220kV與500kV變電站電磁輻射監(jiān)測(cè)及防治措施

河南省計(jì)量科學(xué)研究院　靳振宇　劉建立　呂程琳　張保健　胡勝高　陶　牮

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220kV與500kV變電站電磁輻射監(jiān)測(cè)及防治措施

河南省計(jì)量科學(xué)研究院靳振宇劉建立呂程琳張保健胡勝高陶牮

為了研究變電站的電磁輻射分布情況，本文選取具有代表性的220kV變電站和500kV變電站進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，其變電站工況越大電磁輻射就越明顯，工頻磁場(chǎng)和工頻電場(chǎng)隨著距離的增大有明顯的衰減，距圍墻50m處，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值。因此，針對(duì)變電站周圍環(huán)境輻射提出來防治措施，使電磁輻射的影響降到最低。

電磁輻射；頻電場(chǎng)；工頻磁場(chǎng)；防治措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與城市現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用電量也逐漸增多，因此對(duì)電力的需求也就不斷加大。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的需要，我國(guó)相繼投入建設(shè)許多輸變電站工程。但是隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)認(rèn)識(shí)的不斷加深和環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，人們逐漸開始關(guān)心輸變電工程在建設(shè)和運(yùn)行中的電磁輻射對(duì)周圍環(huán)境和人類生活的影響。而世衛(wèi)組織又把電磁波輻射列為繼水源、大氣、噪聲之后的第四大環(huán)境污染源，是危害人類健康的隱形 “殺手” ，長(zhǎng)期而過量的電磁輻射會(huì)對(duì)人體生殖、神經(jīng)和免疫等系統(tǒng)造成傷害，造成了皮膚病、心血管疾病、糖尿病、癌突變的誘因。本文選取了具有代表性的220kV變電站和500kV變電站進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，提出切實(shí)可行的電磁輻射防護(hù)發(fā)措施。

1　工頻電磁輻射的影響

電磁輻射是一種復(fù)合的電磁波，以相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化而傳遞能量。電磁波輻射無處不在，是以一種看不見、摸不著的場(chǎng)，而地球本身就是一個(gè)大磁場(chǎng)，從自然環(huán)境中的雷電、太陽(yáng)等自然現(xiàn)象的電磁輻射到日常生活中家用電器的許多方面，都存在電磁輻射［1-4］。

因?yàn)槿梭w中70%都是水，所以是一個(gè)良導(dǎo)體，當(dāng)人置于交變的電磁場(chǎng)中，人體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流及電動(dòng)勢(shì)，對(duì)人的健康就有一定的影響。第一，熱效應(yīng)，人受到電磁輻射后，電磁能就會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，引起人體的溫度升高，當(dāng)人體溫度達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)引發(fā)一系列病狀，從而影響人類健康，如心悸、頭脹、失眠、心動(dòng)過緩、白細(xì)胞減少，免疫功能、視力下降等。第二，非熱效應(yīng)，人體的器官和組織都存在穩(wěn)定和有序的微弱電磁場(chǎng)，一旦外界的電磁場(chǎng)干擾強(qiáng)度過大，從而影響或者破壞處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場(chǎng)，可能影響胎兒畸形或孕婦自然流產(chǎn)，也可影響人體的循環(huán)、免疫、生殖和代謝功能等；第三，累積效應(yīng)，熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，電磁輻射對(duì)人體的影響尚未來得及自我恢復(fù)之前，若再次受到過量電磁波輻射，其影響程度就會(huì)發(fā)生累積，久而久之會(huì)形成永久性累積影響［1-4］。

電磁輻射對(duì)人體的影響不是短時(shí)間可以顯現(xiàn)出來的，不同頻率的電磁場(chǎng)對(duì)人體的影響應(yīng)產(chǎn)生不同的后果，由于人的體質(zhì)也有區(qū)別，也可能使人變得更加聰明，也可能影響人體的正常生長(zhǎng)過程。電磁輻射還可以影響通訊信號(hào)，也會(huì)使電子設(shè)備受到干擾，如顯示器的畫面抖動(dòng)或者出現(xiàn)色斑，也可使計(jì)算機(jī)死機(jī)［1-4］。

2　監(jiān)測(cè)方法與布點(diǎn)原則

2.1監(jiān)測(cè)方法的依據(jù)

