變電站對周圍電磁環境的影響分析

徐志燕 謝威 王蕾

摘要：變電站運行過程中會對周圍電磁環境產生一定的影響。本文對山東省內的變電站進行了調查并選取了某居民區周圍的110kV、220kV變電站進行電磁環境布點監測，分析變電站對周圍電磁環境的影響，并提出具體的防護措施。

關鍵詞：變電站;電磁環境;防護措施

中圖分類號：X591;X820文獻標識碼：A

隨著市場經濟的不斷發展，用電量的日益增加，為了滿足日常用電需求，電網建設已經進入了快速發展的時期，變電站數量不斷增加，且越來越接近公共設施區或居民生活區，并因電磁輻射受到了越來越多的社會關注。為確保變電站的經濟效益，同時保障周邊居民的正常生活，本文對山東省內典型110kV、220kV變電站進行了實地考察，通過監測數據分析了變電站的電壓等級、主變壓器容量、主變壓器及配電裝置的布置方式等對周圍電磁環境的影響，消除了公眾對變電站電磁輻射的恐慌，對處理變電站投訴具有指導意義。

1 電磁輻射

我們常說的電磁輻射（Electromagnetic Radiation，EMR），是指中高頻輻射能量以電磁波形式在空間傳播的物理現象。主要來源于以下兩個方面：一是自然電磁輻射，主要有地球大氣層中的雷電、宇宙射線、天體放電、地球磁場輻射和地球熱輻射等。二是環境電磁輻射，主要有人為的發射臺、雷達站、微波用具、電視機、無線電等所用的電子設備或設施。相對于電磁輻射問題，輸變電設施等是一類處于極低頻段的電力設施，不屬于電磁輻射的范疇，其問題主要表現為極低頻的電場和磁場，有時也簡單地稱之為電磁環境問題^[1]。

2 變電站周圍電磁環境的監測因子

在交流輸變電工程電磁環境監測中，監測因子為工頻電場和工頻磁場，監測指標分別為工頻電場強度和工頻磁感應強度。

2.1 工頻電場

工頻電場：隨時間作50Hz周期性變化的電荷所產生的電場。量度工頻電場強度的物理量為電場強度。其特點包括電力線呈現始于正電荷、終于負電荷的非閉合曲線;由電荷產生，而幾乎與磁場無關;其變化產生的磁場幾乎為零;波長為6000km或5000km，其系統的最大尺度遠遠小于波長，不產生電磁輻射。

2.2 工頻磁場

工頻磁場：隨時間作50Hz周期性變化的電流所產生的磁場。量度工頻磁場強度的物理量可以用磁感應強度或磁場強度。其特點包括磁力線為圍繞電流的閉合曲線;由電磁產生，與電磁無關;其變化產生的電磁幾乎為零。

3 變電站周圍電磁環境監測

3.1 監測布點方案

監測布點及測量方法依據《交流輸變電工程電磁環境監測方法（試行）》（HJ681-2013）^[2]和《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]，在變電站四周圍墻外5m處（遠離進出線，距離邊導線地面投影點不小于20m）各布設1個監測點。

3.2 監測儀器

監測儀器采用德國Narda.Safety-Test-Solution公司生產的EFA-300電磁場分析儀。

3.3 變電站選取及監測結果

本文對山東省的變電站進行了調查分析，選取了不同類型的110kV、220kV變電站，選取的變電站周圍地勢平淡、無遮擋，且無相同頻段電磁干擾，對其周圍電磁環境進行了布點監測，各變電站的相關參數見表1。

3.4 監測結果分析

3.4.1 監測結果

變電站周圍的工頻電場強度和工頻磁感應強度均能滿足《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）中規定的工頻電場強度（4000V/m）和工頻磁感應強度（100μT）標準限值的要求^[4]。

3.4.2 電壓等級對變電站周圍電磁環境的影響

對比電壓等級不同，主變和配電裝置的布置方式相同的典型變電站周圍的監測數據，分析得出：電壓等級越大，變電站周圍工頻電場強度和工頻磁感應強度的最大值越高。

3.4.3 主變布置方式對變電站周圍電磁環境的影響

主變布置方式主要有戶外布置和戶內布置兩種，選取電壓等級、主變容量及配電裝置的布置方式相同的典型變電站周圍的監測數據，對比分析表明：主變戶外布置的變電站周圍工頻電場強度和工頻磁感應強度的最大值明顯高于主變戶內布置的變電站的監測數據。

3.4.4 配電裝置布置方式對變電站周圍電磁環境的影響

配電裝置主要分為戶外布置和戶內布置，選取電壓等級、主變容量及主變布置方式相同的典型變電站周圍的監測數據，對比分析表明：配電裝置的布置方式對變電站周圍電磁環境的監測數據影響不明顯。

3.4.5 主變容量對變電站周圍電磁環境的影響

對比主變容量不同，電壓等級、主變和配電裝置的布置方式相同的典型變電站周圍的監測數據，分析表明主變容量對變電站周圍電磁環境的監測數據影響不明顯。

4 變電站周圍電磁環境的防護措施

變電站周圍的工頻電場強度和工頻磁感應強度均能滿足《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）中的標準限值要求，但為了盡可能降低變電站周圍電磁環境水平，可以從以下幾方面優化。

4.1 距離居民區較近的變電站可以優先選擇主變和配電裝置均為戶內布置，降低對周圍電磁環境的影響。

4.2 變電站圍墻盡量建設成鋼筋混凝土圍墻，減小電磁環境影響，同時降低噪聲的影響。

4.3 變電站投運后，要加強日常監測與管理。

5 結論

近年來，電力發展促進了經濟的快速發展，變電站電磁輻射對人的影響也引起了人們的高度關注。同時，隨著人們環保意識的提升，人們逐漸意識到電網輸變電站在運行過程中產生的電磁輻射對周邊環境和人體健康有一定的影響。本文對變電站電磁輻射進行監測和分析，提出了相應的防護措施，對變電站的利用和管理具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1] 王榮鎖.電磁環境建設項目環境影響評價編寫指南[M].天津出版傳媒集團，2017.9.

[2] 交流輸變電工程電磁環境監測方法（試行）：HJ681-2013[S].

[3] 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[S].

[4]?電磁環境控制限值：GB8702-2014[S].