高壓輸電線路的電磁環境影響研究

陳越江

摘 要：伴隨著高壓輸電技術的發展，輸電的電壓越來越高。高壓電網引起的磁輻射問題越來越明顯。筆者對工頻電磁場對人類健康問題進行了詳細的介紹，并結合國內外的研究資料，認為工頻電磁的輻射環境問題是非常嚴重的環境污染問題的結論。并且提出來了：我們既要保證人類生活環境質量，又要保障電網建設的順利進行，保證社會、經濟的正常發展。需要尋找一個雙方都可以接受的平衡點的解決思路。

關鍵詞：輸電線路;電磁環境;電磁輻射

中圖分類號：TM723 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）14-0175-02

1 研究背景

輸電線路作為國家重要的基礎設施，是一個社會、經濟高度發展的國家必備基礎設施。根據國家統計部門2018年的統計報表：2018年上半年我國社會用電量為18111億千瓦時，比2017年同比增長13.89%。其中，城鄉居民生活用電量和第一、二、三產業用電量分別增長10.41%，10.32%、11.22%、8.39%。其中：全社會統調用電量同比增長12.22%。全國統調最高用電負荷同比增14.01%。最高用電負荷增長率比用電量增長率高3%。以上數據均表明：我國正處于用電負荷高速增長時期。

但是伴隨著用電需求的不斷增加，必然推動電力技術向大機組、大電網、超高壓的方向發展。根據基礎理論：輸電線路的輸電能力與輸電電壓的平方成正比。輸電電壓提高2倍，則輸送功率的能力將提高4倍。

縱看世界各國的電網發展史。我們可以發現：各國、各地區在選擇更高一級電壓時。通常會使相鄰兩個輸電電壓比≥2，這樣可以使輸電網的輸送能力提升4倍以上。實踐證明：大規模的電網按照這樣電壓級差構成的將具有明顯的經濟性以及合理性，并有利于電網的可持續發展以及服務半徑的擴大[1]。

電力輸送的經濟性以及用電負荷的增長是輸電網發展的源動力。過去的50年輸電網從高壓電網到超高壓電網，再向特高壓電網不斷進步。大量的核電、火電、水電等發電基地以及配套建設的高效的大型、特大型發電機，需要規模越來越大的輸電網絡。因此，需要相應的提高輸電電壓。我們才能更為經濟、高效的將電力從電廠輸送到遠距離的負荷場所。輸電電壓的提高，會導致輸電設備、輸電線路周圍的電場強度以及輸電導線表面的電場強度提高，并且會因電場效應以及“電暈現象”引起各種環境問題：（1）無線電干擾問題;（2）在強電場中的生理、心理問題;（3）線路走廊的污穢問題;（4）噪聲問題;（5）空氣的污染問題;其中前四個問題對人影響大最大[2]。

工頻電磁場對于人體健康的影響一直是個爭議性的問題，眾說紛紜。在1988年召開的CIGRE大會電對磁場的危險作出了過高的判定。在全球引起了極大的反響，幸運的是這種爭議并沒有影響到工頻電磁場的研究工作的繼續開展。

電磁波作為能量照射到人的身體上，必然是要造成相應的負面影響。電磁輻射的規律是：波長越短，對人體的影響越大。同時，研究也發現：電磁場的生物學活性隨頻率加大而遞增。就頻率對生物學活性而言：微波>超短波>短波，其頻率與環境影響程度成正比。現在我們考慮的問題就是：隸屬于ELF的工頻電磁場（50～60Hz）對人體影響如何？對人體健康有害的劑量和時間是多少？

生活中的ELF工頻電磁波主要來源自高壓變電站以及高壓線。這些高壓設施的周圍存在著各種強度的ELF電磁波。到目前為止，工頻電磁場對于人體健康的影響的研究方向主要是以下5種：（1）對人類心腦血管的影響;（2）對人類中樞神經的影響;（3）對人類生殖系統的影響;（4）對心臟起搏器的影響;（5）對人類腫瘤的影響。

