110kV變電所工頻電磁場強度監測實踐與影響研究

陳彩鳳　楊明昇

摘要：110kV變電所影響周圍環境的是其感應磁場及電場。通過對比現行標準對工頻電磁場測試方法的要求，針對三種典型變電所的電磁場進行監測，提出110kV變電所的測試方法及限值選取原則，并基于大量的實測數據，分析變電站工頻電磁場對環境影響的現狀。

關鍵詞：110kV變電所；工頻電磁場；強度監測；實測數據；環境影響 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM631 文章編號：1009-2374（2015）29-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.067

1 概述

變動的電場會產生磁場，變動的磁會產生電場。1831年，英國人法拉第發現了這一奇妙的現象，后人稱之為法拉第電磁感應定律，并利用這個原理開始發電，各種用電設施逐漸出現在人類生活的各個方面。經過一百多年的發展，電力已經成為人類社會不可缺少的能源之一。由于電能必須經過變電所輸送、分配，隨著電能的廣泛應用，變電所的數量逐漸增加，其電壓等級也不斷提高，使人們居住環境中的工頻電磁場隨之增大。人類在享受著電力帶來生活改善的同時，也開始感到憂慮，諸如“電磁污染危害人類健康”“隱形殺手-電磁輻射”等的報道開始出現在各種媒體中傳播，導致公眾漸漸對電力電磁現象產生恐懼，甚至達到談之色變的

情況。

眾所周知，變電所的工作頻率為50Hz（簡稱“工頻”），其周圍的電場與磁場是單獨存在的，屬于低頻電磁場，通常情況下不會涉及電磁輻射問題。國際權威組織在極低頻環境健康影響領域內，也只涉及電場與磁場分析，而不使用“電磁輻射”這一籠統模糊的概念，更沒有任何國際權威組織會在該領域誤用“電磁輻射”這一術語。

2 監測實施

2.1 監測儀器

意大利產PMM8053電磁場強度儀、PMMEHP-50A極低頻電場分析器。該儀器通過華東國家計量測試中心校準，其計量性能溯源至國家計量基準，并在有效期內。

2.2 評價依據

國內暫未制定有關居民區工頻電場評價標準，可引用國家環保總局《環境影響評價技術導則 輸變電工程》（HJ 24-2014）中規定的推薦值作為指引標準。規范中“推薦暫以4kV/m作為居民區工頻電場評價標準，推薦暫以應用國際輻射保護協會關于對公眾全天輻射時的工頻限值0.1mT作為磁感應強度的評價標準”。

3 監測過程

3.1 樣本及監測點的選取

紹興市質量技術監督檢測院在電力部門的配合下，選取了三類典型的110kV變電所：戶外布置式變電站、戶外設備戶內布置式變電站、氣體絕緣（GIS）變電站。額定負荷均為2×50MVA，高壓進出線回路均為2回。測試點分主變、控制室、進出線、圍墻外四個

區域。

3.2 測量條件

3.2.1 測量距離的選擇：測量高度選1.5m，測量人員離測量傳感器探頭2.5m以上，測量探頭距主變壓器（分高壓側、低壓側和兩主變中間）或控制室控制屏外殼1m、2.5m、5m。圍墻內進出線正下方距圍墻1～2m開始測，向垂直于進出線方面每間隔2m測一次，共測4～8點。圍墻外從距圍墻1m開始測，沿進出線方向每間隔2m測一次，共測6點。測量讀數：每1min讀一個數，每次測量時間不小于15s，共測5次，取5次的平均值為測量結果。

3.2.2 測量點數量：本次監測主變周圍共設15個點，圍墻內進出線周圍各設8個點，控制室設6個點，圍墻外各設6個點。

3.3 監測結果

3.3.1 戶外布置式變電站。主變周圍電場強度最高2.32kV/m，最低0.73kV/m，平均值為1.03kV/m。磁感應強度最高23.126uT，最低1.805uT。圍墻內進出線周圍電場強度最高2.881kV/m，最低0.177kV/m，平均值為0.89kV/m。磁感應強度最高18.345uT，最低0.237uT。控制室內電場強度最高0.33kV/m，最低0.16kV/m，平均值為0.19kV/m。磁感應強度最高0.312uT，最低0.121uT。圍墻外電場強度最高2.22kV/m，最低0.21kV/m，平均值為0.33kV/m，磁感應強度最高2.417uT，最低0.123uT。