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 輸變電工程》（HJ 24-2014）、《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）和《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)方法（試行）》（HJ 681-2013）中所規(guī)定的交流輸變電工程產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)的監(jiān)測(cè)方法。

2.2檢測(cè)儀器及環(huán)境條件

工頻磁場(chǎng)與工頻電場(chǎng)監(jiān)測(cè)使用Narda 生產(chǎn)的NBM-550&EHP-50D工頻電磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，頻率范圍：5Hz-100kHz；量程：5mV/ m-1kV/m，500mV/m-100kV/m，0.3nT-100μT，30nT-10mT；靈敏度：5mV/m（全向），3mV/m（單向），0.3nT（全向），0.2nT（單向）。儀器經(jīng)電力系統(tǒng)電磁兼容和電磁環(huán)境研究與監(jiān)測(cè)中心校準(zhǔn)，且在有效校準(zhǔn)期內(nèi)。

環(huán)境條件應(yīng)符合儀器的使用要求，監(jiān)測(cè)工作應(yīng)在無雨、無霧、無雪的天氣下進(jìn)行，監(jiān)測(cè)時(shí)環(huán)境濕度應(yīng)在80%以下，避免監(jiān)測(cè)儀器支架泄漏電流等影響［5］。

2.3監(jiān)測(cè)方法

監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在地勢(shì)平坦、遠(yuǎn)離樹木且沒有其他電力線路、通信線路及廣播線路的空地上。監(jiān)測(cè)儀器的探頭應(yīng)架設(shè)在地面（或立足平面）上方1.5m 高度處。也可根據(jù)需要在其他高度監(jiān)測(cè)，并在監(jiān)測(cè)報(bào)告中注明。監(jiān)測(cè)工頻電場(chǎng)時(shí)，監(jiān)測(cè)人員與監(jiān)測(cè)儀器探頭的距離應(yīng)不小于2.5m。監(jiān)測(cè)儀器探頭與固定物體的距離應(yīng)不小于1m。監(jiān)測(cè)工頻磁場(chǎng)時(shí)，監(jiān)測(cè)探頭可以用一個(gè)小的電介質(zhì)手柄支撐，并可由監(jiān)測(cè)人員手持。采用一維探頭監(jiān)測(cè)工頻磁場(chǎng)時(shí)，應(yīng)調(diào)整探頭使其位置在監(jiān)測(cè)最大值的方向［5］。

2.4監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在無進(jìn)出線或遠(yuǎn)離進(jìn)出線（距離邊導(dǎo)線地面投影不少于20m）的圍墻外且距離圍墻5m 處布置。如在其他位置監(jiān)測(cè)，應(yīng)記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)與圍墻的相對(duì)位置關(guān)系以及周圍的環(huán)境情況。斷面監(jiān)測(cè)路徑應(yīng)以變電站圍墻周圍的工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)最大值處為起點(diǎn)，在垂直于圍墻的方向上布置，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距為5m，順序測(cè)至距離圍墻50m 處為止［5］。

3　監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

表1為220kV和500kV變電站的運(yùn)行工況，表2為220kV和500kV變電站周圍環(huán)境工頻電場(chǎng)與工頻磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果。

表2　變電站周圍環(huán)境工頻電場(chǎng)與工頻磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

表1　變電站的運(yùn)行工況

圖1　220kV和500kV變電站一側(cè)圍墻斷面工頻電場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)

從表2 可以看出，220kV變電站周圍東西南北側(cè)的工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)最大值為202.8 V/m和0.2987μT；而500kV變電站周圍東西南北側(cè)的工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)最大值為1518 V/m和1.294μT；其變電站周圍環(huán)境輻射均符合電場(chǎng)強(qiáng)度4000V/m和100μT的標(biāo)準(zhǔn)限制［6］。

從圖1中可以看出，220kV和500kV變電站在0m～10m，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小，符合《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)方法（試行）》（HJ 681-2013）所規(guī)定的斷面監(jiān)測(cè)；隨著距離的增加，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度一直在衰減，220kV變電站在45m處接近環(huán)境背景值，而500kV變電站遠(yuǎn)大于背景值，這是因?yàn)殡妷涸礁?，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度越大。

從圖2中可以看出，220kV變電站在0m～50m工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著距離的增大而減小，在45m處接近環(huán)境背景值；500kV變電站0m～5m工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著距離的增大后而減小，在（10～50）m隨著距離的增加而減小，在45m處500kV變電站遠(yuǎn)大于背景值，這是因?yàn)殡娏髟酱?，工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度越大。

