電力線路的電磁輻射污染與儀器監測

車艷紅　程慧青　陳永鋦

摘 要：為了解決目前電磁輻射日益嚴重的問題，文章首先分析了電磁輻射帶來的危害，其次對電磁輻射的影響進行了理論預測，再次對電磁輻射污染的儀器監測進行了探究，最后通過實例監測進行驗證，結果表明理論預測和實測結果基本吻合。

關鍵詞：電力線路；電磁輻射污染；儀器監測

中圖分類號：TM15 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0075-03

隨著經濟的發展，人們對電的需求量日益增加，為了滿足人們的需要，電網建設急速發展，隨著電網的持續發展，電力線路已經延伸到多個地區。然而，電力系統在給人們帶來便利的同時，也會產生一種特殊的、看不見的污染——電磁輻射污染，長期處于電磁輻射下會帶來極大的危害，帶來很多問題?；诖?，分析電磁輻射污染的危害、特征及儀器監測方法對將來的預防和消除污染具有重要意義。

1 電磁輻射的危害

1.1 對無線電信號及通信造成干擾

電力線路產生的電磁輻射污染會對處于附近的廣播、通信、電視信號等造成一定影響，嚴重者可能會導致其難以正常工作。

1.2 對人體的影響

研究發現，若人們長期受到電磁輻射的影響，會出現心動過緩及過速的現象；通過心電圖發現會出現T波低壓、ST波下降等供血不足現象；還會影響人們的神經功能，使其紊亂，主要表現癥狀為疲勞、神經衰弱、憂郁等；會導致人的中樞神經出現障礙及神經緊張失調等。

1.3 對電腦系統的影響

電腦在人們的生活中日益普及，若在運行過程中受到微弱的電磁輻射，會造成電腦高靈敏度接收系統接受失靈，從而引發巨大的損失。

1.4 具有很強的信號干擾和破壞作用

電磁輻射能夠直接影響電力裝置的正常工作，導致其信息傳輸出現失誤、控制失靈等，使電子設備難以正常工作。

2 電力線路中電磁輻射的影響預測

2.1 預測內容

根據工頻電流的特點，為了預測其對周圍環境的輻射污染影響，通常選擇測量工頻的電場強度、磁場強度及干擾場強。

2.2 預測方法

2.2.1 電力線路電場強度的分布預測

為了明確所在位置電場強度的分布特點，通常根據國際大電網會議工作組提出的方法來進行計算，取夏天滿負荷有最大弧垂時導線的最小對地高度，通過采用等效電荷法進行計算。等效電荷可通過下列矩陣方程進行計算，如下式（1）所示：

U1U2…U3=？姿11 ？姿12 … ？姿1n？姿21 ？姿22 … ？姿2n… … … …？姿n1 ？姿n2 … ？姿nnQ1Q2…Q3（1）

式（1）中，Ui、Qi、？姿1n分別表示各電力導線對地電壓、等效電荷及電位系數的矩陣。若電力線路導線的單位長度電荷量求出后，任意點的場強可根據疊加原理計算。任意點（x，y）的電場強度分量可用Ex，Ey（kV/m）表示如下式（1）所示：

2.2.2 電力線路磁場強度的分布特征預測

任意點的磁場強度的分布特征可通過下式（3）進行計算。

式（3）中，H，I，h，L分別表示計算出的磁場強度、電力線路中的電流大小、導線架設高度及計算位置和電力線路中導線的水平距離。為了使計算符合通常的單位規范，在實際應用中通常轉換為磁感應強度表示。在對電力線路的磁感應強度進行計算時，要注意對線路中220～500 kV同塔雙回線路，由于其各存在三相導線，在其線路兩側所假設導線的以下幾個特征也完全相同：電壓等級、相間距離、對地距離等，從本質上說，為垂直同相序，因此具體計算時，務必要考慮所有產生場強的合成，合成結果如圖1所示。

上圖中，角標1、2分別表示兩條回路，則計算如下式（4）所示：

2.2.3 電力線路干擾場強的分布特性

電力線路在傳輸電能過程中，會產生無線電干擾場強，干擾場強的分布狀況可按照相關部門規定的《高壓交流架空送電無線電干擾線路》附錄規定計算，具體計算方法如下式（6）所示：

式（6）中，E，r，D，gmax分別表示電力線路中無線電干擾場強、導線半徑、所在處距導線的距離及導線表面的最大電位梯度。

3 電磁輻射污染儀器監測

為了對所在區域的預測結果進行驗證，通過儀器對所在處的電磁輻射污染進行測量，在進行測量時可按照以下步驟進行：制定測量方案、選擇測量儀器、對測量數據進行分析。

3.1 制定測量方案

在進行測量之前，要根據實地考察和現場檢測，首先確定檢測區域、布點原則進行測量。布點時要考慮以下因素：①根據研究需要布點；②對于不同布點，必須選擇有代表性的測量點及敏感點，盡量避免離開那些影響監測數據的因素，例如：電力設施、數木、高層建筑等。

