朱雅瓊

（云南省環(huán)境科學(xué)研究院，云南昆明650034）

電能不僅能滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，更能推動社會?jīng)濟(jì)的發(fā)展。而電網(wǎng)即是將電能輸送到各用電點(diǎn)的工具，因此電網(wǎng)建設(shè)的重要性不言而喻，電網(wǎng)改造與建設(shè)也是國家產(chǎn)業(yè)政策中鼓勵類項(xiàng)目。我國高壓電力網(wǎng)系統(tǒng)呈500kV—220kV（300kV）—110kV—35kV—10kV系列，500kV架空輸電線功能為遠(yuǎn)距離輸送電能及特大城市周邊環(huán)線網(wǎng)，而城鄉(xiāng)交界處多分布為220kV／110kV高壓架空輸電線走廊［1］。另一方面，人們的環(huán)保意識和維權(quán)意識日益增強(qiáng)，對電磁環(huán)境的訴求也越來越高，導(dǎo)致出現(xiàn)對輸變電工程的抵制情緒。為更好地了解高壓輸電線路周圍的電磁環(huán)境，本文結(jié)合輸變電工程環(huán)境影響評價實(shí)例，參照相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，客觀闡述高壓輸電線路周圍電場和磁場的電磁環(huán)境影響程度。

1 電磁環(huán)境

1.1 工頻電場

我國電力系統(tǒng)所加電壓為工頻交變電壓，所以導(dǎo)線就帶有低頻的交變電荷，同時在導(dǎo)線與大地之間形成低頻電場，即工頻電場。電場強(qiáng)度用沿某方向單位距離內(nèi)的電位差 （“電壓”）度量，計(jì)量單位為每米的伏特?cái)?shù)（V／m）。

1.2 工頻磁場

當(dāng)輸電線路流有工頻電流，則在載流導(dǎo)體周圍感應(yīng)出工頻磁場，表征磁場能力的物理量為磁場強(qiáng)度，而同樣大小的磁場強(qiáng)度在周圍空間中產(chǎn)生的相應(yīng)感應(yīng)強(qiáng)度取決于周圍空間介質(zhì)的磁導(dǎo)率。在做磁場環(huán)境影響分析時，一般采用磁感應(yīng)強(qiáng)度作為評價指標(biāo)，計(jì)量單位為特斯拉 （T）。

1.3 環(huán)境影響評價

我國電力系統(tǒng)的電源工作頻率 （簡稱工頻）為50Hz，在臨近輸電線路或電力設(shè)施的周圍環(huán)境中產(chǎn)生工頻電場與工頻磁場，它們屬于低頻感應(yīng)場，其波長達(dá)6000km，相對于如此長的“波”而言，輸電線路本身的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以構(gòu)成有效的“發(fā)射天線”，從而不能形成有效的輻射。目前，我國對高壓輸電線路電磁環(huán)境的評價參照《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范》（HJ／T24－1998）居民區(qū)工頻電場限值和磁感應(yīng)強(qiáng)度限值，即居民區(qū)工頻電場強(qiáng)度≤4kV／m，磁感應(yīng)強(qiáng)度≤0.1mT。

2 電磁環(huán)境的理論計(jì)算

2.1 工頻電場強(qiáng)度計(jì)算

交流輸電線路的電場強(qiáng)度采用等效電荷法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算分兩步進(jìn)行：

（1）由輸電線路的電壓和電位系數(shù)矩陣，計(jì)算單位長度導(dǎo)線上的電荷。

（2）計(jì)算由這些電荷產(chǎn)生的電場。在計(jì)算時，一般認(rèn)為輸電線路是無限長平行于地面的，且把地面視為良導(dǎo)體。計(jì)算多導(dǎo)線線路中單位到線上的等效電荷Q，是通過電壓U和麥克斯韋點(diǎn)位系數(shù)λ求解。

