(cè)過(guò)程中，可以參考《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（HJ／T24－1998）中的計(jì)算方法，具體見(jiàn)該規(guī)范附錄A、B、C推薦的計(jì)算模式進(jìn)行［3］.

1.1 電場(chǎng)強(qiáng)度

1.1.1 單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)下的等效電荷 多導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)路工程中導(dǎo)線(xiàn)上的等效電荷可以由下列矩陣方程計(jì)算：

式（1）中：Ui為各導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地電壓的單列矩陣；λij為各導(dǎo)線(xiàn)電位系數(shù)組成的n階方陣（n為導(dǎo)線(xiàn)數(shù)目）；Qi為各導(dǎo)線(xiàn)上等效電荷的單列矩陣；

1.1.2 等效電荷產(chǎn)生的電場(chǎng) 根據(jù)疊加原理，空間（x，y）點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分量Ex和Ey可表示為：

式（2）（3）中：m為導(dǎo)線(xiàn)數(shù)目；

xi、yi為導(dǎo)線(xiàn)i的坐標(biāo)（＝1，2，…，m）；

Li、L′i為分別為導(dǎo)線(xiàn)i及其鏡像到計(jì)算點(diǎn)的距離.

對(duì)于三相交流線(xiàn)路而言，空間中任一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度水平和垂直分量為：

式（4）中：ExR為各導(dǎo)線(xiàn)實(shí)部電荷在該點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)水平分量；

ExI為各導(dǎo)線(xiàn)虛部電荷在該點(diǎn)處產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的水平分量；

EyR為各導(dǎo)線(xiàn)實(shí)部電荷在該點(diǎn)處產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的垂直分量；

EyI為各導(dǎo)線(xiàn)虛部電荷在該點(diǎn)處產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的垂直分量.

該點(diǎn)處的合成場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式為：

1.2 磁場(chǎng)強(qiáng)度

線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)下方A點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度值的計(jì)算公式為：

式（7）中：h為A點(diǎn)距離導(dǎo)線(xiàn)的垂直高度；

L為A點(diǎn)距離導(dǎo)線(xiàn)的水平距離；

I為導(dǎo)線(xiàn)I中的電流值.

1.3 無(wú)線(xiàn)電干擾場(chǎng)強(qiáng)

在0.5MHz時(shí)，高壓交流輸變電線(xiàn)路的無(wú)線(xiàn)電干擾場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算［4］公式為：

式（8）中：E為無(wú)線(xiàn)電干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB（μV／m）；

D為被干擾點(diǎn)與導(dǎo)線(xiàn)的距離，m；

r為導(dǎo)線(xiàn)的半徑，cm；

gmax為導(dǎo)線(xiàn)表面最大的電位梯度，kV／m.

式（9）中：n為次導(dǎo)線(xiàn)的根數(shù)；

d為次導(dǎo)線(xiàn)的直徑，cm；

R為通過(guò)次導(dǎo)線(xiàn)中心的圓周直徑，cm；

g為導(dǎo)線(xiàn)平均表面電位梯度，kV／m.

式（10）中：Q為每相導(dǎo)線(xiàn)的等效總電荷.

當(dāng)線(xiàn)路中有一相導(dǎo)線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)電干擾場(chǎng)強(qiáng)值至少大于其余每相導(dǎo)線(xiàn)3dB（μV／m），那么高壓交流輸變電線(xiàn)路無(wú)線(xiàn)電干擾場(chǎng)強(qiáng)值即為場(chǎng)強(qiáng)值.否則，將按照式（11）進(jìn)行計(jì)算：

式（11）中：E為高壓交流輸變電線(xiàn)路無(wú)線(xiàn)電干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB（μV／m）；

E1、E2為三相導(dǎo)線(xiàn)中最大的兩個(gè)無(wú)線(xiàn)電干擾場(chǎng)強(qiáng)值，dB（μV／m）.

