東莞市某500 kV變電站及輸電線路

譚曉輝+胡榮光+鄧鎵杰

摘要：以東莞市某500 kV變電站及輸電線路為研究對象，通過全方位現場監測及數據分析，根據《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）中規定的標準限值進行了綜合評定。探究了500 kV變電站的工頻電磁場水平和日內變化規律，為讓公眾進一步了解和認識輸變電工程的電磁場輻射水平和對人體健康的影響，及為變電站的建設及規劃提供科學的參考依據。

關鍵詞：500 kV變電站；輸電線路；工頻電場；工頻磁場；變化規律

1 引言

隨著人們對生態文明質量要求的不斷提高，群眾對變電站和高壓輸送線路環境影響問題憂慮甚多，導致電磁輻射類的投訴日益增多，甚至影響電力建設和社會公共秩序的穩定。為探知工頻電磁場環境輻射水平，解決公眾疑慮，保障公眾健康，開展變電站和高壓輸電線路工頻電磁場監測。研究選取一個典型500kV變電站及輸電線路，結合變電站運行工況，監測變電站周邊，變電站內典型點位及輸電線路的工頻電磁場水平，根據工頻電磁場監測結果，分析歸納500kV變電站及輸電線路的工頻電磁場水平和日內變化規律。

2 研究區概況

東莞市位于廣東省中南部，珠江口東岸，距離大亞灣核電站約100 km，距陽江核電站約250 km，制造業實力雄厚，產業體系齊全，是全球最大的制造業基地之一，2015年用電量約660億kW·h時，截至2015年6月已建成變電站160座。預計到2016年底前，東莞市變電站數量可達187座，建設配網項目3000多個[1]。

3 調查監測方法

3.1 調查對象

選取的變電站主變壓器有5臺（其中500 kV變壓器4臺，220 kV變壓器1臺），總容量為3000 MVA。站內有500 kV、220 kV、35 kV三個電壓等級，連接方式為3/2接線方式（320 kV）、雙母線雙分段（220 kV）、單母線（35 kV）。500 kV系統出線有8回，220 kV系統出線有12回。變電站四周圍墻高3 m，東側是果園，南側是道路，西側是農田菜地，北側是山地果園。距變電站較近的環境敏感保護目標為南面1 km處的居民區及西面1.5 km處的工廠企業。選定的輸電線路監測點距變電站約3.5 km，為500 kV同塔雙回線路，周圍空曠，無大型建筑物、樹木等遮擋，兩桿塔間導線檔距中央弧垂最低位置的對地高度為15 m，衰減斷面沿新建道路并垂直于輸電線路方向進行。

綜上所述，變電站及輸電線路的環境干擾因素少，符合研究條件。研究對象主要對變電站外周邊、站內典型點位及輸電線路的工頻電磁場水平進行布點監測。

3.2 調查監測儀器

監測調查使用了2臺同品牌同型號的監測儀器，在同一位置、同一高度的情況下，進行了比對校準，校準后開展監測點位瞬時及24 h連續同步監測。儀器信息及比對情況（表1）。

3.3 方法與標準

《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）；

《輻射環境保護管理導則-電磁輻射監測儀器及方法》（HJ/T10.2-1996）；

《交流輸變電電磁環境監測方法》（HJ681-2013）；

《環境影響評價技術導則輸變電工程》（HJ24-2014）；

《高壓交流架空送電線路、變電站工頻電場和磁場測量方法》（DL/T988-2005）。

3.4 點位布設和監測要求

調查研究選取三種類型點位進行布點監測：①在變電站外四周設置14個環境監測點位，并綜合電磁場水平較高點，選取衰減監測點，布設10個電磁場衰減監測點，開展瞬時巡測；②在變電站內選取2個典型點位（#4主變旁220 kV出線下方和500 kV某乙線下方）進行同步24 h連續監測；③在變電站輸出線路中，選取一條500 kV送電線路，在兩桿塔間導線檔距中央弧垂最低位置的橫截面方向上距離邊導線分別對地投影處0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 m處共布設11個監測點，開展瞬時監測。上述每個監測點連續測量6次， 每次測量時間15 s，記錄和計算6個測量數據的平均值作為該點的監測結果。

4 結果與分析

4.1 變電站外周邊點位工頻電磁場水平

4.1.1 變電站外四周環境點位工頻電磁場水平

通過監測共獲得監測數據84個，經統計分析，變電站周邊環境點位工頻電磁場總體水平較低，單個測點的工頻電場的最大值為0.8860 kV/m，工頻磁場的最大值為3.3013 μT，監測結果最大值遠低于標準限值（表2）。

