高壓輸電線路和變電站電磁輻射的防護

張巖

【摘 要】本文闡述了電力系統(tǒng)輸變電工程電磁輻射產生的機制及其危害，解釋了我國電磁輻射環(huán)境保護的安全標準，通過對高壓輸電線路和變電站電磁輻射強度進行了分析，提出了電磁輻射的防護措施。

【關鍵詞】輸變電；電磁輻射；高壓輸電線路；變電站；防護

0 引言

自進入二十一世紀，我國的經濟實力和綜合國力不斷增強。為了能夠跟上工農業(yè)生產以及人們生活用電需求提高的步伐，電網(wǎng)的規(guī)模和電網(wǎng)建設的格局發(fā)生了重大的改變。我國地大物博，電能資源區(qū)域分布與電能的需求存在真非常明顯的區(qū)域性矛盾。為了解決這類問題，國家電網(wǎng)公司通常采用高壓遠距離輸電的方式以減小電能的損耗。“西電東送”就是我國為此電力投資最大的工程。它很好的把西部豐富的煤炭、水能等資源轉化為電能，輸送到電力緊缺的東部沿海地區(qū)，再通過各級變電站降壓成我們所需的電壓。但隨著廣大人民群眾生活質量的提高，人們對自己居住環(huán)境的要求也在提升，越來越多的人開始重視高壓輸電線路和變電站的電磁輻射。做好此類電磁輻射的防護工作，對于保護公眾的健康、改善公共關系和促進社會的和諧具有十分重要的意義。[1]

1 電磁輻射

1.1 電磁輻射的定義

電磁輻射，就是能量以電磁波的形式發(fā)射到空間的現(xiàn)象。如今，人們利用電磁破開展了一系列的社會活動，如各種通信設備、電視、雷達、廣播等。此外，工業(yè)上利用微波加熱、醫(yī)療上利用電磁波診斷和治療、通信和衛(wèi)星上利用電磁波來傳輸數(shù)據(jù)等。

1.2 電磁輻射的危害

電磁波是把雙刃劍，在帶給我們便利的同時也帶來了污染。電磁輻射已被世界衛(wèi)生組織列為繼水源、大氣、噪音以后的第四大環(huán)境污染源，成為影響人類健康的隱形“殺手”。

電磁輻射主要從熱效應、非熱效應和累積效應三方面危害人體健康。人體中的水分子受到電磁輻射之后，就會引起高溫，從而破壞人體的正常器官。當人體吸收一定量的電磁波能量后，人自身身體會急劇發(fā)熱而出現(xiàn)高溫生理反應，甚至出現(xiàn)人心率不齊、血壓升高等癥狀，嚴重時還會造成人體神經衰弱、白細胞減少等病變。長期受到電磁輻射的人們，其患皮膚病、心血管疾病、糖尿病、癌突等幾率明顯提高。

1.3 高壓輸電線路的電磁輻射

高壓輸電線路電磁輻射的強度與輸電線路電壓等級、相線間距離以及架設高度有關。輸電線路工頻電場的強度隨著距離的增加而逐漸減小。

此外，輸電線路還會產生“電暈”現(xiàn)象，也就是我們稱之為“火花”的現(xiàn)象。它由于輸電線路表面很高的電場強度引起空氣電離的放電現(xiàn)象。線路的電暈會造成電暈損耗、工頻電磁場、直流電場效應、無線電干擾（高頻脈沖電流）和可聽噪聲等方面的后果。[2]

1.4 變電站的電磁輻射

變電站的電磁污染主要來自主變壓器、高壓斷路器、隔離開關、電壓（電流）互感器、高壓電抗器、高壓電容器以及母線、高壓避雷器等部件在運行過程中產生的電磁影響綜合而成。[3]

變電站內部電氣設備由一根根交錯復雜的帶電導線連接著其它不同形狀的電氣設備，電路情況復雜多變。在設備與導線之間就形成了一個縱橫交錯的電場和磁場，這種電磁場會使變電站周圍產生電磁輻射。同時，高壓輸電線路工作時，隨著電壓等級升高，相對地面產生的靜電感應逐漸增大，從而形成電磁輻射。[4]

2 電磁輻射的安全標準

通常電磁輻射的大小是通工頻過電場強度和工頻磁感應強度來反應的。根據(jù)國家環(huán)保總局制定的《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術規(guī)范》（HJ/T24-1998）和衛(wèi)生部門頒布的《作業(yè)場所工頻電場衛(wèi)生標準》（GB16203-1996）來看，人體安全接觸的工頻電場為4000V/m、工頻電場為100μT。

