盡量減少輸變電工頻電場測量中畸變電場影響的測量方法

張召文

（云南省輻射環(huán)境監(jiān)督站，云南昆明650032）

盡量減少輸變電工頻電場測量中畸變電場影響的測量方法

張召文

（云南省輻射環(huán)境監(jiān)督站，云南昆明650032）

分析了引起輸變電工頻電場測量中產(chǎn)生畸變電場的因素，提出了測量中減少畸變電場影響的措施。

測量；輸變電；工頻電場；畸變

1 工頻測量中畸變電場的產(chǎn)生

電能是依靠運(yùn)動(dòng)的電荷來傳遞的。而帶電或運(yùn)行中的輸變電設(shè)施周圍存在的電場和磁場正是由其導(dǎo)體上載有的電荷或電荷的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的。也就是說，電場是電荷周圍存在的一種物質(zhì)形式，電量隨時(shí)間作50Hz周期變化的電荷產(chǎn)生的電場為工頻電場。電場強(qiáng)度在空間任意一點(diǎn)是一個(gè)矢量，以V／ m為單位，對交流高壓架空送電線路和變電站，電場一般用kV／m表示。在有導(dǎo)電物體介入的情況下，電場在幅值、方向上會(huì)改變，或者兩者都改變了，從而形成畸變場。同時(shí)，由于物體的存在，電場在物體的表面上通常會(huì)產(chǎn)生很大的畸變，從而影響電場測量準(zhǔn)確度，詳見圖1。

重慶大學(xué)國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973）資助項(xiàng)目（2009CB724506）“均勻場域中工頻電場畸變效應(yīng)分析”研究表明，在均勻電場中探頭附近和主電極與副電極之間產(chǎn)生較嚴(yán)重的電場畸變，平均畸變率在27%以上。如果再考慮到測量者的介入，特別是我們關(guān)注的敏感建筑物的存在，電場畸變的量還會(huì)更大。

圖2為人和兩種動(dòng)物在10kV／m電場場強(qiáng)中使電場畸變的情況。

從圖2中可看出，由于生物體 （導(dǎo)體）的存在，使得原本10kV／m電場發(fā)生了很大的改變。在這樣的條件下測得的場強(qiáng)已經(jīng)和原來的情況發(fā)生了大幅度變化。

實(shí)際測量中，測量人員和測量儀表也會(huì)對原有工頻電場產(chǎn)生影響。圖3表示了測量人員與測量儀表的距離對測量結(jié)果的影響。

圖3中，橫坐標(biāo)表示測量人員與測量儀表探頭的距離，縱坐標(biāo)表示儀表讀數(shù)的變化，圖中示出的是儀表對地高度分別為1.0、1.4、1.6m時(shí)的測量結(jié)果。

很明顯，測量人員與測量儀表探頭的距離＞2.5m后，讀數(shù)變化趨于0；而＜2.5m時(shí)，讀數(shù)有很大的變化。

當(dāng)測量儀表安置在較低位置（如1.4m以下）時(shí)，測量人員靠得過近，會(huì)使儀表受人體屏蔽，測得電場值偏低；而當(dāng)測量儀表在較高位置 （甚至由測量人員手持）時(shí)，則由于人體導(dǎo)致儀表所在空間電場的集中，往往使測試結(jié)果偏高。測量人員手持儀表進(jìn)行測量是不對的，在極端情況下可能使測得的電場值成倍地偏高。

2 減少畸變電場影響的措施

2.1 一般要求

測量高壓架空輸電線的電場和磁場強(qiáng)度時(shí)，如果測量條件許可，測量點(diǎn)應(yīng)選在地勢平坦，沒有樹木，沒有其他電力線路、通信線路、廣播線路的空地上進(jìn)行，設(shè)備應(yīng)架設(shè)在地面上1.5m處。也可根據(jù)需要在其他高度測量，但要在報(bào)告中注明。

有資料表明，在大濕度下進(jìn)行工頻電場測量，有可能使測量結(jié)果比正常結(jié)果大數(shù)倍。為了避免這種影響，測量時(shí)，環(huán)境濕度應(yīng)在80%以下。

2.2 采用足夠長的數(shù)據(jù)光纖，使測量者距離測量設(shè)備足夠遠(yuǎn)

前面討論表明，當(dāng)測量人員與測量儀表探頭的距離＞2.5m，由畸變電場產(chǎn)生的影響較小。現(xiàn)在一些測量設(shè)備均配備了較長的數(shù)據(jù)傳輸光纖，比如PMM8053系列的工頻測量儀，配備有3m的測量數(shù)據(jù)傳輸光纖，測量時(shí)，測量者通過該光纖在3m外記錄數(shù)據(jù)，可以盡量減少測量者的影響。2.3 測量設(shè)備的尺寸和支架材質(zhì)應(yīng)合適

