110KV高壓輸電線路電磁場分析及評(píng)價(jià)

徐若鴻

(四川省電力公司樂山電業(yè)局，四川 樂山 614000)

隨著電力工業(yè)在第二次工業(yè)革命后的產(chǎn)生于發(fā)展，至今，它已是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的助力與象征。電力工業(yè)也是國家的支柱產(chǎn)業(yè)，任何國家沒有它的支撐，是難以發(fā)展的。電力從起初的國家慢慢走向人民。現(xiàn)在的社會(huì)已經(jīng)離不開電力了，任何生產(chǎn)生活都與之戚戚相關(guān)。現(xiàn)今高壓輸電線路逐漸從郊鎮(zhèn)走向城市，向人口密集區(qū)聚集。生活在其中的人民對(duì)自己的生命健康與工作生活存在一定擔(dān)心，這成為人們關(guān)注的問題。

1.高壓輸電線的工頻電磁計(jì)算

以本地一處典型地段為研究對(duì)象，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與測量。描述：采用雙回路輸電線。

1.1 磁場理論計(jì)算

根據(jù)空間的導(dǎo)線，三相對(duì)稱電流IAIBIC的導(dǎo)線在點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分量為

標(biāo)注：xi，yi為導(dǎo)線位置的橫縱坐標(biāo)；x,y是空間的橫縱坐標(biāo)，r是空間與導(dǎo)線的距離。

1.3 結(jié)果

如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度在原點(diǎn)時(shí)值最大，并有一個(gè)從衰弱到穩(wěn)定的趨勢。當(dāng)在10到20米之間衰弱速度最快，但到了40米之后就逐漸趨于平穩(wěn)了。由圖可知，圖像呈軸對(duì)稱顯示。

由此，我們可以分析出：磁感應(yīng)強(qiáng)度是由水平和垂直分量共同決定的。還是在不同階段效力不同。

2.工頻電磁場強(qiáng)度分布的測量與分析

測量工具：EFA-300工頻電磁場分析儀

測試環(huán)境：周圍溫度為10-40攝氏度，濕度75%一下

測試時(shí)間：上午8到11點(diǎn)

2.1 磁場測量結(jié)果分析

在同電場中，對(duì)磁場進(jìn)行測試。由圖可見：水平分量呈現(xiàn)出一個(gè)先升高后降低的趨勢，而垂直分量則出現(xiàn)最低點(diǎn)。理論與實(shí)踐之間存在著一定的誤差。經(jīng)過分析，只是由于高壓輸電線路在工作中因?yàn)殡姾傻牟欢鬃兓S之發(fā)生相應(yīng)變化。所以所測定的值呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)。

然而，如果將測定結(jié)果與稍高的磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算圖來進(jìn)行對(duì)比的話，其相似度是非常高的。各種具體值都十分接近。由此可知，不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大致趨勢是相近的，只是所測量的數(shù)值存在一點(diǎn)偏差，這些是可以忽略不計(jì)的。因?yàn)閷?duì)磁場強(qiáng)度的分析受諸多不穩(wěn)定的因素影響，不能計(jì)算的十分精確。所以合成的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由水平和垂直分量共同決定。

除此之外，我們還改變高度和時(shí)間兩個(gè)變量來研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化。

測量結(jié)果顯示：磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著高度的增加而不斷增加。原因是電路是三相交流電，電場的變化同時(shí)也使得磁場也發(fā)生變化，并不斷向四周擴(kuò)散開來。然而在這種環(huán)境下，電場強(qiáng)度并不能永久維持，它是會(huì)發(fā)生衰減的。因此我們得出結(jié)論：電場強(qiáng)度隨著高度的增加而增加。

我們的測試結(jié)果顯示：磁場強(qiáng)度也隨著時(shí)間的變化而變化。原因是在不同的時(shí)間內(nèi)，人們的用電強(qiáng)度不同，而用電負(fù)荷的不同，導(dǎo)致磁場強(qiáng)度發(fā)生相應(yīng)變化。一般在用電高峰期，磁感應(yīng)強(qiáng)度也就大。

除去這些因素，天氣狀況也會(huì)在一定程度上產(chǎn)生影響的。

2.2 電場測量結(jié)果分析

對(duì)電場的測量，計(jì)算值是在理想的狀態(tài)下進(jìn)行的。理想狀態(tài)下，周圍無建筑物而且取0相位。而實(shí)際上，周圍存在少量建筑物，而且有一些植物。環(huán)境對(duì)電場的影響較大。因此我們進(jìn)行了多次測量，以盡量提高準(zhǔn)確性。但還是存在一定的偏差的。如圖，曲線1與曲線2,3相比較，可以看出建筑物和樹木對(duì)電場強(qiáng)度的影響。而曲線4則是理論值。雖然這幾條曲線存在誤差，然而它們的最值大致都出現(xiàn)在8cm左右，且在30cm之后基本趨于一致。

3.結(jié)果評(píng)價(jià)

3.1 工頻磁場

根據(jù)一些測評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，工頻磁場的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為0.1mT，如果一個(gè)地方的磁場感應(yīng)強(qiáng)度小于標(biāo)準(zhǔn)值，就相對(duì)安全。我們對(duì)理論值與實(shí)際測量值進(jìn)行比較，兩者都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)值，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度是符合標(biāo)準(zhǔn)的。

