输变电工程电磁环境影响因素分析与对策

张友泉 ，王 飞 ，王绍灿 ，王 庆

（1.国网山东省电力公司，山东 济南 250001；2.泰安供电公司，山东 泰安 271000）

0 引言

目前，山东电网已形成以500 kV为主网架、220 kV为市域电网主网架的超高压、大容量、高参数、高自动化的大型现代化电网。 到2020年，山东电网将依托国家特高压工程主网架，建成以特高压交直流落点为重要支撑，以覆盖全省所有市地的500 kV电网为主网架、220 kV电网为市域电网主网架的智能电网。近年来，随着国家对工程的环保要求越来越严格，民众的环保意识增强，输变电工程的环评工作越来越得到重视，主要针对500 kV输变电工程的电磁环境影响因素进行分析，并提出相关措施。

1 500 kV输变电工程环境影响因素

500 kV输变电工程环境影响主要因素是工程运行期产生的工频电场、工频磁场、无线电干扰和噪声。而电力建设项目区别于一般建设项目的最主要的特点为电磁对环境的影响，本文主要指工频电场、工频磁场及无线电干扰对环境的影响［1］。

2 评价范围及标准

2.1 评价范围

变电站工频电场、工频磁场的评价范围为变电站围墙外500 m范围内区域，重点评价围墙外100 m范围内的区域；无线电干扰站址围墙外2 000 m内的区域，重点评价围墙外100 m范围内的区域。

输电线路工频电场、工频磁场的评价范围为以输电线路边导线外50 m为界的带状区域，无线电干扰为以输电线路两侧2 000 m带状区域，重点评价边导线两侧 100 m 带状区域［2］。

2.2 评价标准

工频电场、工频磁感应强度执行HJ/T24—1998《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》推荐的4 kV/m、0.1 mT的评价标准要求；无线电干扰值按照GB15707—1995《高压交流架空送电线无线电干扰限值》的规定，在距边相导线投影20 m距离处、测试频率为0.5 MHz晴好天气条件下，500 kV输电线路无线电干扰值小于55 dB（μV/m）的限值要求，500 kV变电站参照该标准执行。

3 500 kV变电站的环境影响

由于电力设施在空间产生的电磁影响较为复杂，目前国家也没有统一规范的计算模式。目前，我国的500 kV变电站的设计大部分采用国家电网公司的通用设计规范，变电站的布置型式在一定程度上有相似性，规模、布局及采用的设备型号也类似。因此，针对500 kV变电站运行期产生的电磁影响，主要通过类比一个已经运行的类似规模、地形条件相似的变电站来预测［2］。如山东省平原地区建设规模为2×1 000 MVA主变，500 kV、220 kV均采用GIS配电装置的500 kV变电站，就可采用位于江苏省苏州市的500 kV木渎变电站进行类比预测。

监测断面选择木渎变电站高压配电装置出线侧围墙外。工频电场、工频磁场监测点以围墙外5 m为起点，每隔5 m布设一个监测点，监测至围墙外60 m。

图1 500 kV木渎变电站工频电场强度变化趋势图

图2 500 kV木渎变电站工频磁感应强度变化趋势图

无线电干扰监测点以围墙外1m为起点，每隔2n（n 取 0～6）布设一个监测点，监测至围墙外 64 m［3］。

从图1～3的监测结果可见，随着距离的增加，500 kV变电站围墙外的工频电场强度、工频磁感应强度的变化呈衰减的趋势，变电站围墙外其监测值均能满足4 kV/m、0.1 mT的评价标准要求。变电站围墙外20 m处的无线电干扰监测值可满足55 dB的限值要求。 因此，500 kV变电站围墙外一般不需要采取设计规范以外的技术措施来满足环境影响评价标准。

图3 500 kV木渎变电站无线电干扰变化趋势图

4 500 kV输电线路的环境影响

500 kV输电线路运行产生的工频电场、工频磁场、无线电干扰主要由导线的线间距离、导线对地高度、导线型式和线路运行工况（电压、电流等）决定的。 考虑线路对地面人员的影响，结合周围环境保护目标高度，预测离地面1.5 m处的工频电场、工频磁场及离地面2 m处的无线电干扰［2］。

