高壓輸電線路電磁環(huán)境影響淺析

朱雅瓊

（云南省環(huán)境科學研究院，云南昆明650034）

電能不僅能滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰芡苿由鐣?jīng)濟的發(fā)展。而電網(wǎng)即是將電能輸送到各用電點的工具，因此電網(wǎng)建設的重要性不言而喻，電網(wǎng)改造與建設也是國家產(chǎn)業(yè)政策中鼓勵類項目。我國高壓電力網(wǎng)系統(tǒng)呈500kV—220kV（300kV）—110kV—35kV—10kV系列，500kV架空輸電線功能為遠距離輸送電能及特大城市周邊環(huán)線網(wǎng)，而城鄉(xiāng)交界處多分布為220kV／110kV高壓架空輸電線走廊［1］。另一方面，人們的環(huán)保意識和維權意識日益增強，對電磁環(huán)境的訴求也越來越高，導致出現(xiàn)對輸變電工程的抵制情緒。為更好地了解高壓輸電線路周圍的電磁環(huán)境，本文結合輸變電工程環(huán)境影響評價實例，參照相應的國家標準，客觀闡述高壓輸電線路周圍電場和磁場的電磁環(huán)境影響程度。

1 電磁環(huán)境

1.1 工頻電場

我國電力系統(tǒng)所加電壓為工頻交變電壓，所以導線就帶有低頻的交變電荷，同時在導線與大地之間形成低頻電場，即工頻電場。電場強度用沿某方向單位距離內(nèi)的電位差 （“電壓”）度量，計量單位為每米的伏特數(shù)（V／m）。

1.2 工頻磁場

當輸電線路流有工頻電流，則在載流導體周圍感應出工頻磁場，表征磁場能力的物理量為磁場強度，而同樣大小的磁場強度在周圍空間中產(chǎn)生的相應感應強度取決于周圍空間介質的磁導率。在做磁場環(huán)境影響分析時，一般采用磁感應強度作為評價指標，計量單位為特斯拉 （T）。

1.3 環(huán)境影響評價

我國電力系統(tǒng)的電源工作頻率 （簡稱工頻）為50Hz，在臨近輸電線路或電力設施的周圍環(huán)境中產(chǎn)生工頻電場與工頻磁場，它們屬于低頻感應場，其波長達6000km，相對于如此長的“波”而言，輸電線路本身的長度遠遠不足以構成有效的“發(fā)射天線”，從而不能形成有效的輻射。目前，我國對高壓輸電線路電磁環(huán)境的評價參照《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術規(guī)范》（HJ／T24－1998）居民區(qū)工頻電場限值和磁感應強度限值，即居民區(qū)工頻電場強度≤4kV／m，磁感應強度≤0.1mT。

2 電磁環(huán)境的理論計算

2.1 工頻電場強度計算

交流輸電線路的電場強度采用等效電荷法進行計算，計算分兩步進行：

（1）由輸電線路的電壓和電位系數(shù)矩陣，計算單位長度導線上的電荷。

（2）計算由這些電荷產(chǎn)生的電場。在計算時，一般認為輸電線路是無限長平行于地面的，且把地面視為良導體。計算多導線線路中單位到線上的等效電荷Q，是通過電壓U和麥克斯韋點位系數(shù)λ求解。

［Q］＝［λ］［U］

導線對地高度通常取最大弧垂時導線的最小對地高度。對分裂導線的情況，可以用等效的單根導線代替。

2.2 工頻磁感應強度計算

磁感應強度采用鏡像法計算，基本原理是將大地的影響等效成為地下一等值反向電流所產(chǎn)生的影響，其鏡像深度d近似可取。

式中：ρ為大地電阻率，Ω·m；f為頻率，Hz。

如果取大地電阻率50Ω·m，則d遠遠大于導線距地面的距離，所以，忽略它的鏡像進行計算。

磁感場強度的計算公式為：

3 理論計算與實際監(jiān)測對比分析

本研究結合220kV七果Ⅰ、Ⅱ回線路進行對比分析，該線路為同塔雙回架空建設，從500kV七甸變電站出線，接入220kV果林變電站。

表1 220kV七果同塔雙回線工頻電場強度、磁感應強度

從現(xiàn)場監(jiān)測和理論計算的結果看，220kV同塔雙回架空線路的電場強度在距離邊導10m范圍以內(nèi)，理論計算值遠大于現(xiàn)場監(jiān)測值；在距離邊導10m范圍外，理論計算值與現(xiàn)場監(jiān)測值基本吻合。由于建筑和樹木對電場有很強的屏蔽作用［2，3］，現(xiàn)場監(jiān)測的電場強度值已經(jīng)受到周圍植被的削減，監(jiān)測點位的實際電場強度值小于理論計算值。從現(xiàn)場監(jiān)測情況看，220kV同塔雙回架空線路周圍的電場強度最大值為0.81kV／m，遠小于國家限值4kV／m的標準要求。

磁感應強度的理論計算值與現(xiàn)場監(jiān)測值相差不大，隨著距離加大變化趨勢大致相同，但并不完全一致。這是由于生活中常見的材料或物體，如木材、磚瓦、石塊、水泥等材料或人體、墻壁、樹木等物體的磁導率與空氣差別很小，磁力線基本上不因上述物體或材料的存在而產(chǎn)生畸變或削弱［4］。而高壓輸電線路中的磁感應強度與線路電流有關，實際的磁感應強度也隨用電負荷的變化產(chǎn)生一系列不穩(wěn)定值［5］。從理論計算和現(xiàn)場監(jiān)測結果來看，220kV同塔雙回架空線路周圍的磁感強度遠遠小于國家限值0.1mT的標準要求。

4 結論

與人們生活距離較近的高壓線主要是110／220kV架空線路，從實際的電磁場強度來看，110／220kV高壓輸電線路工頻輻射能量非常小，完全沒有必要造成恐慌。目前，高壓送電線路在施工時必須嚴格遵照相應的技術規(guī)范，同時國內(nèi)外有關專家、學者正著力研究高壓輸電線路電磁屏蔽材料和方法，并逐步運用于實踐。因此，110／220kV架空線路不會對公眾生活帶來不利影響。

［1］王毅，劉嘉林，麻桂榮.高壓架空輸電線走廊周邊樓房電磁環(huán)境研究［J］.城市管理與科技，2005，7（3）：110－112.

［2］梁保英，高升宇，尤一安，等.高壓輸變電設備電磁輻射環(huán)境影響分析［J］.電力環(huán)境保護，2000，16（3）：57－59.

［3］吳健，呂平海，張格紅，等.建筑物對高壓輸電線路工頻電磁場屏蔽效果分析［J］.華東電力，2010，38（8）：1217－1219.

［4］鄔雄，萬保權.輸變電工程的電磁環(huán)境 ［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［5］王群，李永卿，陳靜，等.110kV高壓輸電線路電磁場分析及評價［J］.北京工業(yè)大學學報，2005，31（3）：308－312.