110kV变电所工频电磁场强度监测实践与影响研究

陈彩凤　杨明昇

摘要：110kV变电所影响周围环境的是其感应磁场及电场。通过对比现行标准对工频电磁场测试方法的要求，针对三种典型变电所的电磁场进行监测，提出110kV变电所的测试方法及限值选取原则，并基于大量的实测数据，分析变电站工频电磁场对环境影响的现状。

关键词：110kV变电所；工频电磁场；强度监测；实测数据；环境影响 文献标识码：A

中图分类号：TM631 文章编号：1009-2374（2015）29-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.067

1 概述

变动的电场会产生磁场，变动的磁会产生电场。1831年，英国人法拉第发现了这一奇妙的现象，后人称之为法拉第电磁感应定律，并利用这个原理开始发电，各种用电设施逐渐出现在人类生活的各个方面。经过一百多年的发展，电力已经成为人类社会不可缺少的能源之一。由于电能必须经过变电所输送、分配，随着电能的广泛应用，变电所的数量逐渐增加，其电压等级也不断提高，使人们居住环境中的工频电磁场随之增大。人类在享受着电力带来生活改善的同时，也开始感到忧虑，诸如“电磁污染危害人类健康”“隐形杀手-电磁辐射”等的报道开始出现在各种媒体中传播，导致公众渐渐对电力电磁现象产生恐惧，甚至达到谈之色变的

情况。

众所周知，变电所的工作频率为50Hz（简称“工频”），其周围的电场与磁场是单独存在的，属于低频电磁场，通常情况下不会涉及电磁辐射问题。国际权威组织在极低频环境健康影响领域内，也只涉及电场与磁场分析，而不使用“电磁辐射”这一笼统模糊的概念，更没有任何国际权威组织会在该领域误用“电磁辐射”这一术语。

2 监测实施

2.1 监测仪器

意大利产PMM8053电磁场强度仪、PMMEHP-50A极低频电场分析器。该仪器通过华东国家计量测试中心校准，其计量性能溯源至国家计量基准，并在有效期内。

2.2 评价依据

国内暂未制定有关居民区工频电场评价标准，可引用国家环保总局《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ 24-2014）中规定的推荐值作为指引标准。规范中“推荐暂以4kV/m作为居民区工频电场评价标准，推荐暂以应用国际辐射保护协会关于对公众全天辐射时的工频限值0.1mT作为磁感应强度的评价标准”。

3 监测过程

3.1 样本及监测点的选取

绍兴市质量技术监督检测院在电力部门的配合下，选取了三类典型的110kV变电所：户外布置式变电站、户外设备户内布置式变电站、气体绝缘（GIS）变电站。额定负荷均为2×50MVA，高压进出线回路均为2回。测试点分主变、控制室、进出线、围墙外四个

区域。

3.2 测量条件

3.2.1 测量距离的选择：测量高度选1.5m，测量人员离测量传感器探头2.5m以上，测量探头距主变压器（分高压侧、低压侧和两主变中间）或控制室控制屏外壳1m、2.5m、5m。围墙内进出线正下方距围墙1～2m开始测，向垂直于进出线方面每间隔2m测一次，共测4～8点。围墙外从距围墙1m开始测，沿进出线方向每间隔2m测一次，共测6点。测量读数：每1min读一个数，每次测量时间不小于15s，共测5次，取5次的平均值为测量结果。

3.2.2 测量点数量：本次监测主变周围共设15个点，围墙内进出线周围各设8个点，控制室设6个点，围墙外各设6个点。

3.3 监测结果

3.3.1 户外布置式变电站。主变周围电场强度最高2.32kV/m，最低0.73kV/m，平均值为1.03kV/m。磁感应强度最高23.126uT，最低1.805uT。围墙内进出线周围电场强度最高2.881kV/m，最低0.177kV/m，平均值为0.89kV/m。磁感应强度最高18.345uT，最低0.237uT。控制室内电场强度最高0.33kV/m，最低0.16kV/m，平均值为0.19kV/m。磁感应强度最高0.312uT，最低0.121uT。围墙外电场强度最高2.22kV/m，最低0.21kV/m，平均值为0.33kV/m，磁感应强度最高2.417uT，最低0.123uT。