2 實(shí)例分析

安陸110kV孛畈輸變電工程線(xiàn)路總長(zhǎng)19.5 km，其中雙回線(xiàn)2×15km，單回線(xiàn)4.5km，對(duì)工程線(xiàn)路運(yùn)行期工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)及無(wú)線(xiàn)電干擾進(jìn)行預(yù)測(cè).由于文章篇幅，此處只預(yù)測(cè)單回線(xiàn)路1B－ZM1和1B－ZM2型桿塔對(duì)環(huán)境的影響，并選用LGJ－240／30型導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行預(yù)測(cè).線(xiàn)路桿塔型式簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1，參數(shù)的選取見(jiàn)表1.

圖1 1B－ZM1和1B－ZM2型桿塔簡(jiǎn)圖Fig.1 1B－ZM1and 1B－ZM2type tower

表1 工程單回線(xiàn)路設(shè)計(jì)參數(shù)Table 1 The engineering design parameters for single－circuit lines

2.1 預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果

線(xiàn)路預(yù)測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)表2～表5以及圖2～圖5.

2.2 送電線(xiàn)路電磁聲影響評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)根據(jù)模式預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果對(duì)110kV輸電線(xiàn)路運(yùn)行期間工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度、工頻電場(chǎng)強(qiáng)度及無(wú)線(xiàn)電干擾水平進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算，說(shuō)明其環(huán)境影響的范圍和程度.

2.2.1 工頻電場(chǎng)強(qiáng)度 從預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出：距地面1.5m高處，單回路1B－ZM1和1B－ZM2型桿塔工頻電場(chǎng)綜合量最大值分別為1.58kV／m、1.68kV／m，均出現(xiàn)在距導(dǎo)線(xiàn)中心4m處，從圖2、圖4中工頻電場(chǎng)強(qiáng)度變化趨勢(shì)來(lái)看，當(dāng)預(yù)測(cè)高度為1.5m時(shí)，線(xiàn)下各處預(yù)測(cè)值均小于4kV／m的標(biāo)準(zhǔn).

距地面4.5m高處，單回路1B－ZM1和1BZM2型桿塔工頻電場(chǎng)綜合量最大值分別為3.30kV／m和3.83kV／m，分別出現(xiàn)在距導(dǎo)線(xiàn)中心0m和3m處，從圖3和圖5中工頻電場(chǎng)強(qiáng)度變化趨勢(shì)來(lái)看，當(dāng)預(yù)測(cè)高度為4.5m時(shí)，線(xiàn)下各處預(yù)測(cè)值均小于4kV／m的標(biāo)準(zhǔn).

表2 單回路1B－ZM1型桿塔工頻電場(chǎng)強(qiáng)度、工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果（地面1.5m高處）Table 2 The predictions for 1B－ZM1type tower of the single－circuit transmission line（1.5m）

表3 單回路1B－ZM1型桿塔工頻電場(chǎng)強(qiáng)度、工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果（地面4.5m高處）Table 3 The predictions for 1B－ZM1type tower of the single－circuit transmission line（4.5m）

表4 單回路1B－ZM2型桿塔工頻電場(chǎng)強(qiáng)度、工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果（地面1.5m高處）Table 4 The predictions for 1B－ZM2type tower of the single－circuit transmission line（1.5m）

表5 單回路1B－ZM2型桿塔工頻電場(chǎng)強(qiáng)度、工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果（地面4.5m高處）Table 5 The predictions for 1B－ZM2type tower of the single－circuit transmission line（4.5m）

2.2.2 工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度 工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果均較小，單回路1B－ZM1和1B－ZM2型桿塔距地面1.5m高處的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度綜合量最大值分別為19.17×10－3mT和19.17×10－3mT；距地面4.5m高處的最大值分別為42.15×10－3mT和 42.22×10－3mT.預(yù)測(cè)值均小于0.1mT的限值.

