摘 要：重點(diǎn)對高壓輸變電工程中的電磁場、電磁輻射進(jìn)行探討，在此基礎(chǔ)上，分析對設(shè)備、信號等諸多方面造成的干擾以及對環(huán)境的影響，并提出針對性的保護(hù)措施。該研究對于變電工程建設(shè)與運(yùn)行以及環(huán)境保護(hù)具有積極意義。

關(guān)鍵詞：高壓輸變電工程;電磁場;電磁輻射;通信;環(huán)保

1 高壓輸變電工程中存在的磁場與輻射

1.1 ? ?高壓輸變電工程電磁場

高壓輸變電設(shè)施運(yùn)行過程中產(chǎn)生的磁場具有較大的覆蓋范圍與頻率，在進(jìn)行直流輸電時(shí)產(chǎn)生的合成場存在場合離子流，不僅會(huì)對自然環(huán)境造成負(fù)面影響，同時(shí)還威脅著周圍居民的健康[1]。

我國工業(yè)用電的頻率為50 Hz，當(dāng)有電流從高壓輸變電線路中流過時(shí)，其線路周圍就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電場與磁場，即工頻磁場、工頻電場[2]。若電壓為工頻交變電壓，此時(shí)的輸電線路中產(chǎn)生低頻交變電荷，與土地之間形成一種工頻電場-低頻電場模式。高壓輸電線路中的電流為工頻電流時(shí)，在高壓輸變電設(shè)施周圍存在工頻磁場，其強(qiáng)度由介質(zhì)磁導(dǎo)率決定。

1.2 ? ?高壓輸變電設(shè)施電磁輻射

當(dāng)磁場與電場之間存在交互作用時(shí)，電磁波誕生。電磁波是一種能量形式，在電磁波向外界發(fā)射、泄漏時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁輻射。高壓輸變電設(shè)施在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生電磁波，根據(jù)能量守恒定理，電能不可能完全實(shí)現(xiàn)傳輸，而是在傳輸過程中有一部分電能以熱、電磁波的形式損耗，電磁波散播在空氣中會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，對環(huán)境、居民健康都存在極大的威脅[3]。

2 高壓輸變電設(shè)施電磁輻射產(chǎn)生的影響

高壓輸變電設(shè)施產(chǎn)生的電磁輻射主要有電暈放電、絕緣子放電兩種方式[4]。

之所以會(huì)出現(xiàn)電暈放電的現(xiàn)象，是因?yàn)楦邏狠斪冸娋€路的表面存在相對較大的電位梯度，在其周圍出現(xiàn)放電現(xiàn)象，對電氣設(shè)施產(chǎn)生干擾;出現(xiàn)絕緣子放電的原因，是絕緣子存在的污穢以及一些損壞的絕緣子易產(chǎn)生較高的電位差。

盡管絕緣子放電不是一種主要的放電途徑，但是絕緣子放電強(qiáng)度遠(yuǎn)大于電暈放電。

2.1 ? ?干擾通信電路

高壓輸變電設(shè)施對通信線路產(chǎn)生的干擾主要體現(xiàn)為靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)兩種途徑。

（1）靜電感應(yīng)：高壓輸電線路當(dāng)中有電流通過時(shí)，其附近產(chǎn)生電場，進(jìn)一步產(chǎn)生交變磁場。如果在高壓輸變電設(shè)施周圍存在通信線路，這種交變磁場產(chǎn)生的橫向電壓將作用在通信電路導(dǎo)線上，妨礙通信線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低通信信號質(zhì)量[5]。

（2）電磁感應(yīng)：當(dāng)高壓輸變電線路設(shè)備出現(xiàn)接地故障時(shí)，接地點(diǎn)周圍會(huì)出現(xiàn)高電位，而這種高電位會(huì)對通信線路設(shè)備造成負(fù)面影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損毀設(shè)備。

高壓輸變電線路因存在電流諧波而產(chǎn)生電磁場，會(huì)對通信線路產(chǎn)生負(fù)面影響。巧合的是，無論是通信線路還是高壓輸變電線路，其諧波頻率均為300～400 Hz。

2.2 ? ?對廣播信號及無線電產(chǎn)生的影響

高壓輸變電線路通過電暈放電對廣播信號與無線電信號產(chǎn)生負(fù)面影響。電暈放電產(chǎn)生的原理是在不均勻的電場中，介質(zhì)在電場局部位置形成自持放電，這也是現(xiàn)階段最常見的一種氣體放電形式，通常電流頻率在0.1～100 Hz。

我國的廣播與無線電頻段為0.5～1.65 MHz。很明顯，高壓輸變電線路產(chǎn)生的電磁輻射頻率是遠(yuǎn)大于廣播、無線電頻段的，因此會(huì)很輕易對廣播、無線電頻段造成干擾[6]。

2.3 ? ?對人體健康的影響

高壓輸變電線路產(chǎn)生的電磁輻射可以輕易貫穿人體，其中人體還會(huì)吸收一部分電磁輻射能量。人體中存在的體液和電介質(zhì)會(huì)與電磁輻射發(fā)生反應(yīng)，這種反應(yīng)被稱為電磁生物效應(yīng)。電磁生物效應(yīng)的表現(xiàn)形式主要有非熱作用與致熱作用。