當(dāng)設(shè)備介入到電場中測量時(shí)，應(yīng)不使產(chǎn)生電場的邊界面上的電荷分布發(fā)生明顯的畸變。測量探頭放入?yún)^(qū)域的電場應(yīng)均勻或近似均勻。

另外，架設(shè)測量設(shè)備的支架的材質(zhì)也很重要。用金屬支架顯然是不合適的，木質(zhì)支架在大濕度環(huán)境下也會(huì)產(chǎn)生較高畸變電場。相比較而言，塑料材質(zhì)的支架更合適。

2.4 應(yīng)特別注意臨近物體對測量結(jié)果的影響

工頻電場特別容易被樹木、房屋等物體屏蔽，對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，如果測量條件許可，應(yīng)該避開臨近物體、建筑等。

在實(shí)際工作中，我們會(huì)遇到敏感點(diǎn)，如關(guān)注的建筑物，距離輸電線很近，或者直接被輸電線跨越。這些建筑在拆遷范圍之外或不屬于拆遷范圍，但一旦輸電線投入運(yùn)行，其產(chǎn)生的電暈噪聲、工頻電磁場又會(huì)對其產(chǎn)生一定的影響，這時(shí)，戶主往往會(huì)向環(huán)保局提出投訴。此時(shí)，由于建筑的存在，其工頻電場也是畸變的，在這些區(qū)域測量時(shí)如何布設(shè)點(diǎn)位成了關(guān)鍵問題。在這些情況下，誰去測量和評(píng)判不是重要的，關(guān)鍵是監(jiān)測機(jī)構(gòu)要有一個(gè)可以執(zhí)行的統(tǒng)一的測量規(guī)范。

實(shí)際工作中，我們一般采用DL／T 988—2005《高壓交流架空送電線路、變電站工頻電場和磁場測量方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行布點(diǎn)和監(jiān)測。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了輸電線路下民房內(nèi)、民房陽臺(tái)、民房樓頂平臺(tái)上工頻畸變電場的測量方法：

（1）若在民房內(nèi)測量，應(yīng)在距離墻壁和其他固定物體1.5m外的區(qū)域進(jìn)行，并測出最大值，作為評(píng)價(jià)依據(jù)。如不能滿足上述與墻面距離的要求，則取房屋空間平面中心作為測量點(diǎn)，但測量點(diǎn)與周圍固定物體 （如墻壁）間的距離至少1m；

（2）若在民房陽臺(tái)上測量，當(dāng)陽臺(tái)的幾何尺寸滿足民房內(nèi)場強(qiáng)測量點(diǎn)布置要求時(shí)，陽臺(tái)上的場強(qiáng)測量方法與民房內(nèi)場強(qiáng)測量方法相同；若陽臺(tái)的幾何尺寸不滿足民房內(nèi)場強(qiáng)測量點(diǎn)布置要求，則應(yīng)在陽臺(tái)中央位置測量；

（3）民房樓頂平臺(tái)上測量，應(yīng)在距離周圍墻壁和其他固定物體（如護(hù)欄）1.5m外的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，并得出測量最大值。若民房樓頂平臺(tái)的幾何尺寸不能滿足此條件，則應(yīng)在平臺(tái)中央位置進(jìn)行測量。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了高壓交流架空送電線路、變電站產(chǎn)生的工頻電場和磁場測量，特別是對居民處工頻電場的測量要求、測點(diǎn)的布置、測點(diǎn)與周圍環(huán)境的相對位置，以及測量人員與測量探頭間的距離等做了明確的規(guī)定，解決了我國目前關(guān)于輸變電工程電磁環(huán)境測量的混亂局面，對解決由于輸變電工程電磁環(huán)境引起的糾紛問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

A Method of Minimizing the Impact of Distorted Electric Field in the Measurement of Power Frequency Electrical Field of Electric Transmission and Transformation

ZHANG Zhao-wen
（Yunnan Provincial Radiation Environmental Supervision Station，Kunming Yunnan 650032 China）

This paper analyzes the factors resulting in the distorted electric field during the measurement of the power frequency electric field of the electrical transmission and transformation，and puts forward the measures to minimize the distortion impact.

measurement；electric transmission and transformation；power frequency electric field；distortion

X837

：A

：1673－9655（2013）02－0142－03

2012－11－01