110 kV緊湊型鋼管桿塔電磁環境影響研究

摘要：在社會建設和經濟發展廣泛用電的社會背景下，高壓輸變電工程數量日益增多，隨之受城市景觀和形象的需求，更多的110 kV線路在城市區域采取緊湊型鋼管桿塔，以減少桿塔建設帶來的突兀感，因此緊湊型鋼管桿塔在城市區域電力建設成為主流。然而，110 kV架空線路建設投入使用過程中難免會產生工頻電場、工頻磁感應強度，這將對線路周邊的電磁環境造成一定的影響。文章以110 kV緊湊型鋼管桿塔輸變電工程為宴例，采用模式分析及類比監測方法，預測110 kV緊湊型鋼管桿塔運行對其周圍電磁環境的影響，為日后110 kV緊湊型鋼管桿塔電磁環境影響評價提供一定的技術參考，同時為110 kV緊湊型鋼管桿塔建設提供一些設計依據。

關鍵詞：高壓輸變電工程；緊湊型鋼管桿塔；電磁環境

中圖分類號：X820.3 文獻標志碼：B

前言

高壓輸變電是通過發電廠使用變壓器將發電機輸出的電壓升壓后進行傳輸的一種電力傳輸方式。高壓輸變電具有減少電能的損耗、減少線路消耗、提高輸電效率、供電可靠性高等優點。為了保證經濟建設發展，提高居民生活質量，中國近年來愈加重視高壓輸變電工程的建設。目前，電力系統正在推進輸電架空線路全生命周期建設。為了貫徹“兩型三新”的電網建設要求，城市區域越來越多的110 kV輸電線路以緊湊型鋼管桿塔進行建設，這樣一來高壓交流輸電線路產生的電磁環境對居民的影響也日漸突出，高壓輸電線路建設產生的電磁影響已逐漸成為人民群眾關注的熱點問題之一，尤其是隨著許多學者對輸電線路周圍的電磁環境進行了分析研究，ICNIRP_導則指出，長期處于高壓輸電線路一定范圍內生活或者工作的群眾，由于長時間曝露在工頻電場、工頻磁場的環境中，身體可能會受到影響，出現一些不良的反應。因此文章對110 kV緊湊型鋼管桿塔進行電磁環境影響評價。

1緊湊型鋼管桿塔基本情況

電力鋼桿是一種用于支撐高壓電力線路的建筑材料，由高強度鋼材制成。它具有耐腐蝕、高強度、重量輕、安裝方便等優點，能夠在惡劣的自然環境下保持穩定的結構和良好的工作性能電力鋼桿可用于架設110 kV及以上的輸電線路。在這些高壓輸電線路上，大多數采用的是橋架型電力鋼桿，具有被動限位和彈性機構，可以防止導線跳動和剪切運動，提高線路的穩定性和安全性。文章以110-ED21GS-SZG2直線桿為例開展電磁環境影響預測，具體塔型圖見圖1。

2電磁環境預測的基本參數

文章以110-ED21GS-SZG2直線桿為例，建立相應的坐標系，并按照常見架設的導線型號、分裂方式、計算電壓、計算電流等參數，開展電磁環境預測，具體參數見表1。

3電磁環境影響分析及評價

3.1評價范圍

此次預測分析的線路為110 kV架空輸電線路。依據《環境影響評價技術導則-輸變電》（HJ 24-2020），電磁環境影響評價范圍為：架空線路邊導線地面投影外兩側各30 m區域，因此此次預測的點位也選取30 m范圍。

3.2營運期電磁環境影響預測與評價

此工程架空線路電磁環境影響預測采用類比分析和模式預測兩種方法進行評價。因此此次電磁環境預測具體的點位為：鋼管塔在導線對地高度為6m非居民區時地面1.5 m處的工頻電場和工頻磁感應強度的分布情況；導線對地高度為7m居民區時，地面1.5 m處的工工頻電場和工頻磁感應強度的分布情況。

3.2.1理論分析法預測結果及評價

緊湊型鋼管桿塔架空線路運行的工頻電場、工頻磁場影響的理論計算參照《環境影響評價技術導則__輸變電》（HJ 24-2020）中的推薦模式進行。利用等效電荷法計算高壓送電線路下空間工頻電場強度。由于工頻電磁場具有準靜態特性，線路的磁場僅由電流產生。應用安培定律，將計算結果按矢量疊加，可得出導線周圍的磁場強度。

經模式預測，雙回塔在導線對地高度為6m時地面1.5m處、導線對地高度為7m時地面1.5 m處的工頻電場強度、工頻磁感應強度預測結果見圖2、圖3。

由圖2可知，采用110-ED21GS-SZG2直線桿架設（單分裂導線）時，線路經過非居民區時導線最大弛垂離地為6m時，線路運行產生的工頻電場強度最大值為3.18 kV/m，最大值出現在離線路中心Om處，滿足《電磁環境控制限值》（GB 8702-2014）中架空送電線路線下的耕地、園地、牧草地、畜禽飼養地、養殖水面、道路等場所，其頻率50 Hz的電場強度控制限值為10 kV/m的標準要求；經過居民區時導線最大弛垂離地為7m時，線路運行產生的工頻電場強度最大值為2.694 kV/m，最大值出現在距線路中心Om處，小于《電磁環境控制限值》（GB 8702-2014）中4 000 V/m的評價標準要求。

由圖3可知，采用110-ED21GS-SZG2直線桿架設時，線路經過非居民區時導線最大弛垂離地為6m時，線路運行產生的工頻磁感應強度最大值為16.685 uT，最大值出現在離線路中心2m處，經過居民區時導線最大弛垂離地為7m時，線路運行產生的工頻磁感應強度最大值為15.026 uT，最大值出現在離線路中心0m處；采用110-EC22S-S22直線塔架設時，線路經過非居民區時導線最大弛垂離地為6m時，線路運行產生的工頻磁感應強度最大值為14.805 uT，最大值出現在離線路中心4m處；經過居民區時導線最大弛垂離地為7m時，線路運行產生的工頻磁感應強度最大值為13.271 uT，最大值出現在離線路中心3m處，均小于《電磁環境控制限值》（GB 8702-2014）中100 uT評價標準要求。

3.2.2類比分析法預測結果及評價

此次選取已建設的鋼管塔線路實測數據進行類比分析，類比監測結果見表2。

由表2可知，110 kV鋼管塔雙回路架空線路處工頻電場強度為217.52-323.81 V/m，工頻磁感應強度為0.229-0.365 uT，滿足《電磁環境控制限值》（GB 8702-2014）中的相應限值要求。

4結論

根據類比和理論預測結果可知，110千伏緊湊型鋼管塔按照相應的最低設計線高架設后線路周圍產生的工頻電場強度、工頻磁場強度均滿足《電磁環境控制限值》（GB 8702-2014）中的公眾曝露限值要求。110 kV緊湊型鋼管塔在輸電線路設計應因地制宜選擇線路型式、架設高度、導線參數、相序布置等，以減少電磁環境影響。新建城市電力線路可采用緊湊型鋼管桿，在控制電磁環境影響的前提下，更加美觀，建議工程運營期加強電磁環境監測，及時發現問題并按照相關要求進行處理；在高壓線桿塔設立警示標牌，加強對線路走廊附近居民有關高壓輸電線路和環保知識的宣傳、解釋和培訓工作。