变电站站界电磁辐射影响分析

摘要：以不同电压等级变电站为研究对象，在工频电磁场强度现场监测的基础上，分析了变电站电磁辐射强度及其随距离衰减的变化规律。结果表明，3座不同电压等级变电站站界四周的工频电场强度和磁感应强度均满足相应环境标准的要求;电压等级越高，站界工频电磁场强度越高。工频电场强度和磁感应强度也呈正相关性。变电站周边电场强度和磁感应强度均随测量距离增大而减小，40m后趋于稳定。采取相应措施后，变电站电磁辐射可得到有效的控制。

关键词：变电站;电磁辐射;工频电场;工频磁场

中图分类号：X837    文献标识码：A    文章编号：2095-672X（2021）01-0151-04

DOI.10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2021.01.025

Analysis of electromagnetic radiation around substation

Pan Wei

（Jiangsu Fuhuan Environmental Science and Technology CO.， Ltd.， Nanjing Jiangsu 210019，China）

Abstract：Based on the field monitoring of power frequency electromagnetic intensity， the electromagnetic radiation intensity and its variation rule with distance attenuation of three different voltage level substations were analyzed. The results showed that both the power frequency electric field intensity and magnetic induction intensity around the boundary of three substations with different voltage levels all meet the requirements of the corresponding environmental assessment standards. The higher the voltage level was， the higher the power frequency electromagnetic field intensity was. There was a positive correlation between power frequency electric field intensity and magnetic induction intensity. The electric field intensity and magnetic field induction intensity around the substation decreased with the increase of measurement distance， and tend to be stable after 40m. The electromagnetic radiation in substation can be effectively controlled by taking appropriate measures.

Key words：Substation; Electromagnetic radiation; Power frequency electric field; Power frequency magnetic field

隨着我国社会经济水平的日益提升，电力工业也得到了快速发展，越来越多的大型变电站和高压输电线路也深入到城市，近距离接触人们的日常生活[1]。但高压变电站、输电线路在给当今社会带来现代文明的同时，也产生了一种特殊的、看不见的污染——电磁福射[2]。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。本论文以不同电压等级变电站为对象，开展其站界周边环境电磁辐射强度及其随距离变化规律的实测与分析，以期为有效控制变电站周边区域电磁辐射污染提供技术参考。

1    变电站电磁辐射影响

根据麦克斯维尔电磁场理论，随时间变化的电流可产生磁场，随时间变化的磁场也能产生电场，电场和磁场间的相互转化则可形成在空间中传播电磁波。辐射源以电磁波的形式发射到空间的能量流称作电磁辐射[3]。变电站是输变电工程中的主要辐射源，变电站中的变压器、高压断路器、隔离开关以及互感器等设备在运行时均会产生电磁波，进而产生电磁辐射。研究表明，人体在接受高强度、长时间、近距离的电磁辐射时，均可能会受到危害，其对人体的作用主要包括热效应和非热效应[4]。热效应即受到电磁波辐射后，人体内水分子相互摩擦，引起机体升温、破坏热平衡而损害人体健康。非热效应指的是外界电磁波干扰、破坏原本处于平衡状态的人体自有微弱电磁场，进而影响到人体的健康[5]。长期暴露于高强度的电磁辐射中，可能会造成人体免疫系统、生殖系统及代谢功能的损害，诱发白血病和肿瘤等严重疾病[6]。因此，对变电站产生的电磁辐射影响进行调研分析，并提出适当的电磁辐射防护措施，可有效预防和降低电磁辐射产生的健康风险。

2    研究对象与方法

2.1    研究对象

选取江苏省内电压等级分别为500kV、220kV、110kV的3座正常运行的变电站为研究对象，开展其站界周边环境工频电磁场强度的监测，各变电站基本信息见表1。

2.2    监测项目与方法

按照《交流输变电工程电磁环境监测方法（试行）》（HJ681-2013）中的要求，采用德国Narda NBM-550电磁辐射分析仪测定各变电站周边环境中工频电场和工频磁场强度。

