李 智，任 牧，李艷元，張軍廣，蘇仁斌，江 波

(1.國(guó)家電網(wǎng)公司華中分部，湖北 武漢 430077；2.中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071)

0 引言

由于電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)走廊通道的限制導(dǎo)致輸電線路逐漸向居民密集區(qū)逼近，隨之而來的由高壓輸電線路引起的環(huán)保糾紛和居民投訴問題也日益增多，尤其是公眾對(duì)輸電線路電磁環(huán)境影響的認(rèn)知較為缺乏，使得電磁環(huán)境污染方面的投訴問題尤為突出[1]。為此，電網(wǎng)企業(yè)已提出建設(shè)“環(huán)境友好型”的綠色電網(wǎng)工程，在輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)采取抬升桿塔對(duì)地高度、增加導(dǎo)線截面、使用倒三角或逆相序排列等一系列措施[2]，減小對(duì)環(huán)境敏感目標(biāo)的影響，切實(shí)解決鄰近居民的安全隱患。但隨著高壓輸電線運(yùn)行時(shí)間的增加，其運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行設(shè)備、運(yùn)行負(fù)荷等也隨之發(fā)生變化，而線路周邊居民區(qū)的電磁環(huán)境情況是否會(huì)隨之發(fā)生變化亟待研究和探討。

500 kV輸電線路具有輸電容量大、輸送距離遠(yuǎn)、聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)、走廊占地省等優(yōu)點(diǎn)，已成為我國(guó)最主要的電力系統(tǒng)之一[3]。本文選取運(yùn)行20年以上的500 kV輸電線路周邊居民區(qū)作為研究對(duì)象，通過實(shí)地監(jiān)測(cè)調(diào)查，探討輸電線路運(yùn)行對(duì)居民區(qū)電磁環(huán)境影響情況，并與運(yùn)行初期的電磁環(huán)境進(jìn)行對(duì)比分析，為環(huán)保措施的實(shí)施和居民環(huán)保投訴處理提供科學(xué)支撐和依據(jù)，以進(jìn)一步踐行生態(tài)文明建設(shè)，保障電網(wǎng)綠色高質(zhì)量發(fā)展。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇湖北省已運(yùn)行20年以上的5條500 kV輸電線路，根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則輸變電》(HJ24-2020)，以線路邊導(dǎo)線地面投影外兩側(cè)各50 m范圍內(nèi)的居民點(diǎn)作為研究對(duì)象，共實(shí)地監(jiān)測(cè)了423處民房點(diǎn)的電磁環(huán)境；同時(shí)，選取近年來2條剛投入運(yùn)行的500 kV輸電線路竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

1.2 研究方法

為科學(xué)合理評(píng)價(jià)和處理輸變電工程建設(shè)產(chǎn)生的電磁污染問題，我國(guó)出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)對(duì)輸變電工程電磁環(huán)境影響進(jìn)行控制，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)控制限制分別為4 000 V/m、100 μT。

工頻電磁場(chǎng)測(cè)量方法和布點(diǎn)參照《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)方法(試行)》(HJ681-2013)、《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則輸變電》(HJ24-2020)和《建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范輸變電工程》(HJ705-2020)進(jìn)行，監(jiān)測(cè)時(shí)儀器距居民房屋1 m、距地面1.5 m；監(jiān)測(cè)儀器采用SEM-600/LF-04電磁輻射分析儀，量程范圍為電場(chǎng)0.01 V/m～100 kV/m、磁場(chǎng)1 nT～10 mT。

2 結(jié)果

2.1 居民區(qū)電磁環(huán)境現(xiàn)狀水平

由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果可知(見表1)，運(yùn)行20年以上輸電線路周邊居民區(qū)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度最大值分別為2.31×103V/m、3.89×103V/m、1.59×103V/m、1.93×103V/m、3.42×103V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值分別為1.327 μT、9.177 μT、3.838 μT、0.917 μT、4.232 μT，均分別小于電場(chǎng)強(qiáng)度4 000 V/m、磁感應(yīng)強(qiáng)度100 μT的公眾暴露控制限制。

根據(jù)《110 kV～750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50545-2010)，500 kV輸電線路原則上不應(yīng)跨越長(zhǎng)期住人的建筑物，與建筑物之間的最小水平距離為5 m。但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查(見表1)，各輸電線路邊導(dǎo)線外5 m范圍內(nèi)都有了數(shù)量不等的居民房屋分布，最低線高為15 m，但電磁環(huán)境現(xiàn)狀均能滿足4 000 V/m、100 μT的控制限值要求。

表1 輸電線路影響范圍內(nèi)居民區(qū)工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.2 居民區(qū)電磁環(huán)境現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)分析

1)研究對(duì)象電磁環(huán)境現(xiàn)狀結(jié)果統(tǒng)計(jì)。由電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(見表2)可以看出，研究對(duì)象居民區(qū)電磁強(qiáng)度處于20～1 000 V/m的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位占比均高于75%，部分線路占比甚至高達(dá)90%，普遍值最高為標(biāo)準(zhǔn)控制限值的1/4；各線路沿線居民區(qū)均有極少數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位電場(chǎng)強(qiáng)度明顯偏高(超過2 000 V/m)或者偏低(小于10 V/m)，極限值最高為標(biāo)準(zhǔn)控制限制的39/40。