3 高壓輸電線路和變電站電磁輻射強度

目前，我國的高壓輸電線路的主要電壓等級有：110kV、220kV、330kV和500kV。根據(jù)電力事業(yè)的發(fā)展需求，未來我國有可能建設成750～1100kV甚至更高等級的輸電線路。有多大的輸電線路就需要多大的變電站與之相配套。我國變電站的電壓等級主要有110kV、220kV、330kV和500kV。特別是110kV等級的變電站，由于城市擴張等原因，時有出現(xiàn)在居住人口較多的城區(qū)。而研究這類輸電線路與變電站的電磁輻射，提高人們的認知是十分重要的。

表1 不同電壓等級的工頻電場強度范圍

通過實測與查找資料，得到不同電壓等級的輸電線路與變電站工頻電場強度如表1所示。

由于工頻磁場的強度與感應電流的大小有關，輸電線路和變電站的感應電流都較小，其工頻磁場強度最高也才1μT，才不過國家表針的1%，所以不必擔心高壓輸電線路和變電站磁場對人們造成的影響。

由表1可知，高壓輸電線路下方和變電站內的工頻電場強度較高，有些甚至已經超過了國家標準。目前我國高壓輸電線路都建設在人煙稀少的地方且離地面有一定的安全距離，人在下方活動是不會受較大電場的影響。

對人們電磁輻射影響較大是工作在變電站內部與居住在變電站周邊較近的居民，這些人們要警惕電磁輻射的影響，做好必要的防護措施。

4 電磁輻射防護

減小電磁輻射對人們的傷害，就要消除或減弱人所在位置處的電場電場強度，主要從屏蔽和吸收兩個方向入手。為此，可以從以下幾點做好防護措施：

（1）高壓輸電線路和變電站在建設選址的時候要選擇在人煙稀少的地方。輸電線路離地高度要嚴格按照國家標準，特殊情況下可增加離地高度10～15m。變電站如若必須建設在人口密集的市區(qū)，可以將變電站設置成戶內的方式，同時變電站進、出線可采用電纜的形式埋于地下。

（2）高壓輸電線路的架線方式應采用三角形排列。雙塔樓間要逆序布置，利用三項電源電磁場相互抵消的特征減小電磁輻射。變電站內也要盡可能多的使用三相設備，減小變電站內部電磁輻射的總體能量。

（3）高壓輸電線路下方可架設等級較低的輸電線路來相互屏蔽。其利用輸電線路產生的電場疊加原理，可有效的降低線下的場強。

（4）變電站建成后，四周要有鋼筋混凝土圍墻或者圍墻上有鋼絲網(wǎng)作為屏蔽，且圍墻外最好種植樹木建立起隔離帶，這樣可以減小工頻電場的強度，甚至達到降低噪音的效果。如果條件允許的話，高壓輸電線路下方也可種植樹木拉起屏蔽線。研究表明，樹木對電磁輻射的屏蔽作用非常明顯，3～4m高的植物能夠將距離地面1.8m的電場強度降低80%左右。

（5）高壓輸電線路在建設的工程中可架設屏蔽線。變電站在建設的過程中可以選用合乎規(guī)定的元器件，設置成屏蔽、接地等設施來減小電磁輻射。

（6）要定期對輸電線路和變電站進行維護與檢修，經常監(jiān)測其周圍的電磁輻射強度。在確保設備與線路正常運行的情況下，減少放電、電暈等現(xiàn)象的發(fā)生。

（7）對于長期受到電磁輻射的人員，要多吃富含維生素B、蛋白質等膳食纖維的食物來調節(jié)人體對電磁場的紊亂狀態(tài)，必要的時候可穿防輻射服裝。

5 結語

地球本身就是一個巨大的磁場，我們無時無刻都在與電磁場相接觸。電磁輻射只有超過了一定的程度才會對人體造成損害。而隨著我國電網(wǎng)建設的發(fā)展，電力系統(tǒng)輸變電工程中的電磁輻射逐步被人們所重視。本文對高壓輸電線路和變電站電磁輻射強度進行了探討，提出了降低與屏蔽電磁輻射的可行性措施，使人們盡可能少的免受電磁輻射帶的危害。

【參考文獻】

[1]歐頻.高壓輸電線路電磁輻射影響與防護[J].江西建材， 2015（18）：196.

[2]楊勝利.高壓輸電線路電磁輻射影響及其防治措施[J]. 科技促進，2011（S1）：238.

[3]施利波，董禮，陶松.變電站一次設備功能及安全研究[J].科學與財富，2013，6：1.

[4]夏義好.六安市220kV輸變電工程電磁輻射污染的環(huán)境影響分析及防治對策[J].大科技，2015，9：2.

[5]張淑琴，張彭.電磁輻射的危害與防護[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2008，34（3）：31.

[6]侯興哲.超高壓輸變電設施電磁輻射仿真、實測與評估的研究[D].重慶：重慶大學，2004：38-59.