3.3.2 戶外設備戶內布置式變電站。主變周圍電場強度最高1.69kV/m，最低0.70kV/m，平均值為0.95kV/m。磁感應強度最高13.124uT，最低1.705uT。圍墻內進出線周圍電場強度最高1.84kV/m，最低0.176kV/m，平均值為0.89kV/m。磁感應強度最高12.410uT，最低0.217uT。控制室內電場強度最高0.33kV/m，最低0.15kV/m，平均值為0.18kV/m。磁感應強度最高0.315uT，最低0.122uT。圍墻外電場強度最高1.77kV/m，最低0.22kV/m，平均值為0.31kV/m，磁感應強度最高2.417uT，最低0.123uT。

3.3.3 氣體絕緣（GIS）變電站。主變周圍電場強度最高0.88kV/m，最低0.36kV/m，平均值為0.41kV/m。磁感應強度最高7.718uT，最低1.705uT。圍墻內進出線周圍電場強度最高0.84kV/m，最低0.192kV/m，平均值為0.64kV/m。磁感應強度最高8.044uT，最低0.236uT。控制室內電場強度最高0.32kV/m，最低0.14kV/m，平均值為0.17kV/m。磁感應強度最高0.318uT，最低0.120uT。圍墻外電場強度最高0.77kV/m，最低0.20kV/m，平均值為0.29kV/m，磁感應強度最高0.835uT，最低0.123uT。

3.4 結果分析

3.4.1 戶外布置式變電站圍墻周界處的工頻磁場水平最大不超過3μT。該類變電站周界處較高的磁場水平是由110kV架空進線產生的，在現場測得的最大磁感應強度值為23.126μT（110kV架空線與另一路110kV電纜的共同影響）；對采用110kV電纜進線的戶外布置式變電站，在110kV進線電纜溝上方實測得的最大工頻磁感應強度均小于19μT。戶外設備戶內布置式變電站在主變壓器滿負荷（2×50MVA）情況下，墻界處的工頻磁場，除進線電纜溝上方（由地下電纜產生的磁場）外，均不超過2μT（110kV進線電纜溝上方產生的最大工頻磁場水平不超過15μT）。戶外設備戶內布置式變電站。氣體絕緣（GIS）變電站由于大部分母線都有屏蔽，整個變電站總體的磁場水平較低。即使在滿負荷（2×50MVA）運行時，除臨近110kV電纜進線部位以外，建筑物外5m距離處的磁場水平不超過1μT（110kV電纜進線溝上方最大不超過10μT）。

3.4.2 位于市外的變電站。監測表明，該類變電站周圍環境空曠，電磁場變化趨勢明顯，變電站外的電磁環境受進出線的影響非常大。就工頻磁場而言，圍墻外工頻磁場小于3μT。

3.4.3 位于市內的變電站。圍墻外1m處的磁感應強度一般小于1.25μT。而且由于該類變電站多數位于市區，變電站外環境復雜，易受進出線和路邊10kV或380V電力線路影響，很難看出變電站產生的電磁場的變化趨勢。

3.4.4 電場強度與變電所種類無關，只與距離

有關。

3.4.5 作業點磁場強度比較。戶外布置式變電站較高，戶外設備戶內布置式變電站次之，氣體絕緣（GIS）變電站。各類變電所磁場強度依兩主變周圍、進出線下、控制室、圍墻外遞減。

4 結論

（1）三類110kV變電站中，電場強度均小于3kV/m，產生的磁場均低于25μT，屬于合格范圍內，比限值低1個數量級以上，而且在距變電所約4～5m處，電磁場已降至環境背景值；（2）主變、進出線上方的電磁場較其他區域大，所以現場作業人員在兩主變周圍、進出線下方應做出相應的安全保護；（3）相同負荷時，電磁場從大到小的順序是：戶外布置式變電站、戶外設備戶內布置式變電站、氣體絕緣（GIS）變電站。

5 結語

通過現場測試可以看出，變電站外工頻電場和磁場均符合標準限值。報告建議，在建設高壓變電站時，要注意設計和布置好架空進出線的走向和位置，使之盡量避讓民房。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家環境保護標準：環境影響評價技術導則 輸變電工程（HJ 24-2014）[S].

[2] 中華人民共和國國家標準：電磁環境控制限值（GB 8702-2014）[S].

[3] 中華人民共和國國家環境保護標準：交流輸變電工程電磁環境監測方法（試行）（HJ 681-2013）[S].

[4] 中華人民共和國國家環境保護標準：輻射環境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法（HJ/T 10.2-1996）[S].

作者簡介：陳彩鳳（1968-），紹興市能源檢測院質量負責人，高級工程師，研究方向：電能質量及節能。

（責任編輯：蔣建華）