輸變電工程電磁環境影響因素分析與對策

張友泉 ，王 飛 ，王紹燦 ，王 慶

（1.國網山東省電力公司，山東 濟南 250001；2.泰安供電公司，山東 泰安 271000）

0 引言

目前，山東電網已形成以500 kV為主網架、220 kV為市域電網主網架的超高壓、大容量、高參數、高自動化的大型現代化電網。 到2020年，山東電網將依托國家特高壓工程主網架，建成以特高壓交直流落點為重要支撐，以覆蓋全省所有市地的500 kV電網為主網架、220 kV電網為市域電網主網架的智能電網。近年來，隨著國家對工程的環保要求越來越嚴格，民眾的環保意識增強，輸變電工程的環評工作越來越得到重視，主要針對500 kV輸變電工程的電磁環境影響因素進行分析，并提出相關措施。

1 500 kV輸變電工程環境影響因素

500 kV輸變電工程環境影響主要因素是工程運行期產生的工頻電場、工頻磁場、無線電干擾和噪聲。而電力建設項目區別于一般建設項目的最主要的特點為電磁對環境的影響，本文主要指工頻電場、工頻磁場及無線電干擾對環境的影響［1］。

2 評價范圍及標準

2.1 評價范圍

變電站工頻電場、工頻磁場的評價范圍為變電站圍墻外500 m范圍內區域，重點評價圍墻外100 m范圍內的區域；無線電干擾站址圍墻外2 000 m內的區域，重點評價圍墻外100 m范圍內的區域。

輸電線路工頻電場、工頻磁場的評價范圍為以輸電線路邊導線外50 m為界的帶狀區域，無線電干擾為以輸電線路兩側2 000 m帶狀區域，重點評價邊導線兩側 100 m 帶狀區域［2］。

2.2 評價標準

工頻電場、工頻磁感應強度執行HJ/T24—1998《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》推薦的4 kV/m、0.1 mT的評價標準要求；無線電干擾值按照GB15707—1995《高壓交流架空送電線無線電干擾限值》的規定，在距邊相導線投影20 m距離處、測試頻率為0.5 MHz晴好天氣條件下，500 kV輸電線路無線電干擾值小于55 dB（μV/m）的限值要求，500 kV變電站參照該標準執行。

3 500 kV變電站的環境影響

由于電力設施在空間產生的電磁影響較為復雜，目前國家也沒有統一規范的計算模式。目前，我國的500 kV變電站的設計大部分采用國家電網公司的通用設計規范，變電站的布置型式在一定程度上有相似性，規模、布局及采用的設備型號也類似。因此，針對500 kV變電站運行期產生的電磁影響，主要通過類比一個已經運行的類似規模、地形條件相似的變電站來預測［2］。如山東省平原地區建設規模為2×1 000 MVA主變，500 kV、220 kV均采用GIS配電裝置的500 kV變電站，就可采用位于江蘇省蘇州市的500 kV木瀆變電站進行類比預測。

監測斷面選擇木瀆變電站高壓配電裝置出線側圍墻外。工頻電場、工頻磁場監測點以圍墻外5 m為起點，每隔5 m布設一個監測點，監測至圍墻外60 m。

圖1 500 kV木瀆變電站工頻電場強度變化趨勢圖

圖2 500 kV木瀆變電站工頻磁感應強度變化趨勢圖

無線電干擾監測點以圍墻外1m為起點，每隔2n（n 取 0～6）布設一個監測點，監測至圍墻外 64 m［3］。

從圖1～3的監測結果可見，隨著距離的增加，500 kV變電站圍墻外的工頻電場強度、工頻磁感應強度的變化呈衰減的趨勢，變電站圍墻外其監測值均能滿足4 kV/m、0.1 mT的評價標準要求。變電站圍墻外20 m處的無線電干擾監測值可滿足55 dB的限值要求。 因此，500 kV變電站圍墻外一般不需要采取設計規范以外的技術措施來滿足環境影響評價標準。

圖3 500 kV木瀆變電站無線電干擾變化趨勢圖

4 500 kV輸電線路的環境影響

500 kV輸電線路運行產生的工頻電場、工頻磁場、無線電干擾主要由導線的線間距離、導線對地高度、導線型式和線路運行工況（電壓、電流等）決定的。 考慮線路對地面人員的影響，結合周圍環境保護目標高度，預測離地面1.5 m處的工頻電場、工頻磁場及離地面2 m處的無線電干擾［2］。