圖2　220kV和500kV變電站一側(cè)圍墻斷面工頻磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)

4　電磁輻射的防護(hù)措施

電磁輻射防護(hù)的出發(fā)點(diǎn)就是要降低電磁輻射對(duì)人們的正常生活的影響，更重要的是要減少其對(duì)人們身體健康的危害。變電站工程在為人類社會(huì)帶來巨大效益的同時(shí)，也存在著潛在的危害。廣泛宣傳和普及變電站電磁輻射防護(hù)知識(shí)，使人們正確認(rèn)識(shí)電磁輻射以及它的來源與危害，不斷提高全民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

4.1采用距離防護(hù)

從理論上講，感應(yīng)電磁場(chǎng)強(qiáng)度與距離的平方成反比，即輻射電磁場(chǎng)強(qiáng)度與輻射源到被照體間的距離成反比。從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可以看出，適當(dāng)?shù)脑黾幼冸娬九c保護(hù)目標(biāo)的距離，可以減少電磁輻射的影響，所以變電站選址時(shí)，盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)、學(xué)校和辦公樓等，人們?cè)诮ㄔO(shè)房屋時(shí)，也應(yīng)該和已有變電站保持一定的安全距離。

4.2電磁屏蔽

屏蔽體對(duì)來自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量、反射能量和抵消能量的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。變電站工程工況頻率為50Hz，要采用高導(dǎo)磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去；在某些場(chǎng)合下，如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場(chǎng)都具有良好的屏蔽效果時(shí)，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

4.3食補(bǔ)

在生活中注意防電磁輻射外，還可以來中和電磁輻射的食補(bǔ)方式。如果長(zhǎng)時(shí)間接近或生活在強(qiáng)輻射范圍，很有可能遭受過量的電磁輻射，因此要多吃富含維生素B、富含蛋白質(zhì)、番茄紅素和水溶性膳食纖維的的食物來調(diào)節(jié)人體電磁場(chǎng)紊亂狀態(tài)，增加機(jī)體抵抗電磁輻射污染的能力，可有效對(duì)抗輻射，溶解沉淀于細(xì)胞內(nèi)的毒素或者與人體含輻射的金屬微粒發(fā)生反應(yīng)，使之溶解排出體外。

5　結(jié)語(yǔ)

本文選取具有代表性的220kV和500kV變電站進(jìn)行電磁輻射監(jiān)測(cè)和分析。從變電站周圍電磁輻射數(shù)據(jù)，可知都符合國(guó)家的控制標(biāo)準(zhǔn)：電場(chǎng)強(qiáng)度4000V/m和磁場(chǎng)強(qiáng)度100μT；從變電站墻外衰減斷面可知，距離圍墻越遠(yuǎn)電磁輻射越來越小，在距離220kV變電站50m處電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度都接近環(huán)境的背景值，而500kV變電站比220kV變電站工況大一些，所以電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度比220kV變電站的高一些，在距變電站50m處電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家的控制標(biāo)準(zhǔn)。只要按照國(guó)家環(huán)境保護(hù)的規(guī)定要求，落實(shí)工頻電磁場(chǎng)的防護(hù)措施，使變電站工程滿足國(guó)家技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)電力和人民生活互贏。

［1］戴育民.輸變電工程電磁輻射影響因子的分析研究［D］.呼和浩特P:內(nèi)蒙古大學(xué)，2014:1-3

［2］陸東閣.變壓器和輸電線的電磁環(huán)境影響研究［D］.沈陽(yáng):沈陽(yáng)理工大學(xué)，2014:1-7

［3］石小波，何為，等.500kv變電站電磁測(cè)量影響分析及其防治［C］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集，2007:2075-2078.

［4］范鵬，劉文芳等.輸變電工程電磁輻射污染的初步探討［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2012（10）:151-153，156.

［5］中國(guó)人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 681交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)方法（試行）［S］.北京:2013.

［6］中國(guó)人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/8702電磁環(huán)境控制限值［S］.北京:2014.

靳振宇，男，助理工程師，主要研究方向：電磁兼容和電磁輻射。

劉建立，男，工程師，主要研究方向：電磁兼容和電磁輻射。