朱 瀅，吳 劍，郁丹炯，李育敏，劉貴龍，王 娟

(浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測站，浙江省輻射環(huán)境安全監(jiān)測重點實驗室，浙江 杭州 310012)

1 引言

2005 年，國家發(fā)展和改革委員會辦公廳印發(fā)《國家發(fā)展改革委關(guān)于開展百萬伏級交流、±800萬伏級直流輸電技術(shù)前期研究工作的通知》，由國家發(fā)展和改革委員會牽頭組織國網(wǎng)公司等單位開展±800kV 級直流輸電技術(shù)研究工作。2010 年，向家壩-上?！?00 kV特高壓直流示范工程投運，額定輸電容量為6400 MW，線路長度約1900 km。其成功實踐極大推動了直流特高壓技術(shù)推廣應(yīng)用的步伐，錦屏-蘇南、哈密南-鄭州、溪洛渡-浙西、寧東-浙江、酒泉-湖南、上海廟-山東、錫盟-江蘇、晉北-南京±800 kV特高壓直流工程也已建成投運，單回容量已提升至8000 MW。

隨著國家直流電力網(wǎng)絡(luò)的逐步建成，周邊的電磁環(huán)境影響越來越受到人們的關(guān)注，也給特高壓直流工程的環(huán)境保護管理提出了新的要求。

2 電磁環(huán)境的影響

直流輸電工程的電場通常由地面合成電場表征[1]。直流輸電工程附近的電場，是由導(dǎo)線或其他帶電設(shè)備上電荷產(chǎn)生的場(標(biāo)稱電場)和電暈引起的空間電荷(離子)產(chǎn)生的場的合成[2]。由導(dǎo)線或其他帶電設(shè)備上的電荷以及由直流電暈產(chǎn)生的空間電荷共同作用，在大地表面產(chǎn)生的電場強度稱為地面合成電場，單位為kV/m[3]。

當(dāng)直流帶電設(shè)備表面電位梯度超過電暈起始電位梯度時，將產(chǎn)生電暈[4]。由于直流帶電設(shè)備上的電壓極性不變，電暈放電產(chǎn)生的電荷在空間形成相對穩(wěn)定的兩個區(qū)域：電離區(qū)和極間區(qū)[5]。電離區(qū)是覆蓋帶電設(shè)備表面的一個薄層，該區(qū)域內(nèi)的電場強度非常高。在電離區(qū)產(chǎn)生的與導(dǎo)線極性相同的電荷被帶電設(shè)備產(chǎn)生的電場排斥，進入極間區(qū)。極間區(qū)是正極導(dǎo)線和負極導(dǎo)線之間，以及正負兩極導(dǎo)線與地面之間的廣闊區(qū)域。在這個區(qū)域內(nèi)存在著大量從電離區(qū)游離出來的空間電荷。這些空間電荷由于電場力的作用，向相反極性方向以及大地方向漂移。交流輸電工程的情況則不同。當(dāng)出現(xiàn)電暈時，由于電壓極性作周期性的變化，前半個周期被排斥的帶電離子在后半個周期基本被吸引回來，因此帶電離子都集中在導(dǎo)線周圍，空間不存在游離的電荷。

由于直流帶電設(shè)備與交流帶電設(shè)備電暈的發(fā)展過程不同，尤其是直流帶電設(shè)備周圍環(huán)境中存在大量漂移的空間電荷，使得直流輸電工程比交流輸電工程的電場復(fù)雜。

直流線路在運行過程中，也會對人產(chǎn)生一定的生物效應(yīng)。

首先，是人體截獲離子流的感受，即人在直流線路下會截獲離子，被截獲的離子通過人體入地[6]。不過在正常情況下，人在直流線路下截獲離子一般不會有感覺。

其次，是直接感受，人暴露在直流電場中，在體表會產(chǎn)生感應(yīng)電荷[7]。由于感應(yīng)電荷的存在，人體內(nèi)部的合成電場強度幾乎為零，直流電場對人體內(nèi)部幾乎沒有影響。我國直流線路下的合成電場控制在30kV/m以下，在國際上處于中等的水平，人在直流線路下一般不會出現(xiàn)明顯的刺激感。