預測計算采用HT/T24—1998《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》中推薦的計算方法，以典型設計的塔型SZ1為例，選擇SZ1設計塔型的典型計算參數（圖4）代入計算。

圖4 SZ1塔型的參數

線路的導線按4×JL/LB20A-630/45導線外徑33.6 mm，分裂間距500 mm選取，排列相序按A-BC、C-B-A考慮。 電壓按525 kV（額定電壓上浮5%），電流按1 100 A考慮。線路的架設高度按居民區的架設高度導線對地高度14 m、非居民區的架設高度11 m進行考慮計算其運行產生的工頻電場強度、工頻磁感應強度及無線電干擾。計算結果分別見圖5、圖6、圖7所示。輸變電工程在設計中，常采用多個塔型，計算時，不需要將每個塔型都進行計算。由于較大的塔型工頻電場計算值較大，較小的塔型無線電干擾計算值較大，而工頻磁場一般不會成為制約因素，因此在具體工程的理論計算時，只需選擇較大和較小各一種塔型進行計算。

圖5 500 kV線路工頻電場強度預測分布曲線

圖6 500 kV線路工頻磁感應強度預測分布曲線

圖7 500 kV線路無線電干擾預測（80%）分布曲線

由圖5可見，線路按照設計規程中要求的居民區14 m的架設高度架設時，由于500 kV輸電線路工程拆遷的控制要求為線路兩側邊導線5 m范圍內的民房，而線路邊導線外5 m范圍外部分區域地面1.5 m高度處的工頻電場強度大于4 kV/m，不能滿足4 kV/m的評價標準要求，因此僅按500 kV設計規程要求進行500 kV輸電線路架設不能滿足4 kV/m的環境影響評價標準要求。到距線路中心19 m（即邊導線外9.35 m）時，地面1.5 m高度處的工頻電場強度方可滿足4kV/m的環境影響評價標準要求。

由圖6、圖7可見，500 kV輸變電線路的工頻磁感應強度遠小于0.1 mT，線路邊導線外20 m（即距線路中心29.65 m）處的無線電干擾也遠小于55 dB（μV/m），工頻磁場及無線電干擾不會成為其環保制約因素。

5 500 kV線路工程所采取的環保措施分析

由于500 kV線路按照居民區14 m的架設高度要求架設時，線路邊導線外5 m范圍外部分區域地面1.5 m高度處的工頻電場強度大于4 kV/m，為使線路邊導線外5 m范圍之外，線路下方地面1.5 m高度處的工頻電場強度能滿足環保要求，需提高導線架設高度［5］。

圖8為線路導線提高到17 m后線路下方的工頻電場強度的計算結果。

圖8 500 kV線路工頻電場強度預測分布曲線

由圖8可見，當線路導線高度提高到17 m后，線路邊導線外5 m（即距線路中心14.65 m）范圍內地面1.5 m高度處的工頻電場強度可全部滿足4 kV/m的評價標準要求。由于目前針對500 kV輸變電工程的拆遷主要有工程拆遷及環保拆遷2個手段。工程拆遷的控制要求為線路兩側邊導線5 m范圍內的民房，環保拆遷的范圍為線路運行時的場強超標區域（大于4 kV/m的區域）。在提高了線路架設高度后，工程拆遷之外的區域其運行的工頻電場強度將全部滿足4 kV/m的評價標準要求，工程將不存在環保拆遷。

6 結語

通過對500 kV輸變電工程的理論分析計算和類比監測得知，500 kV變電站圍墻外一般不需要采取設計規范以外的技術措施來滿足環境影響評價標準。500 kV輸電線路在將導線架設高度提高至居民區17 m以上時，按照線路設計規程拆遷線路兩側邊導線5 m范圍內民房后，線路的工頻電場、工頻磁場和無線電干擾均能滿足環境影響評價標準，不需要再采取加大拆遷范圍等其他措施，有效減少了環保拆遷時的民事糾紛和拆遷時的投資。

［1］趙剛，楊光俊，李曉琴.輸變電工程電磁影響及其環境影響評價問題的探討［J］.電力環境保護，2007，23（4）：16-19.

［2］HJ/T24—1998 500kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范［S］.

［3］DL/T988—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［S］.

［4］GB/T7349—2002高壓架空送電線、變電站無線電干擾測量方法［S］.

［5］王守禮.高壓輸電線路的環境保護［J］.云南電力技術，2004，32（2）：13-16.