35 kV并联电抗器工频电磁场分布特性研究

李丽，刘嘉文

(广东电网公司电力科学研究院，广东广州 510080)

35 kV并联电抗器工频电磁场分布特性研究

李丽，刘嘉文

(广东电网公司电力科学研究院，广东广州 510080)

针对500kV变电站内产生较高工频磁场强度的电气设备——35kV并联电抗器，研究不同类型、不同排列方式下35kV并联电抗器周围工频电磁场分布规律。结果表明，35kV并联电抗器的电磁场强度随着离开电抗器中心距离的增加而降低，三角形排列的电抗器磁场强度大于水平排列的。

并联电抗器;工频电场;工频磁场;分布特性

电抗器是在电力系统中用于限流、稳压和无功补偿等方面的一种电感设备。35kV并联电抗器产生的强磁场是500kV变电站内电磁污染的主要来源，对周围其他电气设备的运行以及变电站职工作业均构成安全隐患。本文通过比较不同厂家生产的35kV并联电抗器的电磁场强度，从中找出其工频电磁场分布规律的差异，为今后制定电磁辐射防护措施，为输变电工程的合理设计提供依据。

1 35 kV并联电抗器的基本情况

目前，35kV并联电抗器主要分为空心式、铁心式和饱和式3种基本类型，而排列方式主要有三角形和水平式两种。对23个500kV变电站的70组35kV并联电抗器统计结果表明:

(1)生产厂家。在调查的70组35kV并联电抗器中，主要有六个厂家的产品，用代码A1、A2、A3、A4、A5和A6代表。其中A4数量最多，有38组，占到市场份额的一半以上。

(2)电抗器类型。35kV并联电抗器绝大多数为干式空心，只有2组是干式半铁心。

(3)排列方式。在调查的70组35kV并联电抗器中，三角形排列的电抗器有27组，水平排列的电抗器有43组，以水平排列方式为主。

2 工频电场、工频磁场监测及分布特性

2.1 工频电场和工频磁场的特性

电力系统的电源工作频率为50Hz，属于极低频(0～300 Hz)范围。电气设备接通电源时，在其周围空间就形成了工频电场;电气设备运转时，其电流便在周围空间产生工频磁场［1－2］。工频电场强度随着距离的增加而迅速衰减。建筑物、树木等都可以使空间电场畸变，并削弱其遮蔽空间或邻近范围内的电场。工频磁场强度以磁感强度表示，磁感应强度随着与磁场源距离的增加而迅速衰减。但工频磁场很难屏蔽，磁力线可以穿透我们生活中常见的材料或物体，并基本上不会产生畸变或消弱［2］。

2.2 工频电场、工频磁场分布

我们对70组并联电抗器的工频电磁场强度进行了测试，方法是以一组电抗器几何中心为原点，向外按间隔1m对电抗器进行测试。

2.2.1 不同类型35kV电抗器电磁场强度比较

选取有代表性不同类型35kV电抗器，其工频电磁场强度检测结果见表1，分析比较见图1。

表1 35kV电抗器工频电磁场强度检测数据

从表1可以看出，不同类型35kV并联电抗器的电场强度存在一定的差异，均低于《作业场所工频电场卫生标准》(GB 16203－1996)中规定工频电场5kV/m标准。在工频磁场方面，各厂家的检测数值明显大于100μT，大小排序为:A1＞A5＞A2＞A4＞A3。从达标距离可知，一般与电抗器距离7～10m可达到国家安全卫生限值。

图1 磁场强度衰减趋势

从图1可以看出，35kV并联电抗器磁强强度随着离开电抗器几何中心距离的增加而降低，而且降低程度以倍数递减，在6m距离内这种现象尤为明显。其中，A2与A3衰减程度略大于A4。

2.2.2 不同排列方式磁场强度比较

选取A3中三角形和水平两种排列方式的测试数据进行工频磁场强度比较，结果见图2。

图2 不同排列方式磁场强度比较

从电抗器排列方式上比较，三角形排列的磁场强度略大于水平形排列的。另外，电抗器的磁场强度也与其底部的水泥墙和绝缘柱高度有关，磁场强度随水泥墙和绝缘柱高度的增加而减少。

3 变电站运行人员接触电磁场情况

变电站值班制度包括上一天休两天、上两天休两天、上四天休四天几种方式，变电站内值班分白班和夜班。白班人员每天在现场巡检2次，每次约2h;夜班人员每天在现场巡检1次，每次约2h。白班和夜班人员是轮流的，可以认为变电站运行人员每天接触工频电磁场的时间为3h。巡检区域包括500kV变电站内的 500kV区域、220kV区域和35kV区域。如果遇到检修或是缺陷处理，在变电站暴露在工频电磁场环境中的时间会更长些。变电站内巡视区域存在工频电场和工频磁场超标的地点。对于工频电场超标的场所，工人可以通过穿着防电场屏蔽服进行有效的防护。但对于工频磁场超标的场所，目前还没有有效的防护服装［3－4］。

4 结语

(1)35kV并联电抗器周围工频电场强度低于GB 16203－1996中规定5kV/m标准，工频磁场强度大大超过规范中100μT最高容许量要求。

(2)35kV并联电抗器工频磁场强度与其排列方式、水平距离有关。水平排列产生的工频磁场强度小于三角形排列方式;磁场强度随水平距离的增加成倍数递减，在6m距离内这种现象尤为明显。

(3)在电抗器带电的情况下，工频电磁场的防护措施主要采取距离防护和接触时间防护。建议防护距离控制在10m以上，接触时间控制在2h。

［1］《输变电设施的电场、磁场及其环境影响》编写组.输变电设施的电场、磁场及其环境影响［M］.北京:中国电力出版社，2007.

［2］杨新村，李毅.WHO国际电磁场计划的评估结论与建议［M］.北京:中国电力出版社，2008.

［3］DL/T 799.7－2010，电力行业劳动环境监测技术规范［S］.

［4］GB 16203－1996，作业场所工频电场卫生标准［S］.

The research of power frequency electric field intensity of 35kV shunt reactor

Measuring results reveal the exceeding point of power frequency magnetic field intensity concentrated in 35kV shunt reactor in 500kV substation.The different arrangement of 35kV shunt reactors and distributing characteristic of power frequency electromagnetic field are studied.The results show that power frequency magnetic field intensity become much lower with the increasing distance of the 35kV shunt reactor center，and triangular arranged＇s power frequency magnetic field intensity is higher than horizontally－arranged.

shunt reactor;power frequency electric field;power frequency magnetic field;distribution characteric

X591

B

1674－8069(2012)01－005－02

广东省医学科研基金立项课题(A2007059);广东电网公司立项课题(JA6008017)

2011-08-17;

2011-12-24

李丽(1971-)，女，江西全南人，高级工程师，从事电力环境保护和职业卫生工作。E－mail:liligz@163.com