（1）非熱作用：電磁輻射在人體內(nèi)產(chǎn)生的電磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)都被歸類為非熱作用。在微波磁場的作用下，人體內(nèi)部分子會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)甚至形變現(xiàn)象，細(xì)胞液及體液在這種情況下會(huì)發(fā)生變化，細(xì)胞膜的部分功能會(huì)受到損傷，使系統(tǒng)功能出現(xiàn)異常，最終對中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成影響，但是人體體溫并不會(huì)出現(xiàn)明顯變化。

（2）致熱作用：當(dāng)人體處于相對功率、頻率恒定的環(huán)境時(shí)，人體易受到電磁輻射的影響。電磁輻射致熱作用產(chǎn)生的許多熱量被人體吸收，致使人體出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象，人體體溫明顯升高。當(dāng)人體吸收熱量過多時(shí)，組織傳熱機(jī)能就會(huì)受損，影響機(jī)體健康，甚至危及生命。一般情況下在高頻電磁輻射的環(huán)境下才會(huì)形成致熱作用[7]。

3 高壓輸變電線路工程監(jiān)測數(shù)據(jù)

表1給出了一組高壓輸變電線路工程監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4 高壓輸變電工程的環(huán)保措施

4.1 ? ?選址與路徑選擇原則

在開展高壓輸變電工程的過程中，無論是地址的選擇還是輸電路徑的選擇，都需要遵循一定的原則：（1）工程建設(shè)需要充分考慮到社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益，確保社會(huì)生產(chǎn)與居民生活的供電正常;（2）最大程度上避免在會(huì)受到電磁干擾的地區(qū)建設(shè)工程，地址、路徑的選擇需要參考當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃、社會(huì)生產(chǎn)、居民生活等因素。

機(jī)場、火車站、碼頭等重要的交通場所對電磁輻射的敏感度極高，極易受到電磁輻射的影響，因此在建立高壓輸變電站時(shí)要遠(yuǎn)離這些場所，除此之外還要遠(yuǎn)離軍事基地、居民區(qū)、工業(yè)園等區(qū)域?？傊?，建立高壓輸變電站要盡可能選擇空曠的區(qū)域，避免電磁輻射對周圍事物造成傷害，同時(shí)在高壓輸變電站周圍要做好防護(hù)措施，最大程度上避免電磁輻射在大氣中的傳播。

4.2 ? ?開展高壓輸變電站工程過程中需要的環(huán)保措施

開展高壓輸變電線路工程過程中要注意兩方面問題：（1）在實(shí)際施工過程中注重對生態(tài)環(huán)境的切實(shí)保護(hù);（2）在實(shí)際施工過程中要采取一系列措施，減少工程對自身設(shè)備、周圍居民造成的負(fù)面影響[8]。

施工時(shí)最大程度上降低對生態(tài)環(huán)境的破壞，包括減少對樹木的破壞、植被的踐踏等，可以選擇通過增加塔高使線路順利穿過林區(qū)。多回路輸電線路可以盡量采取多回路與同桿塔雙回的方式實(shí)現(xiàn)線路布置，如此可以減小對地表植被的破壞。

在施工區(qū)域修建護(hù)坡、水溝、堤壩等設(shè)施，減少因修建高壓輸變電工程造成的水土流失，實(shí)現(xiàn)對水土的保護(hù)。高壓輸變電站需要選擇遠(yuǎn)離居民區(qū)、生產(chǎn)基地等區(qū)域，在高壓輸變電站外圍加設(shè)防護(hù)裝置，減少電磁輻射向外界的散射，同時(shí)可以通過增加綠植來實(shí)現(xiàn)降噪。

4.3 ? ?高壓輸變電站運(yùn)行過程中的環(huán)保措施

為了盡量降低高壓輸變電站電磁輻射對環(huán)境與居民產(chǎn)生的負(fù)面影響，當(dāng)高壓輸變電站及其保護(hù)設(shè)施正式建成后，驗(yàn)收部門需要對工程進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收部門需要結(jié)合實(shí)際需求與情況建立相關(guān)制度，落實(shí)權(quán)責(zé)對等原則，這樣，當(dāng)高壓輸變電站在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以在第一時(shí)間迅速找到負(fù)責(zé)人解決問題。為了避免居民受到電磁輻射的傷害，僅僅依靠防護(hù)措施還不夠，需要向居民宣傳電磁輻射的危害性以及相應(yīng)的預(yù)防常識，消除公眾對電磁輻射的誤解，同時(shí)讓群眾廣泛、積極地參與到高壓輸變電站的監(jiān)督工作中。

5 結(jié)語

本文首先介紹了高壓輸變電工程中存在的磁場與輻射，包括高壓輸變電工程電磁場、高壓輸變電設(shè)施電磁輻射;其次闡述了高壓輸變電設(shè)施電磁輻射產(chǎn)生的影響，包括干擾通信電路、對廣播信號及無線電產(chǎn)生的影響、對人體健康的影響;然后列出了一組高壓輸變電線路工程監(jiān)測數(shù)據(jù)作為說明;最后提出了高壓輸變電工程的環(huán)保措施，包括選址與路徑選擇原則、開展高壓輸變電站工程過程中需要的環(huán)保措施、高壓輸變電站運(yùn)行過程中的環(huán)保措施等。

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收稿日期：2020-11-12

作者簡介：葉先軍（1975—），男，河南信陽人，電氣主管工程師，從事企業(yè)臨時(shí)用電安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)處理和設(shè)備管理、企業(yè)用電安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性分析、海洋采油平臺供電安全技術(shù)應(yīng)用等方面的研究工作。