2.2.3 無(wú)線(xiàn)電干擾 110kV送電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)表面電位梯度為11.034kV／cm，小于12kV／cm，故不產(chǎn)生電暈，無(wú)線(xiàn)電干擾影響很小.

圖2 單回路1B－ZM1型桿塔工頻電場(chǎng)強(qiáng)度綜合量分布圖（地面1.5m處）Fig.2 The intensity distribution of frequency electric field for single－circuit 1B－ZM1type tower（1.5m）

圖3 單回路1B－ZM1型桿塔工頻電場(chǎng)強(qiáng)度綜合量分布圖（地面4.5m處）Fig.3 The intensity distribution of frequency electric field for single－circuit 1B－ZM1type tower（4.5m）

圖4 單回路1B－ZM2型桿塔工頻電場(chǎng)強(qiáng)度綜合量分布圖（地面1.5m處）Fig.4 The intensity distribution of frequency electric field for single－circuit 1B－ZM2type tower（1.5m）

圖5 單回路1B－ZM2型桿塔工頻電場(chǎng)強(qiáng)度綜合量分布圖（地面4.5m處）Fig.5 The intensity distribution of frequency electric field for single－circuit 1B－ZM2type tower（4.5m）

3 結(jié) 語(yǔ)

輸變電工程項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)因子包括聲、水、生態(tài)、電磁環(huán)境等各個(gè)方面，具體工作中應(yīng)根據(jù)不同線(xiàn)路的特點(diǎn)進(jìn)行具體分析，并突出不同項(xiàng)目的主要環(huán)境影響.本文以實(shí)際線(xiàn)路工程項(xiàng)目為例，針對(duì)110kV送電線(xiàn)路運(yùn)行期間單回線(xiàn)路的電磁對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并預(yù)測(cè)了其對(duì)環(huán)境的影響范圍和程度，分析了環(huán)境達(dá)標(biāo)情況，結(jié)論如下：

a.1B－ZM1和1B－ZM2型桿塔運(yùn)行期，線(xiàn)下距地面1.5m和4.5m高處的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)值均小于4kV／m的標(biāo)準(zhǔn).

b.1B－ZM1和1B－ZM2型桿塔運(yùn)行期，線(xiàn)下距地面1.5m和4.5m高處的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)值均小于0.1mT的限值.

c.110kV送電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)無(wú)線(xiàn)電干擾影響很小.

［1］王忠亮，王燕杰.輸變電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)［J］.能源及環(huán)境，2009（7）：23－24.

［2］曾挺健.110kV戶(hù)內(nèi)變電所對(duì)環(huán)境電磁和無(wú)線(xiàn)電干擾影響的評(píng)析［J］.華東電力，2002（2）：9－10.

［3］HJ／T24－1998 500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1998.

［4］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局環(huán)境工程評(píng)估中心.環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)方法［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2007.

Environment impact assessment on electromagnetic of 110 kV power transmission lines

ZHOUDe－h(huán)ong
（School of Environment and Civil Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430074，China）

The electromagnetism of running power transmission lines has a certain impact on the environment.It has been the key issues how to predict the environment impact of electromagnetism.The main impact of the running power transmission lines engineering is frequency magnetic fields，electric fields and radio frequency interference.The paper analyzes the computing model about the frequency electric fields，magnetic fields and radio frequency interference of the 110kV power transmission lines，and takes an example for the actual lines project，assesses the impact on environment for the singlecircuit transmission line 1B－ZM1and 1B－ZM2type tower poles，analyzes the scope and extent on environment impact.

environment impact assessment；electromagnetism；power transmission line

X828

A

10.3969／j.issn.1674－2869.2011.11.023

1674－2869（2011）11－0090－05

2010－09－18

周德紅（1978－），男，安徽宿松人，博士，講師，注冊(cè)安全工程師，注冊(cè)安全評(píng)價(jià)師，注冊(cè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)師.研究方向：安全系統(tǒng)理論與應(yīng)用，化工安全.

本文編輯:龔曉寧