［Q］＝［λ］［U］

導(dǎo)線對地高度通常取最大弧垂時導(dǎo)線的最小對地高度。對分裂導(dǎo)線的情況，可以用等效的單根導(dǎo)線代替。

2.2 工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算

磁感應(yīng)強(qiáng)度采用鏡像法計(jì)算，基本原理是將大地的影響等效成為地下一等值反向電流所產(chǎn)生的影響，其鏡像深度d近似可取。

式中：ρ為大地電阻率，Ω·m；f為頻率，Hz。

如果取大地電阻率50Ω·m，則d遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)線距地面的距離，所以，忽略它的鏡像進(jìn)行計(jì)算。

磁感場強(qiáng)度的計(jì)算公式為：

3 理論計(jì)算與實(shí)際監(jiān)測對比分析

本研究結(jié)合220kV七果Ⅰ、Ⅱ回線路進(jìn)行對比分析，該線路為同塔雙回架空建設(shè)，從500kV七甸變電站出線，接入220kV果林變電站。

表1 220kV七果同塔雙回線工頻電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度

從現(xiàn)場監(jiān)測和理論計(jì)算的結(jié)果看，220kV同塔雙回架空線路的電場強(qiáng)度在距離邊導(dǎo)10m范圍以內(nèi)，理論計(jì)算值遠(yuǎn)大于現(xiàn)場監(jiān)測值；在距離邊導(dǎo)10m范圍外，理論計(jì)算值與現(xiàn)場監(jiān)測值基本吻合。由于建筑和樹木對電場有很強(qiáng)的屏蔽作用［2，3］，現(xiàn)場監(jiān)測的電場強(qiáng)度值已經(jīng)受到周圍植被的削減，監(jiān)測點(diǎn)位的實(shí)際電場強(qiáng)度值小于理論計(jì)算值。從現(xiàn)場監(jiān)測情況看，220kV同塔雙回架空線路周圍的電場強(qiáng)度最大值為0.81kV／m，遠(yuǎn)小于國家限值4kV／m的標(biāo)準(zhǔn)要求。

磁感應(yīng)強(qiáng)度的理論計(jì)算值與現(xiàn)場監(jiān)測值相差不大，隨著距離加大變化趨勢大致相同，但并不完全一致。這是由于生活中常見的材料或物體，如木材、磚瓦、石塊、水泥等材料或人體、墻壁、樹木等物體的磁導(dǎo)率與空氣差別很小，磁力線基本上不因上述物體或材料的存在而產(chǎn)生畸變或削弱［4］。而高壓輸電線路中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與線路電流有關(guān)，實(shí)際的磁感應(yīng)強(qiáng)度也隨用電負(fù)荷的變化產(chǎn)生一系列不穩(wěn)定值［5］。從理論計(jì)算和現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果來看，220kV同塔雙回架空線路周圍的磁感強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家限值0.1mT的標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)論

與人們生活距離較近的高壓線主要是110／220kV架空線路，從實(shí)際的電磁場強(qiáng)度來看，110／220kV高壓輸電線路工頻輻射能量非常小，完全沒有必要造成恐慌。目前，高壓送電線路在施工時必須嚴(yán)格遵照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，同時國內(nèi)外有關(guān)專家、學(xué)者正著力研究高壓輸電線路電磁屏蔽材料和方法，并逐步運(yùn)用于實(shí)踐。因此，110／220kV架空線路不會對公眾生活帶來不利影響。

［1］王毅，劉嘉林，麻桂榮.高壓架空輸電線走廊周邊樓房電磁環(huán)境研究［J］.城市管理與科技，2005，7（3）：110－112.

［2］梁保英，高升宇，尤一安，等.高壓輸變電設(shè)備電磁輻射環(huán)境影響分析［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2000，16（3）：57－59.

［3］吳健，呂平海，張格紅，等.建筑物對高壓輸電線路工頻電磁場屏蔽效果分析［J］.華東電力，2010，38（8）：1217－1219.

［4］鄔雄，萬保權(quán).輸變電工程的電磁環(huán)境 ［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［5］王群，李永卿，陳靜，等.110kV高壓輸電線路電磁場分析及評價［J］.北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，31（3）：308－312.