交流输变电设施电磁环境在线监测深化研究

陈文隆，朱毅，王骥，陈建敏，童佳君

(1.国网上海市电力公司，上海200135;2.上海市环境保护局，上海200003; 3.华东电力设计院有限公司，上海200001)

交流输变电设施电磁环境在线监测深化研究

陈文隆1，朱毅2，王骥3，陈建敏3，童佳君3

(1.国网上海市电力公司，上海200135;2.上海市环境保护局，上海200003; 3.华东电力设计院有限公司，上海200001)

介绍了国内外电磁在线监测系统的设置情况，对数据的可靠性、监测数据发布部门的权威性等进行了探讨，同时对输电线路设置电磁在线监测系统提出设想。

电磁在线监测;变电站;输电线路

0 引言

变电站，顾名思义，就是改变电压的场所。每个城市中心都有若干个220kV变电站，将电压由220kV降至110kV，向110kV变电站供电。同理，110kV变电站降低到10kV并配送到位于居民区的10kV配电房，最终将10kV降压到380V/220V供广大居民使用。

变电站就是一座城市供电系统的层层枢纽，支撑起居民和工业用电需求，现在遭遇“进城难”问题。以上海为例，人口密集的中心城区的220kV和110kV变电站处于重载运行状态，用电负荷纪录接连刷新，不得不实行错峰供电。上海拥有石洞口、外高桥、漕泾、吴泾等大电厂支撑，另有大量如三峡、葛洲坝等外送电力，电力供应本不成问题，但由于在城市中心区缺乏变电站布点，有电送不进去的现象十分突出。

修建变电站，市民本该是受益者，但由于部分公众对输变电工程电磁环境影响水平不了解或存在认识误区、对电磁影响有恐惧心理，使得一些高压线、变电站项目难觅落脚之地，不时发生因变电站、输电线路临近民房，或线路跨越民房等问题引发投诉和纠纷，信访不断，甚至出现居民阻挠电力设施施工的现象，由此人为造成了城市供电不足的僵局。

为了使公众对输变电工程环境影响有一个直观的认识，帮助公众消除对电磁环境的恐惧心理，目前已有部分城市在变电站设置电磁在线监测系统并公示监测结果，对引导公众客观了解变电站电磁环境影响起到了一定的作用。为了进一步规范电磁在线监测系统，本论文着重介绍了国内外电磁在线监测系统的设置情况，对数据的可靠性、监测数据发布部门的权威性等进行探讨，同时对输电线路设置电磁在线监测系统提出设想。

1 国内外电磁在线监测系统设置情况及实施建议

1.1 国外电磁在线监测系统设置情况

国外意大利、德国、希腊、瑞士、西班牙等很多国家大城市早已开展了电磁环境自动监测工作，但主要针对广播、电视、移动通信基站等，测量100kHz～3GHz的射频电场。目前意大利监测变电站1Hz～10kHz低频磁场，且自动监测数据全部在网络上实时公布，让公众了解电磁环境影响的程度，取得了很好效果。

从2003年至今，意大利全境各大城市建设了近8千个电磁环境自动监测站的网络，其中仅有二十几套测量交流变电站工频磁场，投资建设和监测数据发布均为意大利环境事务中心等职能机构。

1.2 国内变电站电磁在线监测设置情况

近年来，国内部分城市针对交流变电站开展了开展工频电、磁场在线连续监测工作，国内开展工频电、磁场在线连续监测的城市及基本情况参见表1。为保证监测设备安全，通常在交流变电站围墙内、靠居民区一侧设置工频电、磁场在线连续监测探头，在变电站围墙上或门口架设户外显示屏向公众公布实时工频电场、工频磁场监测数据和温度、湿度、天气、时间等自然气象参数，国家标准限值以及变电站主设备运行工况。另外，在建的电磁环境在线临测系统有济南东门户内变220kV、济南舜玉户内变110kV两套监测系统。

我国台湾地区有十几套电磁环境自动监测站监测交流变电站的工频磁场。

1.3 国内电磁在线监测系统实施主体

北京220kV望京变电站工频磁场在线监测是我国第一个实施项目，望京变电站属于2008年奥运项目建设的组成部分，由于建设地点周边公众反对声音较大，为北京奥运社会稳定，国家财政拨款至北京环保局负责变电站的工频磁场在线监测项目建设，建成后由北京辐射站负责监测数据对外公布，在线监测系统日常运行维护委托专业服务公司。

其后全国各地设置的变电站工频电、磁场在线监测装置均由电力部门实施和负责数据发布。以四川省为例，四川省电力公司实施全省变电站工频电、磁场在线监测系统建设及日常运行维护。监测数据对外发布方式经省电力公司与环保局共同协商，数据传送至变电站门口的大屏幕显示，并传送至数据采集中心，监测数据每半年集中上报环保局备案。

