甘肅地區750 kV變電站內電磁環境分析研究

姜 梅，李煒，高世剛，李小娟，馬少謙

(甘肅電力科學研究院，甘肅蘭州 730050)

甘肅地區750 kV變電站內電磁環境分析研究

姜 梅，李煒，高世剛，李小娟，馬少謙

(甘肅電力科學研究院，甘肅蘭州 730050)

通過對甘肅境內750kV變電站正常投運時產生的工頻電磁場強度、可聽噪聲現狀監測數據的統計分析，了解掌握了750kV變電站(包括設備區、主控室)的電磁環境影響水平，為750kV變電站的設計、運行、電磁環境管理以及運行人員勞動防護提供可靠的數據基礎和理論依據。

750kV變電站;工頻電磁場;可聽噪聲

0 引言

隨著科學技術的發展和人民生活水平的不斷提高，電力輸變電設施的建設正在向大容量、高電壓等級的方向發展。近年來，為實現“西電東送、南北互供、全國聯網”和建立堅強的西北電網，750kV輸變電工程在西北四省區不斷增加。2010年底，甘肅河西750kV輸變電工程投產，實現西北主網與新疆電網聯網目標，西北電網750kV骨干網架結構更加完善。目前，甘肅境內已經投運7座750kV變電站。為了了解其工頻電磁場分布狀況和整體水平，本文對甘肅境內已運行的7座750kV變電站設備區和主控室的電磁環境進行測量分析，其結果可為今后同等級以及更高電壓等級變電站的合理規劃、設計、管理和運行提供科學依據。

1 測點布置、測試項目與測量方法

1.1 測點布置和測試項目

為了全面了解甘肅境內750kV變電站的電磁環境影響水平，選定了已投入運行的7座750kV變電站進行電磁環境監測。

750kV設備區測點布置:選擇巡檢路線和電氣設備(刀閘、斷路器、開關、避雷器、PT、電抗器和主變)下進行工頻電磁場強度、可聽噪聲測試。750kV變電站主控室內測點布置:在750kV變電站主控室中央布點，進行工頻電磁場強度、可聽噪聲測試。

1.2 測量方法、儀器與標準

1.2.1 測量方法

根據文獻［1］、［2］中規定的方法，采取方格布點，將7座變電站內750kV設備區劃分為5m×5m方格形子區，每個網格交叉點為測量點。

使用PMM8053工頻電磁場測試儀進行工頻電場強度、工頻磁感應強度測試。測試儀用絕緣支架支撐，中心距地1.5m，測試人員離探頭不小于2m遠，盡量減小人體對所測點電場強度的影響。根據文獻［3］中規定的方法，使用AWA6270+型聲級計對各測點進行1min等效連續A聲級測量。

1.2.2 測量儀器

PMM8053工頻電磁場測試儀頻率范圍5Hz～100kHz，電場量程 0.001V/m ～ 100kV/m，分辨率0.001V/m;磁感應強度 1nT ～10mT，分辨率 1nT。AWA6270+型聲級計頻率范圍10Hz～20kHz，量程10～130dB(A)，儀器準確度為 ±0.1dB(A)。

1.3 評價標準

(1)對于送電線路和變電站的電磁環境保護，我國已有相關的國家標準和行業標準［4］?！?00kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》(HJ/T24－1998)推薦以4kV/m作為居民區工頻電場強度評價標準，以100μT作為公眾全天輻射時的工頻磁感應強度限值。變電站設備區內常以《作業場所工頻電場衛生標準》(GB 16203－1996)中規定8h最高容許量5kV/m作為作業場所工頻電場強度評價標準，以文獻［1］中規定的100μT作為工頻磁感應強度評價標準。

(2)設備區及主控室內可聽噪聲按《工業企業噪聲控制設計規范》(GBJ 87－85)中的規定分別執行90dB(A)及 60dB(A)的噪聲限值［8］。

2 測試結果與分析

2.1 750kV變電站設備區電磁環境分析

2.1.1 750kV變電站設備區電磁測試結果

甘肅省境內已運行的7座750kV變電站中，變電站A和變電站D一次設備選用了GIS組合電器，其余5座均為常規的敞開式空氣絕緣開關設備。

GIS是SF6氣體絕緣金屬封閉組合電器的簡稱，它把斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器和連接件、電纜終端、進出線套管等元件，經優化組合，直接連接在一起，并封閉于一個金屬殼體中，其內充入SF6氣體。由于其接地金屬外殼的屏蔽作用，較常規的敞開式空氣絕緣開關設備(AIS)產生的工頻電磁場明顯減小，可大大降低對運行人員的影響。

750kV設備區內的工頻磁感應強度和可聽噪聲監測數據統計對比分析結果詳見表1。

表1 750kV變電站設備區磁場強度和可聽噪聲數據

2.1.2 750kV變電站設備區電磁場現狀分析

以文獻［1］中規定的作業場所工頻磁感應強度100μT作為評價標準，從表1可知，7座750kV變電站750kV設備區內的工頻磁感應強度均遠低于100μT國家標準限值要求。

以文獻［5］中規定的作業場所工頻電場8h最高容許量5kV/m作為設備區工頻電場強度的評價標準，為便于比較，將電場強度分為﹤3kV/m，3～5kV/m，5～8kV/m，8～10kV/m，＞10kV/m 五檔，統計結果見表2及圖1。