3.2 測量儀器的選擇

目前用于測量工頻電場電磁輻射常用的儀器根據測量區域的不同選擇不同，對于近場的測量，可選擇德國Narda生產的工頻電磁場分析儀、美國HOLADYAN生產的工頻電磁場分析儀；對于遠場電磁輻射的測量，可選擇德國Narda生產的PMM系列電磁干擾測量接收機、美國的NM系列場強儀等。

電磁輻射檢測儀。在進行具體測量過程中，為了盡量減少受到外界因素的干擾，通常選在無風、無雪及無雨的外界環境下來進行。

3.3 測量時間和數據處理

若是對近場區進行測量，原則上取現場測定的時間，儀器測量的數值就是該點處的綜合場強值，無需對數據進行重新分析和計算。

若對遠場區進行測量，測量時間原則上為9：00～24：00時，若在主要居住區、輻射體附近區域等，必須進行全天24 h的測量。測量獲得的數據可按照下述方法進行數據處理：

第一步，將測量數據按照時間、場強等進行歸類，并進行列表；第二步，對整理結果按照下式（7）首先求出每個測量點上、各個頻率場強的平均值；

第三步，根據下式（8）計算每個測量點的綜合場強值（忽略相位差的影響）：

式（8）中，Ep1-Ep2，Ez分別表示測量點不同頻率的平均值和綜合場強值。

根據上述測量結果，分別列出頻率-場強、時間-場強、時間-頻率的對應值列表，繪制圖相應的曲線圖。再經過相關軟件對數據進行處理，求出綜合場強值，并繪制出相應的電磁輻射污染圖。

4 實測驗證

為了驗證預測結果的準確性，筆者對某變電站進行測量。變電站參數為，測量外界溫度為25 ℃，儀器常規高度為1.5 m，測量儀器為EFA-300電磁場分析儀，PMM9010電磁干擾測量接收機，PMMRA-01HV鞭狀天線，計算和檢測結果如下文所述。

4.1 計算結果

進行測量的具體參數見表1。

預測結果見表2。

4.2 實測結果

實際測量結果見表3～5。

4.3 結果分析

根據上表結果可知，在誤差允許的范圍之內，預測結果和實際測量結果相同。從結果可知，本地電場強度增加值很少，增量主要來源于變電站運行后而產生的，變電站自身的電磁輻射污染并不多，輻射污染的主要來源是高壓架空進線。因此，要有效減少電磁輻射的污染，可以將其設計為埋地線，最大限度地減少污染，同時還能有效除去視覺污染，保護環境。

5 結 語

隨著用電量的增加，電磁輻射污染日益嚴重，被認為是四大污染之一。對于其它污染的控制技術已經有了相當大的進展，然而由于電磁輻射污染的隱蔽性特點，人們對其特性、危害及相關的控制技術研究還處于探索階段。由于此污染和別的污染具有較大的區別，屬于“看不見、摸不著、聞不到”，難以察覺，極易被人們忽略。如何減少電磁輻射污染對人們造成的危害，是目前相關工作者亟待解決的主要問題。各相關部門和工作人員要更深研究，著力開展電磁輻射污染分布特性及監測，為電磁輻射污染的治理提供科學依據。

參考文獻：

[1] 徐鵬，張建春.電磁輻射污染對人的危害與防護[J].中國個體防護裝備，2011，（5）.

[2] 姚寶軍，張哲瑞，馬玉梅，等.電磁輻射污染及防護探索[J].中國環境管理干部學院學報，2011，（3）.

[3] 張建宏.電磁輻射污染與電磁環境監測[J].電力學報，2009，（1）.

[4] 侯喜程.電磁輻射污染與監測綜述[J].能源與節能，2011，（3）.

[5] 張邦俊，仇豐.居住區內輸電線路工頻電磁污染分布研究[J].中國環境科學，2010，（3）.

[6] 張啟春，阮江軍.高壓架空線附近的工頻磁場[J].電力環境保護，2008，（6）.

第三步，根據下式（8）計算每個測量點的綜合場強值（忽略相位差的影響）：

式（8）中，Ep1-Ep2，Ez分別表示測量點不同頻率的平均值和綜合場強值。

根據上述測量結果，分別列出頻率-場強、時間-場強、時間-頻率的對應值列表，繪制圖相應的曲線圖。再經過相關軟件對數據進行處理，求出綜合場強值，并繪制出相應的電磁輻射污染圖。

4 實測驗證

為了驗證預測結果的準確性，筆者對某變電站進行測量。變電站參數為，測量外界溫度為25 ℃，儀器常規高度為1.5 m，測量儀器為EFA-300電磁場分析儀，PMM9010電磁干擾測量接收機，PMMRA-01HV鞭狀天線，計算和檢測結果如下文所述。

