探析高壓輸變電工程的電磁輻射及環境保護

蘇喆靖，黃 薇

（北京中環格億技術咨詢有限公司，北京 100012）

為了滿足人們日常生活中對電能的需求，國家加快了高壓輸變電工程建設進程，但是有的工程選址靠近生活區或公共設施區，可能產生電磁輻射。目前，人們往往道聽途說，不能從正確途徑了解其電磁輻射的危害，以致對電磁輻射充滿恐慌，強烈反對高壓輸變電工程實施，造成相關建設虧損不斷，嚴重影響社會經濟發展[1]。

1 高壓輸變電工程產生電磁輻射的原因

1.1 高壓變電站

目前，高壓變電站主要分為三類：第一種變電站是交流特高壓站，核電、大型能源基地（300萬kW及以上）外送及跨大區（華北、華中、華東、東北、西北）聯絡750 kV/500 kV/330 kV變電站；第二種變電站是指除一類變電站以外的其他750 kV/500 kV/330 kV變電站，電廠外送變電站（100萬kW及以上、300萬kW以下）及跨省聯絡220 kV變電站，主變壓器或母線停運、開關拒動造成四級及以上電網事件的變電站；第三種變電站是指除了以上兩種外的220 kV變電站，電廠外送變電站（30萬kW及以上、100萬kW以下），主變壓器或母線停運、開關拒動造成五級電網事件的變電站，為一級及以上重要用戶直接供電的變電站[2-5]。

隨著電力技術的發展，現在已經形成以特高壓500 kV和1 000 kV為主要變電站，110 kV、220 kV變電站為終端變電站的大電網輸送模式。輸變電設備依靠電場和磁場相互作用從而傳輸電能。我國的電頻率是50 Hz，工頻電場也就是50 Hz的電場。工頻磁場是工頻電場感應出來的磁場，磁場電場建立后，工頻磁場不完全存在于輸變電設備中，部分會泄漏出來，人們稱之為電磁輻射。雖然高壓輸變電產生電磁污染，但這種污染并非輸變電設備產生的，而是帶電導線與地面形成的靜電磁場導致的。由于我國電力系統電源工作頻率（工頻）為50 Hz，屬于低頻（ELF，0～300 Hz），工頻磁場構不成有害電磁能量發射，其周圍的電場和磁場沒有相互依存、相互轉化的關系。產生的電磁能量太小，不會對人或用電設備造成危害，輸變電設備產生的電磁輻射常常被忽略不計，因此高壓電輸變電電磁輻射污染可以去除輸變電設備的影響因素[6-8]。

1.2 高壓輸電線路

高壓輸電線路荷載有高壓電流，電流流經高壓輸電導線后就會在輸電設備與地面之間產生靜電感應，形成電磁場，電磁場輻射出的電磁波對處于地面與導線之間包括人在內的任何物體都會產生危害，這種輻射污染隨著導線距地面距離的遠近而變化，導線距地越近，電磁輻射越強，導線距地越遠，電磁輻射越小[9]。

2 電磁輻射的危害

2.1 溫度導致的人體危害

因人體中所含的化合物主要是水，當水分子受到電磁輻射后，水分子之間就會進行摩擦，導致機體溫度上升，從而影響體內器官的正常工作。其主要體現在對眼睛的傷害，眼睛內的晶狀體主要成分是蛋白質，研究發現，就算微波強度不大，但是長時間作用下，晶狀體會加速衰老和混濁，這樣就會使人們的視野范圍縮小和對黑暗環境的適應時間延長，成為視覺障礙者。如果有長期低強度電磁輻射的作用，人們的眼睛會呈現疲勞狀態，就會出現眼干和不舒等現象。由于眼睛疲勞會引發更嚴重的狀況，頭部會出現眩暈感，身體會覺得疲乏無力，從而容易嗜睡，睡覺時又會出現多夢，人們僅僅處于淺度睡眠，很難達到深度睡眠，就會出現白天無精打采想睡覺、晚上又無法正常入眠的狀態，時常有盜汗現象出現，長期還會導致記憶力減退、脾氣暴躁、動作反應變得緩慢、心慌、胸悶、脫發等，引發一系列的癥狀[10]。

2.2 非溫度導致的人體危害

非溫度的影響，是因為電磁波達不到使人體受危害的溫度。其實，人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩定和有序的，但是除了溫度對人體的影響之外，一旦受到外界電磁場的干擾，本來所維持的穩定就會被打破，最終就會導致身體各組織器官遭受損害。低頻電磁波不能使人體溫度上升，即使被電磁輻射照射后，體溫并未明顯升高，但它已經干擾了人體的固有微弱電磁場，使血液、淋巴液和細胞原生質發生改變，對人體造成嚴重危害，可導致胎兒畸形或孕婦自然流產，影響人體的循環、免疫、生殖和代謝功能等。