2 國內外研究現狀

2.1 國內現狀

xx醫科大學在1978年在電磁輻射領域開展了大量的工作。他們對211名從事高壓電維護工作的員工進行了相關檢查，同時也對122名從事高壓電維護工作的員工進開展了長達10年的持續觀察。最后并沒有發現有明顯的健康影響區別。

2.2 國外現狀

與此同時，國外的專家、學者也開展了工頻電磁場對人類健康問題的相關研究。

1999年，英國的Hazader和Tony教授通過研究發現：高壓輸電線附近生活的兒童患白血病幾率較正常兒童提高了40%。該項研究認為：人類的遺傳基因染色體受到了電磁輻射的影響，但是其影響很難進行量化表達。

2005年，歐盟的Humedon教授通過研究發現：工頻電磁場的長期輻射是引起精神類疾病的一個重要外界因素。

2015年，美國的Terry教授通過調查高壓輸變電線周邊400m內居住的居民，分析目標居民患精神類疾病的情況。發現：這些居民患病的幾率較其他居民多34%。

3 電磁輻射的醫學影響

現代醫學普遍認為：細胞的衰敗與腫瘤的發生、發展有直接的關系。

中國醫科大學在這方面進行了長達20年的持續觀察與研究。通過對長期處于電磁輻射環境工作的員工進行專項檢查。檢查結果為：電磁觀察組的淋巴細胞衰敗率最高84%，最低35%，平均51.40±10%。電磁觀察組中15年以上有5例，淋巴細胞衰敗率為 52±10.2%。工齡10-15年8例，淋巴細胞凋亡率為32.00±3.14%。工齡5-10年12例，淋巴細胞凋亡率為22.35±4.56%。工齡1-5年43例，淋巴細胞凋亡率為12.78±5.11%。通過分析上述4組可以發現4組數據有顯著區別。背景組最高13%，最低3%，平均5.30±2.13%。

上述結果說明：淋巴細胞的衰敗率與長期工作在高壓輸變線附近工作（電場強度為20-45kV/m的電磁輻射條件下）有直接關系。時間越長，影響越顯著。

在此研究基礎上，東北電力醫院還通過志愿者開展了專項研究。將20個志愿者分成2組，每組10人，電磁觀察組的淋巴細胞在電磁輻射下培養96小時，然后與無輻射的電磁觀察組進行對比。最后得到了與職業人員相同的結論。

進一步說明：工頻電磁場會引起淋巴細胞衰敗率的升高。我們可以認為：工頻電磁場會引起腫瘤發生。因此，工頻電磁的輻射環境問題是非常嚴重的環境污染問題，應該引起我們的足夠重視。

4 高壓輸電線路電磁輻射的影響

4.1 高壓輸電線路下電場的影響

電壓等級的提高必將引起輸電線路電場強度有的增加。因此，人們十分關心：電場強度對人以及環境產生的影響。近年來我們發現：架空的輸電線路下電場強度隨著電壓等級的升高，能超過晴天時自然背景電場強度（0.1～0.15kV/m）的50倍甚至上百倍。受其影響，在高壓輸電線路下人會產生皮膚刺痛、電擊引起的刺痛、毛發豎立以及火花放電和感覺直觀。此外，我們更關心還是長期存在于我們周圍的電磁場對生態環境以及人類健康的影響。這種環境污染影響是普遍存在的，很難避免。針對長期生活和工作在高壓輸電線路環境下的人群。在重點關注的心血管系統、生育系統、腫瘤系統以及中樞神經系統。歐美的專家、學者開展了系統的研究，發現：長期處于高壓輸電線路環境下的人群均受到不同程度的影響。具體體現在：（1）生育功能減退;（2）精神類疾病發病幾率高;（3）生男孩幾率降低，生女孩幾率高;（4）兒童患白血病幾率增加。

