李麗，劉嘉文

(廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，廣東廣州 510080)

35 kV并聯(lián)電抗器工頻電磁場(chǎng)分布特性研究

李麗，劉嘉文

(廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，廣東廣州 510080)

針對(duì)500kV變電站內(nèi)產(chǎn)生較高工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度的電氣設(shè)備——35kV并聯(lián)電抗器，研究不同類型、不同排列方式下35kV并聯(lián)電抗器周圍工頻電磁場(chǎng)分布規(guī)律。結(jié)果表明，35kV并聯(lián)電抗器的電磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著離開電抗器中心距離的增加而降低，三角形排列的電抗器磁場(chǎng)強(qiáng)度大于水平排列的。

并聯(lián)電抗器;工頻電場(chǎng);工頻磁場(chǎng);分布特性

電抗器是在電力系統(tǒng)中用于限流、穩(wěn)壓和無(wú)功補(bǔ)償?shù)确矫娴囊环N電感設(shè)備。35kV并聯(lián)電抗器產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)是500kV變電站內(nèi)電磁污染的主要來(lái)源，對(duì)周圍其他電氣設(shè)備的運(yùn)行以及變電站職工作業(yè)均構(gòu)成安全隱患。本文通過(guò)比較不同廠家生產(chǎn)的35kV并聯(lián)電抗器的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，從中找出其工頻電磁場(chǎng)分布規(guī)律的差異，為今后制定電磁輻射防護(hù)措施，為輸變電工程的合理設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 35 kV并聯(lián)電抗器的基本情況

目前，35kV并聯(lián)電抗器主要分為空心式、鐵心式和飽和式3種基本類型，而排列方式主要有三角形和水平式兩種。對(duì)23個(gè)500kV變電站的70組35kV并聯(lián)電抗器統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:

(1)生產(chǎn)廠家。在調(diào)查的70組35kV并聯(lián)電抗器中，主要有六個(gè)廠家的產(chǎn)品，用代碼A1、A2、A3、A4、A5和A6代表。其中A4數(shù)量最多，有38組，占到市場(chǎng)份額的一半以上。

(2)電抗器類型。35kV并聯(lián)電抗器絕大多數(shù)為干式空心，只有2組是干式半鐵心。

(3)排列方式。在調(diào)查的70組35kV并聯(lián)電抗器中，三角形排列的電抗器有27組，水平排列的電抗器有43組，以水平排列方式為主。

2 工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)及分布特性

2.1 工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)的特性

電力系統(tǒng)的電源工作頻率為50Hz，屬于極低頻(0～300 Hz)范圍。電氣設(shè)備接通電源時(shí)，在其周圍空間就形成了工頻電場(chǎng);電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其電流便在周圍空間產(chǎn)生工頻磁場(chǎng)［1－2］。工頻電場(chǎng)強(qiáng)度隨著距離的增加而迅速衰減。建筑物、樹木等都可以使空間電場(chǎng)畸變，并削弱其遮蔽空間或鄰近范圍內(nèi)的電場(chǎng)。工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度以磁感強(qiáng)度表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著與磁場(chǎng)源距離的增加而迅速衰減。但工頻磁場(chǎng)很難屏蔽，磁力線可以穿透我們生活中常見的材料或物體，并基本上不會(huì)產(chǎn)生畸變或消弱［2］。

2.2 工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)分布

我們對(duì)70組并聯(lián)電抗器的工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試，方法是以一組電抗器幾何中心為原點(diǎn)，向外按間隔1m對(duì)電抗器進(jìn)行測(cè)試。

2.2.1 不同類型35kV電抗器電磁場(chǎng)強(qiáng)度比較

選取有代表性不同類型35kV電抗器，其工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見表1，分析比較見圖1。

表1 35kV電抗器工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)

從表1可以看出，不同類型35kV并聯(lián)電抗器的電場(chǎng)強(qiáng)度存在一定的差異，均低于《作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16203－1996)中規(guī)定工頻電場(chǎng)5kV/m標(biāo)準(zhǔn)。在工頻磁場(chǎng)方面，各廠家的檢測(cè)數(shù)值明顯大于100μT，大小排序?yàn)?A1＞A5＞A2＞A4＞A3。從達(dá)標(biāo)距離可知，一般與電抗器距離7～10m可達(dá)到國(guó)家安全衛(wèi)生限值。

圖1 磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減趨勢(shì)