由磁感應(yīng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表3)可以看出，居民區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度普遍處于0.1～5.0 μT，普遍值最高為標(biāo)準(zhǔn)控制限值的1/20；僅部分線路居民區(qū)的極少數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位磁感應(yīng)強(qiáng)度超過5.0 μT或者小于0.1 μT，極限值最高為標(biāo)準(zhǔn)控制限制的1/10。

表3 研究對(duì)象磁感應(yīng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2)對(duì)比對(duì)象電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)。由電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(見圖1)可以看出，對(duì)比對(duì)象居民區(qū)電磁強(qiáng)度處于20～1 000 V/m的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位占比均高于75%，線路沿線居民區(qū)也有極少數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位電場(chǎng)強(qiáng)度明顯偏高(超過2 000 V/m)。

圖1 對(duì)比對(duì)象電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

由磁感應(yīng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(見圖2)可以看出，對(duì)比對(duì)象居民區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度普遍處于0.1～5.0 μT，僅極少數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位磁感應(yīng)強(qiáng)度小于0.1 μT。

圖2 對(duì)比對(duì)象磁感應(yīng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3 討論

本次監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，輸電線路沿線居民區(qū)電磁環(huán)境現(xiàn)狀仍能滿足4 000 V/m、100 μT的控制限值要求。由統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析可知，運(yùn)行20年以上的輸電線路沿線居民區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度普遍處于20～1 000 V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度普遍處于0.1～5.0 μT，與剛投入運(yùn)行的輸電線路沿線居民區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍基本一致。這表明，輸電線路運(yùn)行時(shí)間不會(huì)使沿線居民區(qū)電磁環(huán)境水平產(chǎn)生明顯變化。

由監(jiān)測(cè)結(jié)果可知：運(yùn)行20年以上輸電線路沿線居民區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度范圍波動(dòng)較大，與標(biāo)準(zhǔn)控制限值相比，電場(chǎng)強(qiáng)度多處于中上等水平，電場(chǎng)強(qiáng)度偶會(huì)出現(xiàn)急劇增加或降低等異常值；而沿線居民區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍波動(dòng)較小，與標(biāo)準(zhǔn)控制限值相比，磁感應(yīng)強(qiáng)度維持在較低水平，基本不會(huì)出現(xiàn)極端異常值。這表明，老舊輸電線路沿線居民區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度較磁場(chǎng)強(qiáng)度更易接近標(biāo)準(zhǔn)控制限值，這一結(jié)論在相關(guān)研究中得到證明[4]；同時(shí)，研究表明電場(chǎng)強(qiáng)度受外界因素干擾較多，如輸電線路并行或交叉[5]、樹木或建筑物遮擋[2]等。本次研究調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)，有并行或交叉線路存在、樹木或建筑物遮擋的部分區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度偶會(huì)出現(xiàn)異常增大或降低。因此，隨著輸電線路運(yùn)行時(shí)間推移，外界干擾因素變化可能導(dǎo)致沿線居民區(qū)電磁環(huán)境，尤其是電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化。

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，500 kV輸電線路邊導(dǎo)線外5 m范圍內(nèi)原則上禁止有建筑物建設(shè)，屬于工程拆遷范圍，而根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，運(yùn)行20年以上500 kV輸電線路的禁建區(qū)內(nèi)現(xiàn)均已有居民建筑物分布，雖該處電磁環(huán)境能滿足標(biāo)準(zhǔn)控制限值要求，但電磁強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度處于相對(duì)較高水平，這可能是由于輸電線路在其水平垂直方向整體呈現(xiàn)出衰減規(guī)律，電磁場(chǎng)強(qiáng)度一般隨著距離的增加逐漸減小[6]，或者隨著距離的增加，先增加后減小[7]。同時(shí)，與剛投入運(yùn)行的輸電線路相比，老舊輸電線路沿線居民區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度高水平監(jiān)測(cè)值的頻率有所增加，這可能是由于長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)濟(jì)條件變化，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)距輸電線路較近的居民房屋增多所導(dǎo)致。因此，隨著輸電線路運(yùn)行時(shí)間推移，影響范圍內(nèi)居民點(diǎn)數(shù)量和規(guī)模的變化也是導(dǎo)致居民區(qū)電磁環(huán)境發(fā)生變化的原因之一。

4 結(jié)語

由上述研究結(jié)論可知，500 kV輸電線路運(yùn)行自身基本不會(huì)導(dǎo)致沿線居民區(qū)電磁環(huán)境水平產(chǎn)生明顯變化，能夠滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)控制限值要求。但隨著輸電線路運(yùn)行時(shí)間推移，如影響區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)和規(guī)模、電網(wǎng)交叉或并行、地形條件等外界干擾因素發(fā)生變化，可能會(huì)間接導(dǎo)致沿線居民區(qū)電磁環(huán)境發(fā)生變化。因此，為盡量減少居民投訴問題的發(fā)生，應(yīng)做好輸變電工程運(yùn)行期間的巡檢和維護(hù)工作，加強(qiáng)監(jiān)管，避免在高壓輸電線路下方新建建筑物，避免影響范圍內(nèi)新增高樓層露天建筑物等；加大宣傳力度，定期開展有關(guān)輸變電工程電磁環(huán)境知識(shí)和相關(guān)法律法規(guī)的宣講活動(dòng)，消除公眾誤解；結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)特殊點(diǎn)位定期開展電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)采取相應(yīng)措施，消除居民生活安全隱患，減少環(huán)保投訴。