3.3.2 户外设备户内布置式变电站。主变周围电场强度最高1.69kV/m，最低0.70kV/m，平均值为0.95kV/m。磁感应强度最高13.124uT，最低1.705uT。围墙内进出线周围电场强度最高1.84kV/m，最低0.176kV/m，平均值为0.89kV/m。磁感应强度最高12.410uT，最低0.217uT。控制室内电场强度最高0.33kV/m，最低0.15kV/m，平均值为0.18kV/m。磁感应强度最高0.315uT，最低0.122uT。围墙外电场强度最高1.77kV/m，最低0.22kV/m，平均值为0.31kV/m，磁感应强度最高2.417uT，最低0.123uT。

3.3.3 气体绝缘（GIS）变电站。主变周围电场强度最高0.88kV/m，最低0.36kV/m，平均值为0.41kV/m。磁感应强度最高7.718uT，最低1.705uT。围墙内进出线周围电场强度最高0.84kV/m，最低0.192kV/m，平均值为0.64kV/m。磁感应强度最高8.044uT，最低0.236uT。控制室内电场强度最高0.32kV/m，最低0.14kV/m，平均值为0.17kV/m。磁感应强度最高0.318uT，最低0.120uT。围墙外电场强度最高0.77kV/m，最低0.20kV/m，平均值为0.29kV/m，磁感应强度最高0.835uT，最低0.123uT。

3.4 结果分析

3.4.1 户外布置式变电站围墙周界处的工频磁场水平最大不超过3μT。该类变电站周界处较高的磁场水平是由110kV架空进线产生的，在现场测得的最大磁感应强度值为23.126μT（110kV架空线与另一路110kV电缆的共同影响）；对采用110kV电缆进线的户外布置式变电站，在110kV进线电缆沟上方实测得的最大工频磁感应强度均小于19μT。户外设备户内布置式变电站在主变压器满负荷（2×50MVA）情况下，墙界处的工频磁场，除进线电缆沟上方（由地下电缆产生的磁场）外，均不超过2μT（110kV进线电缆沟上方产生的最大工频磁场水平不超过15μT）。户外设备户内布置式变电站。气体绝缘（GIS）变电站由于大部分母线都有屏蔽，整个变电站总体的磁场水平较低。即使在满负荷（2×50MVA）运行时，除临近110kV电缆进线部位以外，建筑物外5m距离处的磁场水平不超过1μT（110kV电缆进线沟上方最大不超过10μT）。

3.4.2 位于市外的变电站。监测表明，该类变电站周围环境空旷，电磁场变化趋势明显，变电站外的电磁环境受进出线的影响非常大。就工频磁场而言，围墙外工频磁场小于3μT。

3.4.3 位于市内的变电站。围墙外1m处的磁感应强度一般小于1.25μT。而且由于该类变电站多数位于市区，变电站外环境复杂，易受进出线和路边10kV或380V电力线路影响，很难看出变电站产生的电磁场的变化趋势。

3.4.4 电场强度与变电所种类无关，只与距离

有关。

3.4.5 作业点磁场强度比较。户外布置式变电站较高，户外设备户内布置式变电站次之，气体绝缘（GIS）变电站。各类变电所磁场强度依两主变周围、进出线下、控制室、围墙外递减。

4 结论

（1）三类110kV变电站中，电场强度均小于3kV/m，产生的磁场均低于25μT，属于合格范围内，比限值低1个数量级以上，而且在距变电所约4～5m处，电磁场已降至环境背景值；（2）主变、进出线上方的电磁场较其他区域大，所以现场作业人员在两主变周围、进出线下方应做出相应的安全保护；（3）相同负荷时，电磁场从大到小的顺序是：户外布置式变电站、户外设备户内布置式变电站、气体绝缘（GIS）变电站。

5 结语

通过现场测试可以看出，变电站外工频电场和磁场均符合标准限值。报告建议，在建设高压变电站时，要注意设计和布置好架空进出线的走向和位置，使之尽量避让民房。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家环境保护标准：环境影响评价技术导则 输变电工程（HJ 24-2014）[S].

[2] 中华人民共和国国家标准：电磁环境控制限值（GB 8702-2014）[S].

[3] 中华人民共和国国家环境保护标准：交流输变电工程电磁环境监测方法（试行）（HJ 681-2013）[S].

[4] 中华人民共和国国家环境保护标准：辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法（HJ/T 10.2-1996）[S].

作者简介：陈彩凤（1968-），绍兴市能源检测院质量负责人，高级工程师，研究方向：电能质量及节能。

（责任编辑：蒋建华）