從圖1可以看出，35kV并聯(lián)電抗器磁強(qiáng)強(qiáng)度隨著離開電抗器幾何中心距離的增加而降低，而且降低程度以倍數(shù)遞減，在6m距離內(nèi)這種現(xiàn)象尤為明顯。其中，A2與A3衰減程度略大于A4。

2.2.2 不同排列方式磁場(chǎng)強(qiáng)度比較

選取A3中三角形和水平兩種排列方式的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度比較，結(jié)果見圖2。

圖2 不同排列方式磁場(chǎng)強(qiáng)度比較

從電抗器排列方式上比較，三角形排列的磁場(chǎng)強(qiáng)度略大于水平形排列的。另外，電抗器的磁場(chǎng)強(qiáng)度也與其底部的水泥墻和絕緣柱高度有關(guān)，磁場(chǎng)強(qiáng)度隨水泥墻和絕緣柱高度的增加而減少。

3 變電站運(yùn)行人員接觸電磁場(chǎng)情況

變電站值班制度包括上一天休兩天、上兩天休兩天、上四天休四天幾種方式，變電站內(nèi)值班分白班和夜班。白班人員每天在現(xiàn)場(chǎng)巡檢2次，每次約2h;夜班人員每天在現(xiàn)場(chǎng)巡檢1次，每次約2h。白班和夜班人員是輪流的，可以認(rèn)為變電站運(yùn)行人員每天接觸工頻電磁場(chǎng)的時(shí)間為3h。巡檢區(qū)域包括500kV變電站內(nèi)的 500kV區(qū)域、220kV區(qū)域和35kV區(qū)域。如果遇到檢修或是缺陷處理，在變電站暴露在工頻電磁場(chǎng)環(huán)境中的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)些。變電站內(nèi)巡視區(qū)域存在工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)超標(biāo)的地點(diǎn)。對(duì)于工頻電場(chǎng)超標(biāo)的場(chǎng)所，工人可以通過(guò)穿著防電場(chǎng)屏蔽服進(jìn)行有效的防護(hù)。但對(duì)于工頻磁場(chǎng)超標(biāo)的場(chǎng)所，目前還沒(méi)有有效的防護(hù)服裝［3－4］。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)35kV并聯(lián)電抗器周圍工頻電場(chǎng)強(qiáng)度低于GB 16203－1996中規(guī)定5kV/m標(biāo)準(zhǔn)，工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度大大超過(guò)規(guī)范中100μT最高容許量要求。

(2)35kV并聯(lián)電抗器工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度與其排列方式、水平距離有關(guān)。水平排列產(chǎn)生的工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度小于三角形排列方式;磁場(chǎng)強(qiáng)度隨水平距離的增加成倍數(shù)遞減，在6m距離內(nèi)這種現(xiàn)象尤為明顯。

(3)在電抗器帶電的情況下，工頻電磁場(chǎng)的防護(hù)措施主要采取距離防護(hù)和接觸時(shí)間防護(hù)。建議防護(hù)距離控制在10m以上，接觸時(shí)間控制在2h。

［1］《輸變電設(shè)施的電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其環(huán)境影響》編寫組.輸變電設(shè)施的電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其環(huán)境影響［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2007.

［2］楊新村，李毅.WHO國(guó)際電磁場(chǎng)計(jì)劃的評(píng)估結(jié)論與建議［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2008.

［3］DL/T 799.7－2010，電力行業(yè)勞動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］GB 16203－1996，作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.

The research of power frequency electric field intensity of 35kV shunt reactor

Measuring results reveal the exceeding point of power frequency magnetic field intensity concentrated in 35kV shunt reactor in 500kV substation.The different arrangement of 35kV shunt reactors and distributing characteristic of power frequency electromagnetic field are studied.The results show that power frequency magnetic field intensity become much lower with the increasing distance of the 35kV shunt reactor center，and triangular arranged＇s power frequency magnetic field intensity is higher than horizontally－arranged.

shunt reactor;power frequency electric field;power frequency magnetic field;distribution characteric

X591

B

1674－8069(2012)01－005－02

廣東省醫(yī)學(xué)科研基金立項(xiàng)課題(A2007059);廣東電網(wǎng)公司立項(xiàng)課題(JA6008017)

2011-08-17;

2011-12-24

李麗(1971-)，女，江西全南人，高級(jí)工程師，從事電力環(huán)境保護(hù)和職業(yè)衛(wèi)生工作。E－mail:liligz@163.com