110KV 地下變電站電磁輻射環境監測與分析

高健博

中檢集團理化檢測有限公司

一、電磁輻射的影響

作為兩個位置互相垂直、交叉的電磁場主要設備，變壓器與進出輸送線路之間的距離應適中，電磁波的交互變化應與四周之間相互作用，以提升電磁波的傳播覆蓋面，對于形成電磁輻射，優化電磁波發射能力等具有積極意義。

（一）對電子設備的干擾

根據研究表明，因電磁感應影響，導線和電路會產生屏蔽信號的干擾現象，降低通信信號的接收質量，因此電磁輻射會影響電視與廣播的正常播放，也會導致電子儀器失靈，嚴重的甚至會干擾醫院、工廠等精密設備的正常工作，從而對民眾的經濟和生活造成較大影響。

（二）對人體的危害

人體是導體，電磁輻射會使人體產生電磁感應，干擾心電和腦電等人體正常的生物電，影響心腦的正常運行和功能；經醫學證明，如果人體長期處于電磁場中時，會出現身體內部器官衰竭、行為方式改變等有害影響，同時會增加血液、淋巴液及細胞發生改變的風險，誘發癌癥并加速癌細胞的增殖。

（三）電磁輻射的影響因素

眾所周知，電磁輻射可對人體產生傷害，人民群眾談之色變，隨著電磁輻射覆蓋面的加大，對于周邊居民的危害程度也越來越大，電磁輻射的殺傷力不斷加劇，從科學角度分析，電磁輻射對于人體的傷害，主要是由于電磁強度、輻射覆蓋面、電磁輻射的強度、頻率等多方面因素導致的，而周邊的生態環境、地理空間等也會影響到電磁輻射的傷害；同時，電磁輻射對人體的傷害也有個體差異，不同的人受輻射影響也有所不同。

二、地下變電站概況

本次分別選取了上海市寶山區某110 KV 全戶內變電站和上海市青浦區某110 KV 全戶外變電站進行監測，并進行分析：

1.上海市寶山區某 110 KV全域戶內的變電站，從主容量上看，以2×50 MVA，110 KV 出線2回，變電站東側為居民區，南側和西側為空地，北側為公路；

2.上海市青浦區某 110 KV全戶外的變電站，主變容量為2×50 MVA，110 KV 出線2 回，變電站東側為河道，南側和西側均為農田，北側為公路。

變電站在監測期間均正常運行。

三、監測內容與方法

（一）監測方法

從監測方法上看，對于變電站電磁輻射的監測與控制指標中，主要以工頻，單位（V/m）、工頻磁感應強度（μT）為主，兩者之間的數據分析極為關鍵。結合具體的監測數據規范，以工頻磁感應強度的穩定與數值的變化為核心，就監測方法進行優化分析。在監測方法中，選取實際應用最為廣泛的電力線路、通信線路的空地最為關鍵，其中監測儀器中的探頭需要架設在地面結構上方1.5 m 的高度處，并且對應的監測數據電磁場結構，并結合具體的監測工頻電磁場時所使用的探頭結構進行優化，其中探頭之間的距離應保持在2.5 m，并且監測過程中所使用的儀器應與固定的物體之間距離保持在1 m 以內，這樣對于優化監測結果，實現監測結果的準確性具有重要意義。

（二）監測布點

為了研究變電站的工頻電磁場對周圍環境的影響以及其衰減情況，我們在兩座變電站的周邊設置了監測點位。這些監測點位距離變電站的圍墻5 米，測量高度為離地面1.5 米處的工頻電磁場。為確保監測點位的準確性，敏感區域的監測點位被設置在靠近變電站一側，并且與建筑物之間的距離不小于1 米?？紤]到兩座變電站具備衰減斷面監測的條件，我們選取了變電站周圍工頻電場和工頻磁感應強度最大的位置作為起點，然后沿著圍墻垂直向外布設了斷面監測點位。這些監測點位之間的間距保持在5 米，并且按順序一直測量到距離圍墻50 米的位置。我們對每個監測點位分別測量了電場強度和磁感應強度。這樣的布設方案能夠幫助我們了解變電站周圍工頻電磁場的情況，并觀察其隨著距離的增加而衰減的情況。具體的監測點位見圖1和圖2。

圖1 上海市寶山區某110KV 全戶內變電站

圖2 上海市青浦區某110KV 全戶外變電站

（三）監測日期和氣象條件

上海市寶山區某110 KV 全戶內變電站：2022 年10 月29日，天氣多云，環境溫度：15.7 ℃～20.9 ℃，相對濕度：55%～69%。

上海市青浦區某110 KV 全戶外變電站：2022 年11 月6日， 天氣晴，環境溫度：13.2 ℃～18.7 ℃，相對濕度：46%～62%。

（四）監測結果

監測結果見表1 和表2

表1 寶山區某110KV 全戶內變電站監測結果

表2 青浦區某110KV 全戶外變電站監測結果

備注：本次監測使用的監測儀器為德國Narda 公司生產的NBM-550 型電磁輻射分析儀，分析儀的探頭為EHP-50F。

根據表1 所示的監測結果，我們可以進行以下數據分析：

1.電場強度（V/m）方面：在變電站的不同邊界和角落位置，電場強度的數值略有變化，最大值為0.132 V/m，最小值為0.089 V/m。從序號1 到序號7，電場強度呈現一定的變化趨勢，但變化范圍相對較小。在序號8的居民樓西側空地上，距離變電站邊界更遠一些（6 米），電場強度為0.097 V/m。序號9 和序號10 的監測點位距離變電站邊界更遠（10 米和15 米），電場強度分別為 0.102 V/m 和0.092 V/m。