4.1 計算結果

進行測量的具體參數見表1。

預測結果見表2。

4.2 實測結果

實際測量結果見表3～5。

4.3 結果分析

根據上表結果可知，在誤差允許的范圍之內，預測結果和實際測量結果相同。從結果可知，本地電場強度增加值很少，增量主要來源于變電站運行后而產生的，變電站自身的電磁輻射污染并不多，輻射污染的主要來源是高壓架空進線。因此，要有效減少電磁輻射的污染，可以將其設計為埋地線，最大限度地減少污染，同時還能有效除去視覺污染，保護環境。

5 結 語

隨著用電量的增加，電磁輻射污染日益嚴重，被認為是四大污染之一。對于其它污染的控制技術已經有了相當大的進展，然而由于電磁輻射污染的隱蔽性特點，人們對其特性、危害及相關的控制技術研究還處于探索階段。由于此污染和別的污染具有較大的區別，屬于“看不見、摸不著、聞不到”，難以察覺，極易被人們忽略。如何減少電磁輻射污染對人們造成的危害，是目前相關工作者亟待解決的主要問題。各相關部門和工作人員要更深研究，著力開展電磁輻射污染分布特性及監測，為電磁輻射污染的治理提供科學依據。

參考文獻：

[1] 徐鵬，張建春.電磁輻射污染對人的危害與防護[J].中國個體防護裝備，2011，（5）.

[2] 姚寶軍，張哲瑞，馬玉梅，等.電磁輻射污染及防護探索[J].中國環境管理干部學院學報，2011，（3）.

[3] 張建宏.電磁輻射污染與電磁環境監測[J].電力學報，2009，（1）.

[4] 侯喜程.電磁輻射污染與監測綜述[J].能源與節能，2011，（3）.

[5] 張邦俊，仇豐.居住區內輸電線路工頻電磁污染分布研究[J].中國環境科學，2010，（3）.

[6] 張啟春，阮江軍.高壓架空線附近的工頻磁場[J].電力環境保護，2008，（6）.

第三步，根據下式（8）計算每個測量點的綜合場強值（忽略相位差的影響）：

式（8）中，Ep1-Ep2，Ez分別表示測量點不同頻率的平均值和綜合場強值。

根據上述測量結果，分別列出頻率-場強、時間-場強、時間-頻率的對應值列表，繪制圖相應的曲線圖。再經過相關軟件對數據進行處理，求出綜合場強值，并繪制出相應的電磁輻射污染圖。

4 實測驗證

為了驗證預測結果的準確性，筆者對某變電站進行測量。變電站參數為，測量外界溫度為25 ℃，儀器常規高度為1.5 m，測量儀器為EFA-300電磁場分析儀，PMM9010電磁干擾測量接收機，PMMRA-01HV鞭狀天線，計算和檢測結果如下文所述。

4.1 計算結果

進行測量的具體參數見表1。

預測結果見表2。

4.2 實測結果

實際測量結果見表3～5。

4.3 結果分析

根據上表結果可知，在誤差允許的范圍之內，預測結果和實際測量結果相同。從結果可知，本地電場強度增加值很少，增量主要來源于變電站運行后而產生的，變電站自身的電磁輻射污染并不多，輻射污染的主要來源是高壓架空進線。因此，要有效減少電磁輻射的污染，可以將其設計為埋地線，最大限度地減少污染，同時還能有效除去視覺污染，保護環境。

5 結 語

隨著用電量的增加，電磁輻射污染日益嚴重，被認為是四大污染之一。對于其它污染的控制技術已經有了相當大的進展，然而由于電磁輻射污染的隱蔽性特點，人們對其特性、危害及相關的控制技術研究還處于探索階段。由于此污染和別的污染具有較大的區別，屬于“看不見、摸不著、聞不到”，難以察覺，極易被人們忽略。如何減少電磁輻射污染對人們造成的危害，是目前相關工作者亟待解決的主要問題。各相關部門和工作人員要更深研究，著力開展電磁輻射污染分布特性及監測，為電磁輻射污染的治理提供科學依據。

參考文獻：

[1] 徐鵬，張建春.電磁輻射污染對人的危害與防護[J].中國個體防護裝備，2011，（5）.

[2] 姚寶軍，張哲瑞，馬玉梅，等.電磁輻射污染及防護探索[J].中國環境管理干部學院學報，2011，（3）.

[3] 張建宏.電磁輻射污染與電磁環境監測[J].電力學報，2009，（1）.

[4] 侯喜程.電磁輻射污染與監測綜述[J].能源與節能，2011，（3）.

[5] 張邦俊，仇豐.居住區內輸電線路工頻電磁污染分布研究[J].中國環境科學，2010，（3）.

[6] 張啟春，阮江軍.高壓架空線附近的工頻磁場[J].電力環境保護，2008，（6）.