220kV与500kV变电站电磁辐射监测及防治措施

河南省计量科学研究院　靳振宇　刘建立　吕程琳　张保健　胡胜高　陶　牮



220kV与500kV变电站电磁辐射监测及防治措施

河南省计量科学研究院靳振宇刘建立吕程琳张保健胡胜高陶牮

为了研究变电站的电磁辐射分布情况，本文选取具有代表性的220kV变电站和500kV变电站进行监测与分析，其变电站工况越大电磁辐射就越明显，工频磁场和工频电场随着距离的增大有明显的衰减，距围墙50m处，远远小于国家标准限值。因此，针对变电站周围环境辐射提出来防治措施，使电磁辐射的影响降到最低。

电磁辐射；频电场；工频磁场；防治措施

随着我国经济与城市现代化发展进程不断加快，经济持续快速发展和人民生活水平不断提高，工业生产和人们生活用电量也逐渐增多，因此对电力的需求也就不断加大。为了满足工业生产和人民生活的需要，我国相继投入建设许多输变电站工程。但是随着人们对环境保护认识的不断加深和环保意识不断增强，人们逐渐开始关心输变电工程在建设和运行中的电磁辐射对周围环境和人类生活的影响。而世卫组织又把电磁波辐射列为继水源、大气、噪声之后的第四大环境污染源，是危害人类健康的隐形 “杀手” ，长期而过量的电磁辐射会对人体生殖、神经和免疫等系统造成伤害，造成了皮肤病、心血管疾病、糖尿病、癌突变的诱因。本文选取了具有代表性的220kV变电站和500kV变电站进行监测与分析，提出切实可行的电磁辐射防护发措施。

1　工频电磁辐射的影响

电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。电磁波辐射无处不在，是以一种看不见、摸不着的场，而地球本身就是一个大磁场，从自然环境中的雷电、太阳等自然现象的电磁辐射到日常生活中家用电器的许多方面，都存在电磁辐射［1-4］。

因为人体中70%都是水，所以是一个良导体，当人置于交变的电磁场中，人体会产生感应电流及电动势，对人的健康就有一定的影响。第一，热效应，人受到电磁辐射后，电磁能就会转化为热能，引起人体的温度升高，当人体温度达到一定程度时就会引发一系列病状，从而影响人类健康，如心悸、头胀、失眠、心动过缓、白细胞减少，免疫功能、视力下降等。第二，非热效应，人体的器官和组织都存在稳定和有序的微弱电磁场，一旦外界的电磁场干扰强度过大，从而影响或者破坏处于平衡状态的微弱电磁场，可能影响胎儿畸形或孕妇自然流产，也可影响人体的循环、免疫、生殖和代谢功能等；第三，累积效应，热效应和非热效应作用于人体后，电磁辐射对人体的影响尚未来得及自我恢复之前，若再次受到过量电磁波辐射，其影响程度就会发生累积，久而久之会形成永久性累积影响［1-4］。

电磁辐射对人体的影响不是短时间可以显现出来的，不同频率的电磁场对人体的影响应产生不同的后果，由于人的体质也有区别，也可能使人变得更加聪明，也可能影响人体的正常生长过程。电磁辐射还可以影响通讯信号，也会使电子设备受到干扰，如显示器的画面抖动或者出现色斑，也可使计算机死机［1-4］。

2　监测方法与布点原则

2.1监测方法的依据

根据《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ 24-2014）、《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）和《交流输变电工程电磁环境监测方法（试行）》（HJ 681-2013）中所规定的交流输变电工程产生的工频电场、工频磁场的监测方法。

2.2检测仪器及环境条件

工频磁场与工频电场监测使用Narda 生产的NBM-550&EHP-50D工频电磁场测量仪，频率范围：5Hz-100kHz；量程：5mV/ m-1kV/m，500mV/m-100kV/m，0.3nT-100μT，30nT-10mT；灵敏度：5mV/m（全向），3mV/m（单向），0.3nT（全向），0.2nT（单向）。仪器经电力系统电磁兼容和电磁环境研究与监测中心校准，且在有效校准期内。

环境条件应符合仪器的使用要求，监测工作应在无雨、无雾、无雪的天气下进行，监测时环境湿度应在80%以下，避免监测仪器支架泄漏电流等影响［5］。

2.3监测方法

监测点应选择在地势平坦、远离树木且没有其他电力线路、通信线路及广播线路的空地上。监测仪器的探头应架设在地面（或立足平面）上方1.5m 高度处。也可根据需要在其他高度监测，并在监测报告中注明。监测工频电场时，监测人员与监测仪器探头的距离应不小于2.5m。监测仪器探头与固定物体的距离应不小于1m。监测工频磁场时，监测探头可以用一个小的电介质手柄支撑，并可由监测人员手持。采用一维探头监测工频磁场时，应调整探头使其位置在监测最大值的方向［5］。

