500 kV輸電線路運行對周邊居民區電磁環境影響研究

李 智，任 牧，李艷元，張軍廣，蘇仁斌，江 波

(1.國家電網公司華中分部，湖北 武漢 430077；2.中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071)

0 引言

由于電網建設規模的不斷擴大，電網走廊通道的限制導致輸電線路逐漸向居民密集區逼近，隨之而來的由高壓輸電線路引起的環保糾紛和居民投訴問題也日益增多，尤其是公眾對輸電線路電磁環境影響的認知較為缺乏，使得電磁環境污染方面的投訴問題尤為突出[1]。為此，電網企業已提出建設“環境友好型”的綠色電網工程，在輸電線路設計時采取抬升桿塔對地高度、增加導線截面、使用倒三角或逆相序排列等一系列措施[2]，減小對環境敏感目標的影響，切實解決鄰近居民的安全隱患。但隨著高壓輸電線運行時間的增加，其運行環境、運行設備、運行負荷等也隨之發生變化，而線路周邊居民區的電磁環境情況是否會隨之發生變化亟待研究和探討。

500 kV輸電線路具有輸電容量大、輸送距離遠、聯網能力強、走廊占地省等優點，已成為我國最主要的電力系統之一[3]。本文選取運行20年以上的500 kV輸電線路周邊居民區作為研究對象，通過實地監測調查，探討輸電線路運行對居民區電磁環境影響情況，并與運行初期的電磁環境進行對比分析，為環保措施的實施和居民環保投訴處理提供科學支撐和依據，以進一步踐行生態文明建設，保障電網綠色高質量發展。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選擇湖北省已運行20年以上的5條500 kV輸電線路，根據《環境影響評價技術導則輸變電》(HJ24-2020)，以線路邊導線地面投影外兩側各50 m范圍內的居民點作為研究對象，共實地監測了423處民房點的電磁環境；同時，選取近年來2條剛投入運行的500 kV輸電線路竣工驗收報告電磁環境監測數據進行對比分析。

1.2 研究方法

為科學合理評價和處理輸變電工程建設產生的電磁污染問題，我國出臺了國家標準《電磁環境控制限值》(GB8702-2014)對輸變電工程電磁環境影響進行控制，工頻電場強度和磁感應強度的標準控制限制分別為4 000 V/m、100 μT。

工頻電磁場測量方法和布點參照《交流輸變電工程電磁環境監測方法(試行)》(HJ681-2013)、《環境影響評價技術導則輸變電》(HJ24-2020)和《建設項目竣工環境保護驗收技術規范輸變電工程》(HJ705-2020)進行，監測時儀器距居民房屋1 m、距地面1.5 m；監測儀器采用SEM-600/LF-04電磁輻射分析儀，量程范圍為電場0.01 V/m～100 kV/m、磁場1 nT～10 mT。

2 結果

2.1 居民區電磁環境現狀水平

由現場監測結果可知(見表1)，運行20年以上輸電線路周邊居民區工頻電場強度最大值分別為2.31×103V/m、3.89×103V/m、1.59×103V/m、1.93×103V/m、3.42×103V/m，磁感應強度最大值分別為1.327 μT、9.177 μT、3.838 μT、0.917 μT、4.232 μT，均分別小于電場強度4 000 V/m、磁感應強度100 μT的公眾暴露控制限制。

根據《110 kV～750 kV架空輸電線路設計規范》(GB50545-2010)，500 kV輸電線路原則上不應跨越長期住人的建筑物，與建筑物之間的最小水平距離為5 m。但根據現場調查(見表1)，各輸電線路邊導線外5 m范圍內都有了數量不等的居民房屋分布，最低線高為15 m，但電磁環境現狀均能滿足4 000 V/m、100 μT的控制限值要求。

表1 輸電線路影響范圍內居民區工頻電磁場強度監測結果

2.2 居民區電磁環境現狀統計分析

1)研究對象電磁環境現狀結果統計。由電場強度監測數據統計結果(見表2)可以看出，研究對象居民區電磁強度處于20～1 000 V/m的監測點位占比均高于75%，部分線路占比甚至高達90%，普遍值最高為標準控制限值的1/4；各線路沿線居民區均有極少數監測點位電場強度明顯偏高(超過2 000 V/m)或者偏低(小于10 V/m)，極限值最高為標準控制限制的39/40。