2.3    监测布点

站界电磁强度测量：在变电站站界围墙外5m、高度1.5m处，按不同方向分别设置4个监测点，测量变电站周围电磁辐射强度。

电磁强度随距离衰减测量：选择在无进出线或远离进出线（距离边导线地面投影不少于20m）的围墙外工频电场和工频磁场监测最大值处为起点，按监测点间距为5m向外延伸，测定工频电场强度和工频磁感应强度变化;测点高度1.5m。实际测量中发现，变电站产生的工频电磁场强度随距离衰减迅速，到围墙外40m以后降幅趋于稳定，故监测距离至50m处为止。

3    结果与讨论

3.1    变电站站界电磁辐射强度分析

3座变电站站界围墙外5m处不同方位工频电场与磁感应强度测量结果，见表2所示。

由表2可以看出，不同电压等级的变电站站界工频电磁场强度存在着一定差异，变电站电压等级越高，其产生的工频电磁场强度也越高;高电压变电站可能引起更为显著的电磁辐射环境影响。500kV、220kV、110kV变电站围墙外5m处工频电场强度水平分别在289.9～1678.2 V/m、18.2～967.7 V/m、3.3～396.5 V/m之间，均低于《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）中4kV /m的公众曝露控制限值要求;500kV、220kV、110kV变电站围墙外5m处工频磁感应强度水平分别在0.19～0.89?T、0.05～0.79?T、0.02～0.27?T之间，均远低于《电磁环境控制限值》中100?T的公众曝露控制限值要求。由此可见，现有正常运行的不同电压等级的变电站产生的工频电磁场强度均可满足相关环境标准要求。

变电站周边工频電场强度与工频磁感应强度相关性分析，如图1所示。可以看出，变电站周边环境中工频电场强度与工频磁感应强度间呈现显著的正相关（R2=0.63569），表明两者间存在着相互关联。另一方面，当工频电场强度大于500V/m后，两者间的相关性变差，则表明高工频电场强度条件下，电场和磁场间的相互作用关系会发生一定的变化。

3.2    变电站电磁辐射随距离变化

3个不同电压等级变电站周边环境中的电场强度、磁感应强度随距离衰减的监测数据，如图2所示。

由图可以看出，不同电压等级变电站周边电场强度、磁感应强度均随测量距离增大而减小，且均低于《电磁环境控制限值》中工频电场强度4kV/m，工频磁感应强度100?T的标准限值。500kV、220kV、110kV变电站监测距离由0m增大至50m时，工频电场强度分别由1098V/m衰减至44.1V/m、430V/m衰减至18.2V/m、240V/m衰减至3.3V/m，工频磁感应强度分别由0.43?T衰减至0.11?T、0.27?T衰减至0.02?T、0.21?T衰减至0.02?T。其中，工频电场强度随距离延长先快速下降（0～10m）、再缓速下降（10～40m）、后稳定于背景值（>40m）;工频磁场感应强度呈0～40m范围内逐步下降、40m后趋于稳定的趋势。总体来看，变电站站界外电磁辐射强度将随距离快速衰减，经过一定安全距离后将不会对环境产生影响。

4    结语

电压等级分别为500kV、220kV和110kV的3座变电站周边工频电磁场强度均能满足国家环境标准限值要求，工频电场强度和磁感应强度间呈正相关性。变电站周边电场强度、磁场感应强度均随测量距离增大而减小，40m后趋于稳定。同时，在变电站规划、选址、设计建设过程中，建议优先采取合理布置高压设备、建设站区绿化带、屏蔽高压线和电器元件、设置安全防护距离等措施，以有效减少变电站电磁辐射产生的危害。

参考文献

[1]环境保护部，国家质量监督检验检疫总局.GB8072-2014电磁环境控制限值[S].2014.

[2]段金虎.高压输变电建设项目电磁辐射环境影响及对策[J].资源节约与环保，2018（10）：9，1.

[3]郑建兴.泉州地区输变电工程电磁辐射环境影响分析[J].低碳世界，2017（19）：109-110.

[4]吴文广，刘寒，李玲玲.输变电工程环境影响评价的要点分析[J].广东化工，2017，44（11）：204-205.

[5]凌云霄.电场、磁场与变电站的电磁环境影响[J].绿色科技，2016（14）：177-179.

[6]刘润泉.110kV变电站电磁辐射环境影响分析及措施[J].海峡科学，2018（03）：27-29.

收稿日期：2020-09-16

作者简介：潘葳（1984-），男，汉族，研究方向核与辐射项目环境保护及水土保持