预测计算采用HT/T24—1998《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》中推荐的计算方法，以典型设计的塔型SZ1为例，选择SZ1设计塔型的典型计算参数（图4）代入计算。

图4 SZ1塔型的参数

线路的导线按4×JL/LB20A-630/45导线外径33.6 mm，分裂间距500 mm选取，排列相序按A-BC、C-B-A考虑。 电压按525 kV（额定电压上浮5%），电流按1 100 A考虑。线路的架设高度按居民区的架设高度导线对地高度14 m、非居民区的架设高度11 m进行考虑计算其运行产生的工频电场强度、工频磁感应强度及无线电干扰。计算结果分别见图5、图6、图7所示。输变电工程在设计中，常采用多个塔型，计算时，不需要将每个塔型都进行计算。由于较大的塔型工频电场计算值较大，较小的塔型无线电干扰计算值较大，而工频磁场一般不会成为制约因素，因此在具体工程的理论计算时，只需选择较大和较小各一种塔型进行计算。

图5 500 kV线路工频电场强度预测分布曲线

图6 500 kV线路工频磁感应强度预测分布曲线

图7 500 kV线路无线电干扰预测（80%）分布曲线

由图5可见，线路按照设计规程中要求的居民区14 m的架设高度架设时，由于500 kV输电线路工程拆迁的控制要求为线路两侧边导线5 m范围内的民房，而线路边导线外5 m范围外部分区域地面1.5 m高度处的工频电场强度大于4 kV/m，不能满足4 kV/m的评价标准要求，因此仅按500 kV设计规程要求进行500 kV输电线路架设不能满足4 kV/m的环境影响评价标准要求。到距线路中心19 m（即边导线外9.35 m）时，地面1.5 m高度处的工频电场强度方可满足4kV/m的环境影响评价标准要求。

由图6、图7可见，500 kV输变电线路的工频磁感应强度远小于0.1 mT，线路边导线外20 m（即距线路中心29.65 m）处的无线电干扰也远小于55 dB（μV/m），工频磁场及无线电干扰不会成为其环保制约因素。

5 500 kV线路工程所采取的环保措施分析

由于500 kV线路按照居民区14 m的架设高度要求架设时，线路边导线外5 m范围外部分区域地面1.5 m高度处的工频电场强度大于4 kV/m，为使线路边导线外5 m范围之外，线路下方地面1.5 m高度处的工频电场强度能满足环保要求，需提高导线架设高度［5］。

图8为线路导线提高到17 m后线路下方的工频电场强度的计算结果。

图8 500 kV线路工频电场强度预测分布曲线

由图8可见，当线路导线高度提高到17 m后，线路边导线外5 m（即距线路中心14.65 m）范围内地面1.5 m高度处的工频电场强度可全部满足4 kV/m的评价标准要求。由于目前针对500 kV输变电工程的拆迁主要有工程拆迁及环保拆迁2个手段。工程拆迁的控制要求为线路两侧边导线5 m范围内的民房，环保拆迁的范围为线路运行时的场强超标区域（大于4 kV/m的区域）。在提高了线路架设高度后，工程拆迁之外的区域其运行的工频电场强度将全部满足4 kV/m的评价标准要求，工程将不存在环保拆迁。

6 结语

通过对500 kV输变电工程的理论分析计算和类比监测得知，500 kV变电站围墙外一般不需要采取设计规范以外的技术措施来满足环境影响评价标准。500 kV输电线路在将导线架设高度提高至居民区17 m以上时，按照线路设计规程拆迁线路两侧边导线5 m范围内民房后，线路的工频电场、工频磁场和无线电干扰均能满足环境影响评价标准，不需要再采取加大拆迁范围等其他措施，有效减少了环保拆迁时的民事纠纷和拆迁时的投资。

［1］赵刚，杨光俊，李晓琴.输变电工程电磁影响及其环境影响评价问题的探讨［J］.电力环境保护，2007，23（4）：16-19.

［2］HJ/T24—1998 500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范［S］.

［3］DL/T988—2005高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法［S］.

［4］GB/T7349—2002高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法［S］.

［5］王守礼.高压输电线路的环境保护［J］.云南电力技术，2004，32（2）：13-16.