現階段，許多電磁輻射研究表明，人體中的白細胞數和吞噬細胞數都有明顯下降，而這兩種細胞的數量比關系著人的抗體能力，當數量比下降后，抗體形成速度會明顯下降，人的抵抗力也會隨之下降，從而誘發一系列抵抗力低的病癥，如容易出現病菌感染，導致病毒性的感冒發燒。此外，受電磁輻射長期作用的人，會出現心腦血管疾病，因為長期輻射會導致血管通透性和張力降低，血液流動速度就會受到影響而減慢，從而加重心臟供血力。多數情況下，心臟運動出現緩慢癥狀，少數卻出現心臟運動速度過快，會更早更易促使其心血管系統疾病的出現，最常見的有心肌炎、高血壓、心機梗死、心臟衰竭、冠心病，這些心臟疾病最終會導致死亡。

長期接觸超短波發生器的人，容易出現生殖問題。男性會出現性機能下降，甚至陽痿，睪丸部位對電磁輻射非常敏感，它會引起血液循環不良，抑制精子生成而影響生育。女性可能出現月經周期紊亂，卵細胞產生數量減少，卵細胞的質量降低。高強度的電磁輻射可以產生遺傳效應，使睪丸染色體出現畸變和有絲分裂異常。妊娠婦女在妊娠前接受了短波透熱療法，其子代容易出現先天性缺陷（畸形嬰兒）[11]。

2.3 疊加效應

當不同電磁波對人體產生不同的危害后，人體會有相應的抵抗力進行修復，但人體受到的傷害尚未來得及自我修復之前，如果再次受到電磁波輻射，又會出現新的傷害，以前的傷害加上新生傷害，會造成持續性的危害，長久之下將會危及生命。目前，人們會長期接觸電磁波輻射，雖然功率很小，頻率很低，但是輻射時間很長的話，在疊加效應下，將會發生難以估量的病變，所以其危害值得警惕，要做好相關防護措施[1]。

3 環境保護

3.1 環境電磁輻射強度許可范圍

《環境電磁波衛生標準》（GB175-88）中說明：當波長形式為長、中、短波時，＜10 V/m的為安全區；＜25 V/m的為中間區；當波長為超短波時，＜5 V/m的為安全區，＜12 V/m的為中間區；當波長為微波時，＜10 μV/cm2的為安全區，＜40 μV/cm2的為中間區。對于長期居住、工作生活的所有人群，其中包括嬰兒、孕婦和老弱病殘，新建、改建或擴建電臺、電視臺和雷達站等發射天線，必須符合安全區的容許強度。環境電磁波造成不良影響的區域，必須采取合適的防護措施。有對人體直接產生不利影響的，此地區可通過綠植來緩解，但此區域不允許修建住宅和適于人群活動的公共設施，如學校、商場、辦公樓等，如已有相關建筑，要馬上采取相應措施，減少輻射時間[12-14]。

3.2 環境保護現狀

3.2.1 高壓輸變電站建設

各種研究表明，110 kV變電站的磁場值會隨著距離的增加而減少。目前，輸變電站的選址都有嚴格的控制，都會避開敏感區，工程建設中盡量不使用分相設備，一般使用三相設備，線路方面利用三角形和三角形架線方式，通過各相的電磁場相互抵消，降低總輻射，高壓架和線路架的高度設置也盡量減少輻射強度，采取合適的離地高度。變電站建設投資成本高的地區，適宜采用氣體絕緣金屬封閉高壓開關（GIS）設備，降低設備的電磁輻射強度。相關的塔基周圍要建立警示標志[4]。

3.2.2 輸電線路的選擇

在測試路徑為平坦地形、無遮擋建筑物及高樹的條件下，筆者測量了多個地區110 kV變電線路所產生的電磁輻射，其最大值達到124.2 V/m，測量結果表明，線路周圍所產生的電磁輻射符合《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》的相關標準。目前建設的輸電線路在導線的選擇及相序排列方面要符合環境要求，有一些靠近生活區域的，線路設計要滿足輻射允許距離的要求[7]。

4 結語

研究表明，各地區建立的高壓變電站所釋放的電磁輻射都符合國家標準。由于控制輻射措施的加強，高壓變電站及輸電線路的設計和實際運用都嚴格確保其環境污染在人體可控范圍內。所以，國家要大力宣傳電磁輻射專業知識，引導人們正確認識高壓變電站所產生的電磁輻射，進而加快推進電網建設，更好地滿足社會能源需求。