1.4 实施建议

鉴于电力公司是输变电设施建设和运行管理方，今后在国内有条件的城市逐步开展变电站电磁在线监测工作时，可由电力公司实施工频电、磁场在线监测项目的投资、运行维护、对外数据公布和政策宣传，也可由电力公司委托经环保行政主管部门认可的独立专业服务公司负责监测数据的采集、对外公布和宣传解释等工作，环保行政主管部门定期检查监管监测数据的真实性和准确性。

2 在线监测系统质量保证体系

2.1 测量方法的合理性

《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》推荐标准和ICNIRP－2010的电场限值都是针对非畸变场的，《高压交流架空输电线路、变电站工频电场和磁场测量方法》(DL/T988－2005)规定:工频电场在地势平坦、远离高大树木、没有其他电力线路、通讯线路及广播线路的空地上，在相对湿度低于80%的条件下进行现场监测。

变电站的工频电磁场主要由主变、母线等设备运行产生，集中在变电站中央远离厂界，厂界除出线位置受到输电线路影响外其他厂界工频电磁场远小于标准限值(相差几十至上百倍)，即使工频电磁场监测值波动增加一倍，其值也远低于标准限值，且一般情况下工频电场监测值较为稳定，基本不受气象条件的影响。

2.2 监测仪器测量精度、数据传输系统和维护保养

2.2.1 在线连续监测仪表测量范围及精度要求

在线连续监测仪器参数要求见表2。其中，工频电、磁场频率范围应涵盖输变电设施的工作频率;工频电场量程为限值的5倍，工频磁场的量程为限值的2倍;系统要求供电方式、数据采集方式应方便线路布点。

表2 电磁环境在线监测仪器参数要求

2.2.2 就地控制和远端控制

监测系统需要有前端控制站和远端监控中心。建议采用无线方式传送监测数据，前端控制站进行数据贮存及向远端监控中心传送数据和接收管理。监控中心对数据进行存贮、分类分析、后台命令操作等。通过中心站可及时发现各监测点的异常情况，派员工进行维修和排除故障。电力公司对外门户网站可设立窗口提供工频电磁场监测信息，便于公众上网查询即时在线监测数据和长期的统计数据。

2.2.3 维护保养

电力公司应定期对监测系统进行巡检，及时发现问题进行维修和保养。每年进行探头的计量校验，确保监测设备有效性。

3 输电线路设置电磁在线监测系统的设想

目前，国内仅在部分城市变电站设置电磁在线监测系统，本文对交流架空输电线路的工频电场监测可行性进行探讨。交流架空输电线路工频电场现场监测表明，晴朗天气条件下，输电线路下方及附近区域工频电场监测值与标准限值属于同一数量级，在雨天及高湿度的条件下测量数值偏高，甚至达到一倍以上，有可能超过标准限值。因此，输电线路在线监测时避免其他干扰成为首要考虑事项，监测设备安装位置选择要求较高(地势平坦、远离高大树木、没有其他电力线路、通讯线路及广播线路的空地上)，且监测电源需要屏蔽。

在高湿度环境下，导致工频电场在线连续监测值偏大存在两个问题:一是湿度增大，空气及监测点周边的物体电导率都会增大，场的积聚效应增大，导致电场增大。这是真实气象情况，不需要校准和修正;二是湿度会导致工频电场监测设备的测量误差。

工频电场监测设备的测量误差可通过屏蔽隔离等措施进行修正，采用的方式有:(1)避免探头直接裸露;(2)选用绝缘材料作为仪器的外壳和安装支架，防止连接杆受潮;(3)避免外接交流供电线引起电场的畸变。

4 结语

目前我国已在部分城市市区开展了变电站工频电、磁场在线监测，本文对在国内有条件的城市逐步开展变电站电磁在线监测工作提出实施建议，同时对输电线路开展工频电、磁场在线监测的可行性进行探讨，希望有助于规范电磁在线监测工作，充分发挥电磁在线监测系统引导公众客观认识输变电设备电磁环境影响的作用。

［1］戴礼豪.输变电设施的电磁环境安全问题分析及防控［J］.科技风，2009(22):274.

［2］高鹏.变电站与输电线路的电磁环境影响水平分析与测试评估:以部分220kV及110 kV输变电设施为例［J］.四川环境，2014 (3):54－60.

［3］邬雄，万保权.输变电工程的电磁环境［M］.北京:中国电力出版社，2009.

Deepen research on AC transmission facilities electromagnetic environment online monitoring

It mainly introduces the domestic and foreign electromagnetic online monitoring system settings and discusses the reliability of the data，the authority of the monitoring data distribution Department，etc..At the same time，ideas about the online monitoring system for transmission line are put forward.

electromagnetic online monitoring;substation;transmission line

X591

B

1674－8069(2015)06－001－03

2015-06-20;

:2015-09-12

陈文隆(1980-)，男，浙江杭州人，从事电网建设规划、管理工作。E－mail:chenwl@sh.sgcc.com.cn