美國的Bella教授做過研究：介紹了美國南部地區526名500kV變電站內長期工作的員工的身體情況。變電站內員工的工作環境為：直接感應電流為120μA/m;平均電場強度為8～12kV/m。134個人存在有消化系統失調、失眠、頭痛、疲勞等癥狀。有67個人心電圖存在異常現象。有78個人患有心腦血管系統方面的疾病。有134個人患有中樞神經系統障礙、精神衰弱等疾病。

4.2 高壓輸電線路的磁場環境影響

與生活中常用的家用電器附近的磁場相比較，輸變電線路附近的磁場并不高。220kV輸電線路下最大磁場<0.04mT。磁場與電場不同：工頻磁場具有非常強的穿透性，非常容易穿過障礙物，包括建筑物和人體。因此，不受物體空間布置的影響和干擾。

1993年，為了驗證架空高壓輸電線路對線路周圍居民身體健康的影響。美國開展了流行病學調查。美國開展的這次調查涉及的范圍主要是：110kV到500kV的高壓輸電線400m范圍內居住的居民。居住時間為1-15年，共計有40萬人參與了調查。

通過2年的時間對調查資料進行分析、研究。研究結果表明：腫瘤與高壓電線磁場有直接的關系。磁場強度每高出0.1μT，腫瘤發病率概率就增加3.5倍。

1998年，英國也開展了類似的研究。通過對居住在高壓輸電線路附近的3404名患有惡性淋巴腫瘤、白血病、以及腦瘤的12歲以下兒童進行了調查與研究。研究結果表明：磁場強度的均值>0.25～0.39μT的范圍內的兒童容易患腫瘤疾病。

5 電磁輻射的環境認知發展歷程

伴隨著高壓輸電技術的發展，輸電的電壓越來越高。高壓電網引起的磁輻射問題越來越明顯。1964年開始，逐步進入人類的視野，業內專家及環保領域的專家陸續開展相關研究。

2001年，高壓電網電引起的磁輻射問題才進入我國政府及公眾的視野。在2003年，《輸變電工種環境影響評價技術導則》、《國家電網公司電網建設項目環境影響評價管理規定（試行）》以及《國家電網公司環境保護工作管理辦法（試行）》的相繼頒發，邁出我國電網環保問題治理工作規范化、制度化的第一步。

經濟高速發展、技術進步帶來的高壓輸電線路電磁輻射的環保問題。已經逐漸成為人們關注的重點。我們既要保證人類生活環境質量，又要保障電網建設的順利進行，保證社會、經濟的正常發展。需要尋找一個雙方都可以接受的平衡點。

首先，需要建立起作為判定標準的相關標準。依據標準對高壓輸電線路的電磁輻射進行評估。從而判定電磁輻射對人類和環境的影響是否在可接受范圍內。

但是，根據我們詳細調查發現：目前，世界各國標準并不統一。人類和生態環境的完整、系統的評價標準體系并不存在。多少的電磁輻射量對于人體和環境是安全的界限。目前，世界各國、各研究團隊、各國際組織均無法給出確切的答案。

目前，我國開展工作的主要依據是：《電磁輻射的防護規定》（GB 8702-88）。國際非電力輻射防護委員會（英文簡稱：ICNIRP）中建議的指標（磁場強度：0.1mT，電場強度：4kV/m。）

國家質檢總局于2001年12月20日頒布了《電磁輻射暴露限值和測量方法》強制性國家標準意見稿中，第一次將工頻頻率納入到在限值的標準內：

電場強度的導出限值分別為：6kV/m;

磁場強度的導出限值分別為：0.078mT。

職業暴露的基本限值為：2.5mA/m2。公眾暴露的磁場強度和電場強度的導出限值分別為：0.022mT，4kV/m。

參考文獻

[1] 劉振亞.特高壓電網[M].北京：中國經濟出版社，2005.

[2] 栗福珩.高壓輸電的環境保護[M].北京：水利電力出版社，1989.