河南省計量科學研究院　靳振宇　劉建立　呂程琳　張保健　胡勝高　陶　牮

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220kV與500kV變電站電磁輻射監(jiān)測及防治措施

河南省計量科學研究院靳振宇劉建立呂程琳張保健胡勝高陶牮

為了研究變電站的電磁輻射分布情況，本文選取具有代表性的220kV變電站和500kV變電站進行監(jiān)測與分析，其變電站工況越大電磁輻射就越明顯，工頻磁場和工頻電場隨著距離的增大有明顯的衰減，距圍墻50m處，遠遠小于國家標準限值。因此，針對變電站周圍環(huán)境輻射提出來防治措施，使電磁輻射的影響降到最低。

電磁輻射；頻電場；工頻磁場；防治措施

隨著我國經(jīng)濟與城市現(xiàn)代化發(fā)展進程不斷加快，經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用電量也逐漸增多，因此對電力的需求也就不斷加大。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的需要，我國相繼投入建設許多輸變電站工程。但是隨著人們對環(huán)境保護認識的不斷加深和環(huán)保意識不斷增強，人們逐漸開始關心輸變電工程在建設和運行中的電磁輻射對周圍環(huán)境和人類生活的影響。而世衛(wèi)組織又把電磁波輻射列為繼水源、大氣、噪聲之后的第四大環(huán)境污染源，是危害人類健康的隱形 “殺手” ，長期而過量的電磁輻射會對人體生殖、神經(jīng)和免疫等系統(tǒng)造成傷害，造成了皮膚病、心血管疾病、糖尿病、癌突變的誘因。本文選取了具有代表性的220kV變電站和500kV變電站進行監(jiān)測與分析，提出切實可行的電磁輻射防護發(fā)措施。

1　工頻電磁輻射的影響

電磁輻射是一種復合的電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。電磁波輻射無處不在，是以一種看不見、摸不著的場，而地球本身就是一個大磁場，從自然環(huán)境中的雷電、太陽等自然現(xiàn)象的電磁輻射到日常生活中家用電器的許多方面，都存在電磁輻射［1-4］。

因為人體中70%都是水，所以是一個良導體，當人置于交變的電磁場中，人體會產(chǎn)生感應電流及電動勢，對人的健康就有一定的影響。第一，熱效應，人受到電磁輻射后，電磁能就會轉化為熱能，引起人體的溫度升高，當人體溫度達到一定程度時就會引發(fā)一系列病狀，從而影響人類健康，如心悸、頭脹、失眠、心動過緩、白細胞減少，免疫功能、視力下降等。第二，非熱效應，人體的器官和組織都存在穩(wěn)定和有序的微弱電磁場，一旦外界的電磁場干擾強度過大，從而影響或者破壞處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場，可能影響胎兒畸形或孕婦自然流產(chǎn)，也可影響人體的循環(huán)、免疫、生殖和代謝功能等；第三，累積效應，熱效應和非熱效應作用于人體后，電磁輻射對人體的影響尚未來得及自我恢復之前，若再次受到過量電磁波輻射，其影響程度就會發(fā)生累積，久而久之會形成永久性累積影響［1-4］。

電磁輻射對人體的影響不是短時間可以顯現(xiàn)出來的，不同頻率的電磁場對人體的影響應產(chǎn)生不同的后果，由于人的體質(zhì)也有區(qū)別，也可能使人變得更加聰明，也可能影響人體的正常生長過程。電磁輻射還可以影響通訊信號，也會使電子設備受到干擾，如顯示器的畫面抖動或者出現(xiàn)色斑，也可使計算機死機［1-4］。

2　監(jiān)測方法與布點原則

2.1監(jiān)測方法的依據(jù)

根據(jù)《環(huán)境影響評價技術導則 輸變電工程》（HJ 24-2014）、《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）和《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》（HJ 681-2013）中所規(guī)定的交流輸變電工程產(chǎn)生的工頻電場、工頻磁場的監(jiān)測方法。

2.2檢測儀器及環(huán)境條件

工頻磁場與工頻電場監(jiān)測使用Narda 生產(chǎn)的NBM-550&EHP-50D工頻電磁場測量儀，頻率范圍：5Hz-100kHz；量程：5mV/ m-1kV/m，500mV/m-100kV/m，0.3nT-100μT，30nT-10mT；靈敏度：5mV/m（全向），3mV/m（單向），0.3nT（全向），0.2nT（單向）。儀器經(jīng)電力系統(tǒng)電磁兼容和電磁環(huán)境研究與監(jiān)測中心校準，且在有效校準期內(nèi)。

環(huán)境條件應符合儀器的使用要求，監(jiān)測工作應在無雨、無霧、無雪的天氣下進行，監(jiān)測時環(huán)境濕度應在80%以下，避免監(jiān)測儀器支架泄漏電流等影響［5］。

2.3監(jiān)測方法

監(jiān)測點應選擇在地勢平坦、遠離樹木且沒有其他電力線路、通信線路及廣播線路的空地上。監(jiān)測儀器的探頭應架設在地面（或立足平面）上方1.5m 高度處。也可根據(jù)需要在其他高度監(jiān)測，并在監(jiān)測報告中注明。監(jiān)測工頻電場時，監(jiān)測人員與監(jiān)測儀器探頭的距離應不小于2.5m。監(jiān)測儀器探頭與固定物體的距離應不小于1m。監(jiān)測工頻磁場時，監(jiān)測探頭可以用一個小的電介質(zhì)手柄支撐，并可由監(jiān)測人員手持。采用一維探頭監(jiān)測工頻磁場時，應調(diào)整探頭使其位置在監(jiān)測最大值的方向［5］。