2.磁感應強度（μT）方面：

在變電站的不同邊界和角落位置，磁感應強度的數值也略有變化，最大值為0.3748 μT，最小值為0.0557 μT。與電場強度相比，磁感應強度的變化范圍更大。序號5 處的變電站西側邊界中部外5 米位置，磁感應強度達到最大值0.3748 μT。序號9和序號10 的監測點位距離變電站邊界更遠（10 米和15 米），磁感應強度分別為0.3128 μT 和0.2246 μT。通過這些監測數據，我們可以初步了解到該110KV 變電站的工頻電場和磁感應強度的分布情況。然而，更詳細和全面的數據分析還需要進一步的統計和比較，并結合相關的標準或限值來評估這些監測結果對外界的影響和衰減情況。

四、結果分析

通過對比表1 和表2 的監測結果可知，上海市青浦區某110 KV 全戶外變電站邊界外的工頻電場強度最大值為28.34 V/m，最小值為5.315 V/m，寶山區某110 KV 全戶外變電站邊界外的工頻電場強度最大值為0.132 V/m，最小值為0.089V/m；兩座變電站的工頻電場強度最大值相差約214 倍，最小值相差約60 倍，差距顯著，說明相比于全戶外變電站，全戶內變電站的主變壓器和配電裝置均設置于室內，由于墻壁等障礙物的遮擋，可對工頻電場強度起到良好的屏蔽作用，大幅度減小變電站產生的工頻電場強度對外界的影響。

上海市青浦區某110 KV 全戶外變電站周圍邊界的工頻磁感應強度最大值為0.4416μT，最小值為0.0274μT，上海市寶山區某110 KV 全戶外變電站邊界外的工頻磁感應強度最大值為0.3748μT，最小值為0.0557 μT，兩種變電站工頻磁感應強度的最大值和最小值相差不明顯，說明墻壁對于工頻磁感應強度的屏蔽效果有限，不能明顯地減弱變電站的工頻磁感應強度對外界的影響。

根據圖3 和圖4 對比結果可知，工頻電場強度和工頻磁感應強度都隨著距離的增加而逐漸減弱，但全戶內變電站的工頻電場強度在20 米處已經衰減至最低水平，而全戶外變電站的工頻電場強度在50 米處依然有較明顯的衰減，可見全戶內變電站對于電磁輻射的傳播距離也起到了很好的控制效果。

圖3 寶山區某110KV 全戶內變電站衰減斷面趨勢

圖4 青浦區某110KV 全戶外變電站衰減斷面趨勢

五、環境電磁輻射的防護措施

為了減少變電站產生的電磁輻射對工作人員及周邊居民的影響，可采取以下措施：

1.變電站在建設選址時，應盡量遠離居民生活和辦公等密集的區域。如果無法避免時，應采取有效的措施，減小電磁輻射對周邊環境及人類的影響：例如將變電站設計成全戶內或地下變電站等方式，通過圍墻或其他裝置屏蔽變電站產生的電磁輻射。

2.進出變電站線路盡量避免采用架空線路的方式，應使用電纜溝將進線和出線等電纜線路埋于地下，從而降低產生的電磁輻射對周圍環境的影響。

3.變電站應加強管理，減少變電站運行時電暈、放電等問題的發生。變電站應加強管理，應定期委托有相應檢測資質的檢測機構對變電站周邊的工頻電磁場進行監測，并將監測結果對外界公布，消除變電站周邊居住的居民的疑慮。

4.加強變電站所有工作人員關于電磁輻射標準文件和相關知識的培訓，合理安排人員工作的時間，減少人員在受電磁輻射影響較大區域的停留時間，必要時應穿戴防輻射服，減小對變電站內工作人員的影響。

5.通過加強對周邊居民的宣傳，讓民眾更加了解電磁輻射的相關知識，減少變電站產生的電磁輻射對周邊居民的影響。

六、結束語

通過以上監測結果可知，上述兩種類型的變電站邊界外的磁感應強度和工頻電場均能達到《 電磁環境控制限值》（GB8702-2014）中控制限值要求。同時可看出，墻壁等障礙物對于工頻電場有著顯著的屏蔽效果。工頻電場、磁感應強度會隨著輻射遠距離的增大而逐漸減弱。在人口密集區域建設變電站時，可通過改變變電站的類型，采用科學合理的防護措施，將變電站產生的電磁輻射對周圍環境和居民的影響降到最低。