4.1.2 變電站外衰減點位工頻電磁場水平

綜合變電站外四周環境點位的電場和磁場水平監測數據，西側圍墻外監測值水平相對較高，設置電磁場衰減監測點。從實測監測數據結果顯示，隨著距離的增大，工頻電場水平先增高后降低，約在20 m處出現峰值后，工頻電場水平呈下降趨勢（圖1）；在5 m處，工頻電場為0.3877 kV/m，工頻磁場為0.4617 μT；到50 m處，工頻電場衰減至0.1978 kV/m，工頻磁場衰減至0.1018 μT。工頻電場最大值出現在西墻外20 m點位處，為0.7211 kV/m；工頻磁場最大值是西墻外5m處的0.4617 μT（圖2）。

4.2 變電站內典型點位工頻電磁場水平

2個典型點位的24 h連續監測共獲得監測數據約1.4萬個，結果統計顯示，工頻電磁場水平起伏大致可分為4個階段，第一階段為凌晨0∶00～8∶00，第二階段為9∶00～13∶00，第三階段為14∶00～19∶00，第四階段為20∶00～23∶00，兩個典型點位的工頻磁場水平最高點均出現在14∶00～19∶00時段，最低出現在0∶00～8∶00時段（圖3）。縱觀變電站當天工況可知，工頻磁場水平與用電負荷變化趨勢較為一致（圖4）。主變和某乙線24 h工頻磁場監測值水平分布，較大值均占約10%（圖5）。

4.3 輸電線路工頻電磁場水平

從監測結果顯示，隨著邊導線投影距離增大，工頻電場和工頻磁場的水平均顯著下降。工頻電場最大值為5 m處點位的8.1172 kV/m，已接近國家標準限值（10 kV/m），到10 m處后迅速降到50%以下；工頻磁場的最大值為輸電線路乙線下方點位的3.3013 μT（圖6、圖7）。

5 結論與建議

（1）此次監測變電站外周邊環境點位工頻電場強度和磁場強度總體水平較低，遠遠低于標準限值。電磁場強度總體上隨著距離的增大而降低，實測中工頻電場水平是先增高后降低，最大峰值出現在20 m處；工頻磁場水平呈單一下降趨勢[2～6]。實測中電場水平先增后降的原因是變電站圍墻的屏蔽，在距圍墻5 m、10 m和15 m處點位會因為圍墻的屏蔽使電場水平變小，距離圍墻越近受到的屏蔽影響越大，而從20 m處開始，圍墻的影響基本消除，從而呈現出正常的衰減趨勢。由此可見圍墻的建設對工頻電場具有屏蔽作用，圍墻越高影響范圍越大，規劃部門可參考研究結果，進一步研究電站圍墻高度建設的規范，以達到控制電磁場水平對外環境的影響。

（2）總體而言，變電站內兩個典型點位的工頻磁場水平在工況穩定的情況下日內波動不大，監測值也遠低于《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）中規定的工頻磁場標準限值。在用電需求較高、負荷較大的時段，工頻磁場強度也相應較高，兩者具有一致性。

（3）根據輸電線路監測結果顯示，隨著距邊導線投影距離增大，工頻電場和工頻磁場的水平均顯著下降[7～9]。監測結果雖沒超出國家標準限值，但工頻電場強度最大值已接近國家標準限值。因此要嚴格控制高壓輸電線路下的工頻電磁場強度值，高壓輸變電工程從設計、建設到運行都應該嚴格按照有關規范和規程，高壓輸變電工程對途經的環境敏感點的安全防護距離應留有足夠安全裕度[10]。

（4）當前公眾對變電站輻射的認識存在誤區，市民關于此類問題的科學知識的普及和宣傳工作不到位有關[11]。調查研究顯示變電站內及周邊敏感點位的電磁場水平遠遠低于相關標準限值。今后，媒體、電力、環保等部門還需加強對民眾有關變電站及輸電線路輻射問題的科學解釋和正確引導。

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Investigation on the Electromagnetic Field Intensity for

a 500kv Substation and the Transmission Line in Dongguan City

Tan Xiaohui， Hu Rongguang， Deng Jiajie

（Dongguan Environmental Monitoring Central Station， Dongguan，Guangdong 523009， China）

Abstract： Taking a 500kv substation and the transmission line in Dongguan City as the research object， according to thespecified standard limited valueControlling limits for electromagnetic environmenr（GB8702-2014）， through the real-time monitoring recordof multidimensional and data analysis，we conducted the comprehensive evaluation. Describing and explaining the level of the power frequency electromagnetic field intensity and intra-day change rule of 500KV substation， we hoped to allow the public to further understandthe electromagnetic field intensity for the transmission and transformation project and effects on human medical health.as well as providing scientific reference basis for the planning and construction of substation.

Key words： 500kv substation； transmission line； electric field； magnetic field； change rule