最后，就是暫態(tài)放電感受，人在直流電場中會在體表產(chǎn)生感應(yīng)電荷，當(dāng)人接觸接地金屬體時，電荷就會通過接地體放電。以上放電過程短暫，放電較強時可出現(xiàn)火花，人體往往會有刺痛感，也稱之為暫態(tài)電擊。世界衛(wèi)生組織2004年總結(jié)了直流電場對人體影響的研究，結(jié)論為：沒有任何試驗結(jié)果表明直流電場對人體的健康有害；并且到目前為止，也沒有任何研究表明暴露于直流電場中會對人的健康產(chǎn)生慢性的或遲發(fā)性的不利影響[8]。

3 特高壓直流工程電磁環(huán)境監(jiān)測

3.1 合成電場監(jiān)測要求

現(xiàn)場監(jiān)測依據(jù)《直流輸電工程合成電場限值及其監(jiān)測方法》(GB39220-2020)中規(guī)定的方法和要求[9]?，F(xiàn)場監(jiān)測均在輸變電工程正常運行的工況下進行，監(jiān)測期間氣象條件需要符合監(jiān)測要求。監(jiān)測儀器為TFMS01型直流合成場強儀，監(jiān)測期間的儀器均需處在檢定有效期內(nèi)。

3.2 監(jiān)測內(nèi)容

對±800 kV某特高壓直流工程途經(jīng)的寧夏、山西、河南段線路斷面進行合成電場監(jiān)測。根據(jù)本工程輸電線路沿線地形及周圍地理形勢，輸電線路衰減斷面選擇周圍地勢平坦開闊，無其它建筑物遮擋，具備線路衰減斷面監(jiān)測條件。

合成電場以導(dǎo)線弧垂最大處線路中心的地面投影點為測量原點，沿垂直直流線路方向進行監(jiān)測，監(jiān)測點位從距負極導(dǎo)線的垂直投影距離50 m處至距正極導(dǎo)線的垂直投影距離50 m處，布點間距為5 m。

3.3 監(jiān)測結(jié)果

通過對各省線路斷面的監(jiān)測，寧夏、山西、河南段線路斷面合成電場監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 合成電場監(jiān)測結(jié)果

4 工程沿線電磁環(huán)境水平分析

從監(jiān)測結(jié)果可知，工程沿線各省直流合成電場強度最大值為-27.21 kV/m，小于《±800 kV特高壓直流線路電磁環(huán)境參數(shù)限值》(DL/T 1088-2008)的規(guī)定的線路跨越農(nóng)田、公路等人員容易到達區(qū)域的合成場強限值30 kV/m[10]，也小于《直流輸電工程合成電場限值及其監(jiān)測方法》(GB39220-2020)規(guī)定的限值。

從表1可知，一般情況下，負極性導(dǎo)線側(cè)合成電場強度最大值大于正極性導(dǎo)線側(cè)合成電場強度最大值，導(dǎo)線外側(cè)合成電場強度存在先增大后減小的趨勢，整體隨著距極導(dǎo)線距離增大而減小。

5 結(jié)論

隨著±800 kV特高壓直流工程的大量建設(shè)，各建設(shè)單位已從設(shè)計階段將合成電場達標(biāo)納為重要依據(jù)，從本文中監(jiān)測的±800 kV某特高壓直流工程沿線斷面監(jiān)測結(jié)果可知，線路沿線合成電場強度為可控的，滿足標(biāo)準要求的。

線路臨近居民區(qū)時，可抬高線路架設(shè)高度以滿足合成電場標(biāo)準要求(民房處合成場強限值為25 kV/m，且80%的測量值不得超過15 kV/m)。