由磁感應強度監測數據統計結果(表3)可以看出，居民區磁感應強度普遍處于0.1～5.0 μT，普遍值最高為標準控制限值的1/20；僅部分線路居民區的極少數監測點位磁感應強度超過5.0 μT或者小于0.1 μT，極限值最高為標準控制限制的1/10。

表3 研究對象磁感應強度監測數據統計結果

2)對比對象電磁環境監測結果統計。由電場強度監測數據統計結果(見圖1)可以看出，對比對象居民區電磁強度處于20～1 000 V/m的監測點位占比均高于75%，線路沿線居民區也有極少數監測點位電場強度明顯偏高(超過2 000 V/m)。

圖1 對比對象電場強度監測數據統計結果

由磁感應強度監測數據統計結果(見圖2)可以看出，對比對象居民區磁感應強度普遍處于0.1～5.0 μT，僅極少數監測點位磁感應強度小于0.1 μT。

圖2 對比對象磁感應強度監測數據統計結果

3 討論

本次監測結果表明，隨著運行時間的增加，輸電線路沿線居民區電磁環境現狀仍能滿足4 000 V/m、100 μT的控制限值要求。由統計結果分析可知，運行20年以上的輸電線路沿線居民區電場強度普遍處于20～1 000 V/m，磁感應強度普遍處于0.1～5.0 μT，與剛投入運行的輸電線路沿線居民區電場強度和磁感應強度范圍基本一致。這表明，輸電線路運行時間不會使沿線居民區電磁環境水平產生明顯變化。

由監測結果可知：運行20年以上輸電線路沿線居民區電場強度范圍波動較大，與標準控制限值相比，電場強度多處于中上等水平，電場強度偶會出現急劇增加或降低等異常值；而沿線居民區磁感應強度范圍波動較小，與標準控制限值相比，磁感應強度維持在較低水平，基本不會出現極端異常值。這表明，老舊輸電線路沿線居民區電場強度較磁場強度更易接近標準控制限值，這一結論在相關研究中得到證明[4]；同時，研究表明電場強度受外界因素干擾較多，如輸電線路并行或交叉[5]、樹木或建筑物遮擋[2]等。本次研究調查中也發現，有并行或交叉線路存在、樹木或建筑物遮擋的部分區域，電場強度偶會出現異常增大或降低。因此，隨著輸電線路運行時間推移，外界干擾因素變化可能導致沿線居民區電磁環境，尤其是電場強度發生變化。

根據設計規范要求，500 kV輸電線路邊導線外5 m范圍內原則上禁止有建筑物建設，屬于工程拆遷范圍，而根據現場調查，運行20年以上500 kV輸電線路的禁建區內現均已有居民建筑物分布，雖該處電磁環境能滿足標準控制限值要求，但電磁強度和磁感應強度處于相對較高水平，這可能是由于輸電線路在其水平垂直方向整體呈現出衰減規律，電磁場強度一般隨著距離的增加逐漸減小[6]，或者隨著距離的增加，先增加后減小[7]。同時，與剛投入運行的輸電線路相比，老舊輸電線路沿線居民區電場強度和磁感應強度高水平監測值的頻率有所增加，這可能是由于長時間經濟條件變化，導致區域內距輸電線路較近的居民房屋增多所導致。因此，隨著輸電線路運行時間推移，影響范圍內居民點數量和規模的變化也是導致居民區電磁環境發生變化的原因之一。

4 結語

由上述研究結論可知，500 kV輸電線路運行自身基本不會導致沿線居民區電磁環境水平產生明顯變化，能夠滿足相應標準控制限值要求。但隨著輸電線路運行時間推移，如影響區建筑物結構和規模、電網交叉或并行、地形條件等外界干擾因素發生變化，可能會間接導致沿線居民區電磁環境發生變化。因此，為盡量減少居民投訴問題的發生，應做好輸變電工程運行期間的巡檢和維護工作，加強監管，避免在高壓輸電線路下方新建建筑物，避免影響范圍內新增高樓層露天建筑物等；加大宣傳力度，定期開展有關輸變電工程電磁環境知識和相關法律法規的宣講活動，消除公眾誤解；結合現場情況，對特殊點位定期開展電磁環境監測，以便及時采取相應措施，消除居民生活安全隱患，減少環保投訴。