變電站500kV區域工頻電場強度特性研究

郭琳霞

摘 要：通過對廣東省500 kV變電站工頻電場強度最大的500 kV區域的測試，總結出3個典型布置工頻電場強度的分布特點，為變電站的設計、電力職工身心健康的保護以及電網的安全穩定提供依據。測試結果顯示，500 kV區域敞開式布置和HGIS布置的電場強度超標點主要集中在7～10 kV/m范圍內，而戶內的GIS布置的電場強度未出現超標現象，說明戶內的GIS布置更能有效降低工頻電場強度。

關鍵詞：工頻電場檢測 分布特點 GIS

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（c）-0052-02

隨著我國經濟的發展和社會的進步，人們日常生活中對電力的需求也越來越大，電力企業也加快了電網建設的步伐。然而，隨著用戶需求的不斷提升，電磁輻射成為了一個備受關注的話題，其可能對人體健康產生的影響已引起社會各界的廣泛關注。國內外已有大量研究對變電站工頻電磁場進行了分析，然而對電場整體分布規律的研究仍停留在初級階段，還有待于進一步探索和研究。該文基于大量現場測量實例的分析發現，隨著變電站區域內的電壓等級升高，其工頻電場強度值也越來越大。例如：500 kV變電站內，500 kV區域的工頻電場強度較高，普遍高于220 kV區域和35 kV區域，且工頻電場強度超標點主要集中在500 kV區域。因此，該次選取了按照不同布置類型的3個變電站進行研究，在500 kV區域進行電場強度測試，通過測試分析、歸納出工頻電場強度的分布特點。

1 500 kV變電站類型

500 kV區域根據設備的布置情況可分為A類設備、B類設備、C類設備如表1所示。

2 工頻電磁場檢測依據與分析方法

2.1 工頻電磁場檢測依據

根據《工作場所有害因素職業接觸限值》中對作業場所工頻電場的有關規定：8 h最高容許量為5 kV/m。參考國家環境保護總局的相關規定，推薦將居民區低頻電場容許標準降低，以4 kV/m作為評判依據。

2.2 測量儀器選擇

電磁場測量儀（型號：PMM8053A）、電磁場探頭（型號：EHP50B）、大氣壓力表、溫濕度表（型號：DWS508C）。

2.3 測量所需的溫濕度條件

測量所需環境溫度為0 ℃～40 ℃，所需相對濕度為5%～80%。

2.4 測量的位置及范圍

測量的主要范圍為：500 kV變電站內的500 kV區域。測試過程中，測量儀的探頭距地面應為1.5 m。

工頻電場測點主要設置在作業人員工作工程中需經常停留的位置，以方格布點為原則進行布置，將500 kV區域按照行、列進行劃分，以巡視通道為行、以測點間距（5 m）為列，總共590個測點。

3 檢測結果與統計分析

3.1 3個變電站500kV區域電場強度空間分布

A類、B類、C類3個變電站500 kV區域電廠強度空間分布如圖1、圖2、圖3所示。

3.2 不同類型變電站500kV區域的電場強度比較

由圖1～3可以分析得出，作為研究對象的3個變電站500 kV區域，工頻電場強度均有較大差異。通過對電場強度最大值的檢測，其大小排序分別為：A類>B類>C類。其中，C類的電場強度最大值明顯要低于A類和B類。此外，通過對電場強度超標率的分析可以得出，A類和B類的電場強度超標率均大于50%，且A類會略大于B類，而C類的超標率為0。結果表明，在3種不同布置方式的變電站中，采用室內GIS布置的方式效果最為明顯，能夠有效地將工頻電場強度降到最低。

3.3 變電站500 kV區域電場強度分布

對以上數據分析可知，A類區域：電場強度≤5 kV/m的測點占比為18%，電場強度介于5～7 kV/m之間的測點占比為28%，電場強度介于7～10 kV/m之間的測點占比為44%，電場強度大于10 kV/m的測點占比為10%；B類區域：電場強度≤5 kV/m的測點占比為26%，電場強度介于5～7 kV/m之間的測點占比為25%，電場強度介于7～10 kV/m之間的測點占比為28%，電場強度大于10 kV/m的測點占比為21%；C類區域、電場強度<5 kV/m的測點占比為100%。由此可知，如采用敞開式或HGIS兩種布置方式，其電場強度超標點主要集中在7～10 kV/m范圍內，占比分別為44%和28%，而大于10 kV/m的超標點占比為的10%和21%，也占有較高比例。

4 研究結論

該文通過對3種不同布置方式的典型變電站工頻電場強度的檢測，依據實例進行了分析，總結了其電場的分布規律，得出以下結論。

（1）500 kV區域的電場強度與變電站的類型有關，且差異較為明顯。其中，采用戶內GIS布置的電場強度最大值和最小值均明顯低于敞開式布置和HGIS布置。

（2）500 kV區域敞開式布置和HGIS布置超標率均大于50%，且電場強度超標點主要集中在7～10 kV/m范圍內，而戶內的GIS布置的電場強度未出現超標現象，說明戶內的GIS布置更能有效降低工頻電場強度。

參考文獻

[1] 劉文魁，龐東.電磁輻射的污染及防護與治理[M].北京：科學出版社，2003.

[2] 楊智民，李佑興，李玉蘭，等.環境極低頻電磁場對人體健康的影響[J].中國預防醫學雜志，2008，9（5）：392-394.

[3] Jari Isokorpi，Tommi Keikko，Leena Korpinen.Power frequency electric and magnetic fields at a 110/20 kV substation[A].International Conference on Electric Power Engineering[C].1999.

[4] Isokorpi J，Keikko T，Korpinen L. Power frequency electric fields at a 400 kV substation[A].High Voltage Engineering Symposium[C].1999.

[5] 饒章權，郭啟貴，趙殿全，等.500 kV變電站工頻電磁場分布測量.高電壓技術，2004，30（9）：41-43.