500kV 变电站工频电场职业暴露关键控制区域研究及防护分析

高 阳，李红彦，陈 涛，孙成勋，朱宝余

（国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021）

随着输变电电压等级的不断提高，500kV 输变电工程已经越来越被社会所重视，全国已建成500 kV 变电站500余座，输变电设备的高电压和大电流使得工频电场的强度也随之增大，目前对于500 kV 变电站工频电场强度分布多见于环境影响研究，而与之关系密切的职业人群暴露研究却相对较少。掌握工频电场职业暴露关键控制区域，从而采取相关措施降低职业暴露机会和减少暴露时间，能够有效降低作业人员的暴露水平，进而达到降低工频电场对作业人员影响的目的。

1 工频电场强度与职业健康关系概述

职业暴露是由于职业关系而暴露在危险因素中，从而有可能损害健康或危及生命的一种情况。变电站为电力系统中一次设备和二次设备最集中的场所，当交流变电设备接通电源时，在其周围空间就形成了工频电场，作业人员于变电站内从事运行、维护、检修等过程中即可暴露其中。对于工频电场来说，系统的最高运行电压确定后，静电感应场强值的大小受变电站电气设备的分布和母线架构上带电导体对地距离等因素影响。一般来说，空间场强的分布是衡量静电感应水平的因素［1］。

自20世纪70年代报道接触低频电磁场与儿童白血病显著相关以来，对低频电磁场的健康效应的研究引起了国内外学者的广泛关注，WHO于2007年发布了其研究成果，确认了低频电磁场的短期、高水平接触相关的健康影响，但同时指出仍没有明确的证据证明极低频电磁场与其致癌性间的因果关联［2］。目前相关的职业接触限值多基于短时期即时电磁暴露产生的已知健康危害效应而制定，在电场强度较高的区域活动时，部分人群会产生毛发竖立或皮肤刺激感，甚至在某些情况下会发生放电和电击引起明显的刺痛。1998年国际非离子辐射防护委员会（ICNIRP）提出的《限制时变电场、磁场和电磁场（＜300GHz）暴露的导则》规定，工频电场强度限值对职业工人工作环境分别为10kV/m，而我国GBZ 2.2—2007《工作场所有害因素职业接触限值 第2部分：物理因素》规定，工频电场职业接触限值为5kV/m。

2 变电站工频电场分布测量

对某地区3座500kV 变电站的工频电场强度进行检测，并对作业人员工作情况进行调查，综合分析调查监测结果，掌握500kV 变电站工频电场强度分布，分析得出工频电场关键控制区域。

变电站工频电场测量在站内主设备区进行，并考虑工作人员在变电站内设备区的作业活动范围［3］，其测点分布在变电站的主变、电容器、进出线、开关等物理高值区域［4］，依据DL/T 988—2005 的规定，测量高压设备附近的工频电场时，探头距设备外壳边界2.5m，测量距地面1.5m 高度处的工频电场［5］。测量时每1min读一个数，连读5次，3座变电站工频电场强度E的范围百分比统计结果见表1，E的单位为kV/m，Emax为电场强度最大值。

表1 变电站内工频电场强度E 的范围百分比

由检测结果分析可知，隔离开关附近工频电场强度最大，场强达16.4kV/m。在所有测量区域内，电容器、进线、变压器、隔离开关等处工频电场最大值均超过GBZ 2.2—2007职业接触限值的要求。

3 变电站工频电场职业暴露关键控制区域

变电站内工频电场分布具有不均匀的特性，场强分布受多因素影响，如设备的电压等级、裸露导体的尺寸与高度、裸露导体的水平距离、导体的异相削弱和同相叠加作用、设备或导线的相间距离、GIS设备的屏蔽作用以及接地物体的屏蔽作用等［6］。

根据本次检测结果的分析，变电站内工频电场强度数值分布由高到低依次是隔离开关、变压器、进线、电容器、消弧线圈、电流/电压互感器、站内道路、保护室的规律，其中隔离开关、变压器、进出线、电容器检测点，电场强度大于8kV/m 的百分比超过20%，同时也是作业人员现场作业相对集中的位置，故上述地区为变电站内职业暴露的关键控制区域。

目前对于工频电场的防护，理论上可以采取改变线路高度，设置屏蔽设施、改变相间距等方法，但上述方法在实际建设成本控制及运行方面尚存在一定的问题，因而在目前建设的变电站中罕有应用，而通过对变电站工频电磁场职业暴露关键控制区域的分析，识别出变电站工频电场强度分布较高的区域，在进入关键控制区时穿着工频电场防护服，同时采取优化作业人员工时制度的措施，降低作业人员在场强较大区域的职业暴露时间，可以有效地降低作业人员8h职业接触限值，达到作业人员工频电场暴露的健康预防目的。

［1］ 何健.500kV 输变电系统工频电场的研究［D］.重庆：重庆大学，2009：1－2.

［2］ 陈青松，李涛，黄汉林，等.极低频电磁场职业接触限值研究概况［J］.中国职业医学，2011，38（1）：72－74.

［3］ 饶章权，郭启贵，赵殿全，等.500kV 变电站工频电磁场分布测量［J］.高电压技术，2004，30（9）：41－43.

［4］ 徐禄文，李永明，刘昌盛，等.重庆地区500kV 变电站内工频电磁场分析［J］.电网技术，2008，32（2）：66－70.

［5］ DL/T 998—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］.

［6］ 张泽林.珠海地区电网500kV、220kV、110kV 变电站工频电场强度的测量与分析［D］.广州：华南理工大学，2012：57－59.