一般來說，110kv高壓輸電線路是不會(huì)超標(biāo)的，因?yàn)樗芡饨绲挠绊懸蛩剌^小。周圍的樹木以及建筑物造不成大的影響。因此這一項(xiàng)在環(huán)境考察中是重點(diǎn)。這為國家的環(huán)境考核提供了一個(gè)相對(duì)精確而穩(wěn)定的項(xiàng)目。

3.2 工頻電場

通過對(duì)結(jié)果的分析與評(píng)價(jià)，理論計(jì)算值與實(shí)際計(jì)算值都小于4kv/m。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在不同的場合對(duì)其的評(píng)估也是不一樣的。在一般的居民區(qū)，要達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求；在醫(yī)院，學(xué)校等事業(yè)單位，可以符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這種情況下，有必要采取一定的防護(hù)措施，以防止污染，對(duì)身體健康造成影響。在所測試的結(jié)果中，都是符合國家標(biāo)準(zhǔn)的 。而且所測試的環(huán)境下，對(duì)測試的結(jié)果造成一定的影響。周圍擁有綠化帶，樹木花草較多。這說明是采取了一定的防護(hù)措施的。因此，樹木等植物對(duì)電場有削弱的作用。如果在高壓線下多種植些樹木，電場就會(huì)衰減很多。所產(chǎn)生的危險(xiǎn)也就越小。建議相關(guān)單位多在高壓線下種植樹木，以保護(hù)居民的生命健康。

3.3 高壓輸電線的電磁輻射

高壓輸電線的電磁輻射強(qiáng)度與電流，電壓，塔高等有關(guān)。一般情況下，兩塔之間的線最靠近地面，因此此處的電場強(qiáng)度最大。電磁場的強(qiáng)度是隨著距離的減小而衰減的。根據(jù)相關(guān)資料表明，電磁場輻射的強(qiáng)度越大，就能造成較大的程度的危害。由于這些電磁輻射都攜帶有極高的電磁能量和具有強(qiáng)大的電磁力，它必然對(duì)周圍的人和動(dòng)物產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用，改變生物的電磁特性，影響生物的生理健康和生物功能。在日常生活中，盡量不要在高壓線下生活與居住，以防止出現(xiàn)意外情況。如果居室過于靠近高壓輸定線路，可以嘗試在窗戶上安裝金屬保護(hù)網(wǎng)，因?yàn)榻饘匍T窗對(duì)電磁波有較好的屏蔽作用。另外，對(duì)一些工作人員提出相應(yīng)建議：使用鐵芯電抗器；在變電所設(shè)計(jì)工作中要注意使主控室、工作人員辦公室、休息室盡量遠(yuǎn)離電容器室、10kV母線。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主機(jī)和顯示器和保護(hù)繼電器等設(shè)備，應(yīng)使用抗干擾性好的產(chǎn)品，選用屏蔽能力好的屏體加以屏蔽。當(dāng)干擾電磁場的頻率較高時(shí)，利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流，形成對(duì)外來電磁波的抵消作用，從而達(dá)到屏蔽的效果。當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí)，要采用高導(dǎo)磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去。 在某些場合下，如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時(shí)，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

結(jié)論

①磁感應(yīng)強(qiáng)度是由于水平分量與垂直分量兩個(gè)量雙重作用決定的，在不同的時(shí)間地點(diǎn)有著不同的作用，產(chǎn)生不同的效果。電場強(qiáng)度主要是由于垂直分量決定的，而水平分量則對(duì)電場強(qiáng)度的影響不大。②對(duì)照國家的相關(guān)要求，磁感應(yīng)強(qiáng)度小于國家的要求標(biāo)準(zhǔn)，符合國家的要求。磁感應(yīng)強(qiáng)度受天氣的影響比較大。具體來說是溫度。而且用電負(fù)荷的大小也起到一定的影響作用。但對(duì)于建筑物與植物來說，它們的影響就相對(duì)較小。③樹木以及建筑物對(duì)電磁場有一定的削減作用，可以降一定環(huán)境之下的電磁污染。因此，在高壓線下可以種植一些樹木，以減少對(duì)附近的居民的生命健康帶來的影響。然而，應(yīng)當(dāng)避免在高壓線下長期居住，從根本上避免事故的發(fā)生。④在所測量的地點(diǎn)，電場強(qiáng)度已經(jīng)符合國家的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。不會(huì)對(duì)人體造成傷害。

結(jié)束語

社會(huì)不斷發(fā)展，電力工業(yè)也不斷發(fā)展。人們對(duì)高壓輸電電路電磁場是否對(duì)人體造成傷害十分關(guān)心。我們對(duì)相應(yīng)地段的電場強(qiáng)度以及磁場強(qiáng)度進(jìn)行測量與分析。并且對(duì)相應(yīng)的量進(jìn)行了改變，得知時(shí)間與距離也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生相應(yīng)的變化影響。由實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，樹木與建筑對(duì)電磁場有削弱作用，這個(gè)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。因此，相關(guān)部門應(yīng)該在高壓線下種植一些樹木，以削弱電磁場的影響。不同的場合要求有不一樣的國家規(guī)定，這些，與居民的生命健康都戚戚相關(guān)。當(dāng)干擾電磁場的頻率較高時(shí)，利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流，形成對(duì)外來電磁波的抵消作用，從而達(dá)到屏蔽的效果。當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí)，要采用高導(dǎo)磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去。在某些場合下，如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時(shí)，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。總之，一般的高壓輸電線路對(duì)人的身體造不成傷害，但要注意防護(hù)，有備無患。盡量避免在高壓電線下長期居住。

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