2.4監(jiān)測布點

監(jiān)測點應選擇在無進出線或遠離進出線（距離邊導線地面投影不少于20m）的圍墻外且距離圍墻5m 處布置。如在其他位置監(jiān)測，應記錄監(jiān)測點與圍墻的相對位置關系以及周圍的環(huán)境情況。斷面監(jiān)測路徑應以變電站圍墻周圍的工頻電場和工頻磁場監(jiān)測最大值處為起點，在垂直于圍墻的方向上布置，監(jiān)測點間距為5m，順序測至距離圍墻50m 處為止［5］。

3　監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

表1為220kV和500kV變電站的運行工況，表2為220kV和500kV變電站周圍環(huán)境工頻電場與工頻磁場檢測結果。

表2　變電站周圍環(huán)境工頻電場與工頻磁場檢測結果

表1　變電站的運行工況

圖1　220kV和500kV變電站一側圍墻斷面工頻電場監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢

從表2 可以看出，220kV變電站周圍東西南北側的工頻電場和工頻磁場最大值為202.8 V/m和0.2987μT；而500kV變電站周圍東西南北側的工頻電場和工頻磁場最大值為1518 V/m和1.294μT；其變電站周圍環(huán)境輻射均符合電場強度4000V/m和100μT的標準限制［6］。

從圖1中可以看出，220kV和500kV變電站在0m～10m，工頻電場強度先增大后減小，符合《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》（HJ 681-2013）所規(guī)定的斷面監(jiān)測；隨著距離的增加，工頻電場強度一直在衰減，220kV變電站在45m處接近環(huán)境背景值，而500kV變電站遠大于背景值，這是因為電壓越高，工頻電場強度越大。

從圖2中可以看出，220kV變電站在0m～50m工頻磁場強度隨著距離的增大而減小，在45m處接近環(huán)境背景值；500kV變電站0m～5m工頻磁場強度隨著距離的增大后而減小，在（10～50）m隨著距離的增加而減小，在45m處500kV變電站遠大于背景值，這是因為電流越大，工頻磁場強度越大。

圖2　220kV和500kV變電站一側圍墻斷面工頻磁場監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢

4　電磁輻射的防護措施

電磁輻射防護的出發(fā)點就是要降低電磁輻射對人們的正常生活的影響，更重要的是要減少其對人們身體健康的危害。變電站工程在為人類社會帶來巨大效益的同時，也存在著潛在的危害。廣泛宣傳和普及變電站電磁輻射防護知識，使人們正確認識電磁輻射以及它的來源與危害，不斷提高全民的環(huán)境保護意識。

4.1采用距離防護

從理論上講，感應電磁場強度與距離的平方成反比，即輻射電磁場強度與輻射源到被照體間的距離成反比。從監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可以看出，適當?shù)脑黾幼冸娬九c保護目標的距離，可以減少電磁輻射的影響，所以變電站選址時，盡量遠離居民區(qū)、學校和辦公樓等，人們在建設房屋時，也應該和已有變電站保持一定的安全距離。

4.2電磁屏蔽

屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量、反射能量和抵消能量的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。變電站工程工況頻率為50Hz，要采用高導磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴散到屏蔽的空間去；在某些場合下，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

4.3食補

在生活中注意防電磁輻射外，還可以來中和電磁輻射的食補方式。如果長時間接近或生活在強輻射范圍，很有可能遭受過量的電磁輻射，因此要多吃富含維生素B、富含蛋白質(zhì)、番茄紅素和水溶性膳食纖維的的食物來調(diào)節(jié)人體電磁場紊亂狀態(tài)，增加機體抵抗電磁輻射污染的能力，可有效對抗輻射，溶解沉淀于細胞內(nèi)的毒素或者與人體含輻射的金屬微粒發(fā)生反應，使之溶解排出體外。

5　結語

本文選取具有代表性的220kV和500kV變電站進行電磁輻射監(jiān)測和分析。從變電站周圍電磁輻射數(shù)據(jù)，可知都符合國家的控制標準：電場強度4000V/m和磁場強度100μT；從變電站墻外衰減斷面可知，距離圍墻越遠電磁輻射越來越小，在距離220kV變電站50m處電場強度和磁場強度都接近環(huán)境的背景值，而500kV變電站比220kV變電站工況大一些，所以電場強度和磁場強度比220kV變電站的高一些，在距變電站50m處電場強度和磁場強度也遠遠低于國家的控制標準。只要按照國家環(huán)境保護的規(guī)定要求，落實工頻電磁場的防護措施，使變電站工程滿足國家技術規(guī)范，實現(xiàn)電力和人民生活互贏。

［1］戴育民.輸變電工程電磁輻射影響因子的分析研究［D］.呼和浩特P:內(nèi)蒙古大學，2014:1-3

［2］陸東閣.變壓器和輸電線的電磁環(huán)境影響研究［D］.沈陽:沈陽理工大學，2014:1-7

［3］石小波，何為，等.500kv變電站電磁測量影響分析及其防治［C］.中國環(huán)境科學學會學術年會優(yōu)秀論文集，2007:2075-2078.

［4］范鵬，劉文芳等.輸變電工程電磁輻射污染的初步探討［J］.環(huán)境科學與管理，2012（10）:151-153，156.

［5］中國人民共和國國家環(huán)境保護標準HJ 681交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測方法（試行）［S］.北京:2013.

［6］中國人民共和國國家標準GB/8702電磁環(huán)境控制限值［S］.北京:2014.

靳振宇，男，助理工程師，主要研究方向：電磁兼容和電磁輻射。

劉建立，男，工程師，主要研究方向：電磁兼容和電磁輻射。