表2 750kV變電站設備區工頻電場強度監測數據對比分析

從表2可知，所測5座常規敞開式設計的變電站電場強度超過5kV/m的超標測試點較多，這些超標點多分布在刀閘、開關、PT、避雷器等電氣設備及其連接線附近區域內。但隨著遠離這些區域，場強值會迅速降低。由于密集的電氣設備三相間的疊加作用，使更為靠近巡視走廊的外側相(A、C相)較中間相(B相)產生的工頻電磁場大。后期設計、建成的變電站F和變電站G注意到了這一點，加高了刀閘、開關、PT、避雷器等電氣設備帶電部位的對地距離，在有條件的地方加大了這些設備的間距，大大減少了高工頻電場(﹥8kV/m)區域的出現。

采用GIS750kV變電站A、D，由于GIS套管對刀閘、開關、PT、避雷器等電氣設備及其連接線的屏蔽作用，設備區中﹤3kV/m的低場強區域所占比例大大增多，但仍然在母線、線路出線等未使用GIS套管的區域出現﹥5kV/m的超標點。

圖1 750kV變電站設備區工頻電場強度測試結果

2.1.3 750kV變電站設備區可聽噪聲現狀分析

變電站內噪聲主要是變壓器、電抗器運行時產生的電磁噪聲和機械噪聲。電磁噪聲主要是由硅鋼片的磁致伸縮和繞組中的電磁力引起的，機械噪聲則是設備振動、冷卻風扇運轉引起的。變壓器、電抗器的本體振動產生的噪聲是不穩定的，其主頻段噪聲為低頻噪聲?？蛰d或運行功率低時，噪聲水平也較低;滿負荷運行時噪聲級較高，低頻噪聲可以傳遞很遠，并難以消除。而冷卻風扇產生的噪聲為高頻噪聲，衰減較快。帶電構架下的噪聲遠小于主變壓器和電抗器噪聲，其測量結果會受到主變壓器和電抗器噪聲的影響［7］。

從表1可知，所測試的7座750kV變電站750kV設備區的可聽噪聲在44.8～79.7dB(A)范圍內，最大值一般出現在主變壓器冷卻風扇側和電抗器處。滿足文獻《工業企業噪聲控制設計規范》(GBJ 87 －85)中規定的噪聲限值［8］。

2.2 750kV變電站主控室電磁環境分析

甘肅省境內的4座750kV變電站的主控室工頻電磁場強度和可聽噪聲監測數據見表3。

表3 750kV變電站主控室電磁場和可聽噪聲結果

表3中數據顯示，4座750kV變電站的主控室內的工頻電磁場強度遠遠小于相應的4kV/m、100μT的國家標準要求。主控室內可聽噪聲監測值在40.5～44.6dB(A)，滿足 GBJ 87－85中規定的噪聲限值［8］。因此，750kV變電站主控室內電磁環境良好，對運行人員影響不大。

3 建議

(1)合理規劃工作、巡檢時間，盡量減少作業人員在強工頻電磁場區域的工作時間和工作次數，盡量減少非作業停留時間。

(2)變電站內電磁防護應以個體防護為主，對在高工頻電場強度電氣設備下工作的檢修人員及巡檢人員應配以防護服和防護頭盔。防護用品一般用金屬絲布、金屬膜布和金屬網等制作。

(3)根據電磁場強度隨距離的增加而衰減的原理，盡可能采用自動化設備進行遠距離操作，使作業人員遠離電磁污染源。

(4)在保證安全的情況下，在變電站及周圍種植樹木，利用樹木對電磁場進行吸收防護。在保證工作正常進行情況下，建議利用區域屏蔽的原理，在變電站電磁場超標區域內檢修人員久留的地方增設簡易的屏蔽裝置，將電磁場強度控制在安全范圍內。

(5)新、擴、改建變電站在設計時應選擇低電磁場強方案，選擇低噪設備。

(6)定期監測高壓電氣設備，在電磁場強度超標區域懸掛標識牌，提醒作業人員注意。

［1］DL/T 799.7 －2002，電力行業勞動環境檢測技術規范.［S］.

［2］DL/T 988－2005，高壓交流架空送電線路、變電站工頻電場和磁場測量方法［S］.

［3］GB 22075－2008，高壓直流換流站的可聽噪聲［S］.

［4］HJ/T 24－1998，500kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范［S］.

［5］GB 16203－1996，作業場所工頻電場衛生標準［S］.

［6］GB 12348－2008，工業企業廠界環境噪聲排放標準［S］.

［7］張志強，靳健龍，李振海，等.河北省南部電網輸變電工程可聽噪聲測量與分析［J］.河北電力技術，2009，28(2):29 －31.

［8］GBJ 87－85，工業企業噪聲控制設計規范［S］.

Study on the electromagnetic environment level of 750 kV substation in Gansu territory

Through the statistical analysis of the monitoring data of 750kV substation frequency electromagnetic fields intensity，audible noise within the normal operation，in Gansu territory，the electromagnetic environment influence level of 750kV substation are researched，which including equipment area，control room.It provides the reliable data basis and theoretical basis for 750kV substation design，operation，electromagnetic environment management and operation people labor protection in the future.

750kV substation;frequency electromagnetic field;audible noise

X591

B

1674－8069(2012)02－004－03

2011-11-22;

2012-03-02

姜梅(1969-)，女，山東福山人，高級工程師，主要從事環境監測、環境影響評價、火電機組環保設施調試及電網環境保護監督管理。E－mail:jm3479@126.com