10kV汽車充電站的電磁環境監測及分析

吳少華 王迎春 齊飛

（江蘇省蘇核輻射科技有限責任公司，江蘇 南京 210019）

從現階段有關電動汽車充電站的學術研究資料上來看，針對汽車充電站建設項目的風險評價、環境影響與控制技術研究尚處于空白階段。而作為一個積極響應國家節能減排戰略的新型產業，盡可能的對環境風險進行控制是非常重要的。本文即從電磁環境的角度入手，對10kV汽車充電站的電磁環境進行分析與探討。

1 10kV汽車充電站發展現狀

在電動汽車產業快速發展的背景之下，電動汽車充電站的建設與發展是可以預見的。結合我國發展戰略以及發改委對新能源汽車產業所提出的發展要求來看，截止2020年，全國范圍內新能源汽車的覆蓋比例需要提高至50%以上，這也就意味著新能源汽車的消費市場將迎來一個全新的發展空間，而電動汽車作為新能源汽車中最具發展潛力的一類，必須依托于汽車充電站的大范圍建設與推廣而實現。當前，我國10kV汽車充電站建設正處于快速發展的階段，已建設投入運行的10kV汽車充電站能為電動轎車、中巴車、以及大型交通運輸車輛提供全天候的充電服務。特別是針對大型交通運輸車輛而言，已建設針對性的10kV汽車充電站，此類充電站能夠在公交車運營時段運用快充樁對電動公交車進行充電，充電時間在15分鐘～20分鐘內，單次充電電量可達到80%以上，而夜間運行慢充樁，能夠達到電量完全充滿狀態。

2 10kV汽車充電站電磁問題

已有的研究資料中認為，對于10kV汽車充電站而言，在建設以及投入運營的各個階段中，汽車充電站都會在不同程度上對周邊環境產生一定的影響。例如，在10kV汽車充電站的建設階段中，施工作業的開展可能會對周邊環境造成包括生態污染、噪聲污染、粉塵污染、建筑垃圾污染、以及施工污水污染在內的一系列問題。而當10kV汽車充電站投入運行后，還存在工頻電磁場，對周邊環境造成電磁影響。產生此問題的主要原因是：在10kV汽車充電站中，各類輸變電線路以及輸變電設備的運行都可能產生工頻電磁場，當工頻電場與工頻磁場超過一定范圍會對10kV汽車充電站內部設備的運行造成影響。

3 10kV汽車充電站電磁環境監測

在當前技術條件支持下，我國各個省市地區已建成的10kV汽車充電站主要以直流充電形式為主，這種形式的汽車充電站具有充電時間短，充電技術成熟可靠，充電站建設投資適中的優勢，能夠滿足大容量充電需求的公交車輛、社會公共充電站所需。在這種充電模式下，根據充電站設施的結構類型可以進一步細化為兩種不同的充電設施：其一是一體式直流充電機，其二是分體式直流充電機。有關研究資料中認為：在10kV汽車充電站實際運營的過程當中，10kV汽車充電站所選用的充電設施是一體式直流充電機或分體式直流充電機，將直接對整個10kV汽車充電站的電磁環境產生影響。通過對電磁環境的全面監測與分析，能夠為10kV汽車充電站中充電機型式的合理選擇提供依據。故而展開如下監測實驗：

（1）監測指標：測定10kV汽車充電站運行過程中工頻電場以及工頻磁場具體情況；

（2）監測方法：遵循我國現行《交流輸變電工程電磁環境監測方法》（HJ681-2013）中的具體要求展開對10kV汽車充電站電磁環境的監測工作。

（3）監測儀器：使用低頻電磁場測量儀對10kV汽車充電站電磁環境進行監測。

（4）監測對象：選擇XX市兩座新建10kV汽車充電站作為監測對象，其中一座10kV汽車充電站定義為A站，充電設施采用一體式直流電機，另一座10kV汽車充電站定義為B站，充電設施采用分體式直流電機。

（5）監測結果：對于選用一體式直流電機的10kV汽車充電站（A站）而言，一體式充電樁周邊電磁環境測定結果顯示，當充電樁輸出電壓取值在321.0V～335.0V范圍內時，所對應的工頻電場強度在0.7V/m～2.7V/m范圍內，當充電機輸出電流在93.3A～107.6A范圍內時，一體式直流充電機周邊磁感應強度大，測定值在0.089μT～2.493μT范圍內；

對于選用分體式直流電機的10kV汽車充電站（B站）而言，分體式充電樁周邊電磁環境測定結果顯示，當充電樁輸出電壓取值在406.7V～431.7V范圍內時，所對應的工頻電場強度在0.5V/m～1.3V/m范圍內，當充電機輸出電流在58.7A～73.6A范圍內時，分體式直流充電機周邊磁感應強度相對較小，測定值在0.047μT～0.092μT范圍內。

（6）監測結論：根據以上對一體式直流電機、分體式直流電機應用條件下的10kV汽車充電站電磁環境的監測結果，分析得出以下兩個結論：其一，由于的10kV汽車充電站自身電壓等級較低，因此無論使用一體式直流電機還是分體式直流電機，其充電樁周邊工頻電場強度均控制在較小范圍內；其二，對于一體式直流電機而言，其需要將直流充電工作模塊與充電操作終端布置在同一箱體內，而對于分體式直流電機而言，充電操作終端與直流充電工作模塊則獨立進行布置，充電機柜設置于配電室內，充電車位旁僅安裝有充電操作終端。從這一角度上來說，相較于一體式直流電機而言，分體式直流電機下功周邊工頻電場強度以及電磁強度相對較低，電磁環境更佳。

結語

電動汽車除具有效能高的特點以外，還具有噪音低、無尾氣的優勢，是積極推行我國節能減排戰略中非常重要的新型產業之一，同時也是當代汽車的主要發展方向。而10kV汽車充電站作為電動汽車充電的支撐系統，其運行性能將直接影響電動汽車的推廣程度。在10kV汽車充電站的建設運行中，有關電磁環境問題的分析更是不容忽視的。本文即詳細探討了10kV汽車充電站電磁環境方面的相關問題，通過對電磁環境監測數據的分析與論證，認為相較于一體式直流電機而言，分體式直流電機下功周邊工頻電場強度以及電磁強度相對較低，電磁環境更佳，值得推廣使用。

[1]錢斌，石東源，謝平平，等.電動公交車換電站——電池充電站優化規劃[J].電力系統自動化，2014（02）：64-69，84.