2.4监测布点

监测点应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）的围墙外且距离围墙5m 处布置。如在其他位置监测，应记录监测点与围墙的相对位置关系以及周围的环境情况。断面监测路径应以变电站围墙周围的工频电场和工频磁场监测最大值处为起点，在垂直于围墙的方向上布置，监测点间距为5m，顺序测至距离围墙50m 处为止［5］。

3　监测数据分析

表1为220kV和500kV变电站的运行工况，表2为220kV和500kV变电站周围环境工频电场与工频磁场检测结果。

表2　变电站周围环境工频电场与工频磁场检测结果

表1　变电站的运行工况

图1　220kV和500kV变电站一侧围墙断面工频电场监测数据的变化趋势

从表2 可以看出，220kV变电站周围东西南北侧的工频电场和工频磁场最大值为202.8 V/m和0.2987μT；而500kV变电站周围东西南北侧的工频电场和工频磁场最大值为1518 V/m和1.294μT；其变电站周围环境辐射均符合电场强度4000V/m和100μT的标准限制［6］。

从图1中可以看出，220kV和500kV变电站在0m～10m，工频电场强度先增大后减小，符合《交流输变电工程电磁环境监测方法（试行）》（HJ 681-2013）所规定的断面监测；随着距离的增加，工频电场强度一直在衰减，220kV变电站在45m处接近环境背景值，而500kV变电站远大于背景值，这是因为电压越高，工频电场强度越大。

从图2中可以看出，220kV变电站在0m～50m工频磁场强度随着距离的增大而减小，在45m处接近环境背景值；500kV变电站0m～5m工频磁场强度随着距离的增大后而减小，在（10～50）m随着距离的增加而减小，在45m处500kV变电站远大于背景值，这是因为电流越大，工频磁场强度越大。

图2　220kV和500kV变电站一侧围墙断面工频磁场监测数据的变化趋势

4　电磁辐射的防护措施

电磁辐射防护的出发点就是要降低电磁辐射对人们的正常生活的影响，更重要的是要减少其对人们身体健康的危害。变电站工程在为人类社会带来巨大效益的同时，也存在着潜在的危害。广泛宣传和普及变电站电磁辐射防护知识，使人们正确认识电磁辐射以及它的来源与危害，不断提高全民的环境保护意识。

4.1采用距离防护

从理论上讲，感应电磁场强度与距离的平方成反比，即辐射电磁场强度与辐射源到被照体间的距离成反比。从监测数据分析可以看出，适当的增加变电站与保护目标的距离，可以减少电磁辐射的影响，所以变电站选址时，尽量远离居民区、学校和办公楼等，人们在建设房屋时，也应该和已有变电站保持一定的安全距离。

4.2电磁屏蔽

屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量、反射能量和抵消能量的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。变电站工程工况频率为50Hz，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去；在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

4.3食补

在生活中注意防电磁辐射外，还可以来中和电磁辐射的食补方式。如果长时间接近或生活在强辐射范围，很有可能遭受过量的电磁辐射，因此要多吃富含维生素B、富含蛋白质、番茄红素和水溶性膳食纤维的的食物来调节人体电磁场紊乱状态，增加机体抵抗电磁辐射污染的能力，可有效对抗辐射，溶解沉淀于细胞内的毒素或者与人体含辐射的金属微粒发生反应，使之溶解排出体外。

5　结语

本文选取具有代表性的220kV和500kV变电站进行电磁辐射监测和分析。从变电站周围电磁辐射数据，可知都符合国家的控制标准：电场强度4000V/m和磁场强度100μT；从变电站墙外衰减断面可知，距离围墙越远电磁辐射越来越小，在距离220kV变电站50m处电场强度和磁场强度都接近环境的背景值，而500kV变电站比220kV变电站工况大一些，所以电场强度和磁场强度比220kV变电站的高一些，在距变电站50m处电场强度和磁场强度也远远低于国家的控制标准。只要按照国家环境保护的规定要求，落实工频电磁场的防护措施，使变电站工程满足国家技术规范，实现电力和人民生活互赢。

［1］戴育民.输变电工程电磁辐射影响因子的分析研究［D］.呼和浩特P:内蒙古大学，2014:1-3

［2］陆东阁.变压器和输电线的电磁环境影响研究［D］.沈阳:沈阳理工大学，2014:1-7

［3］石小波，何为，等.500kv变电站电磁测量影响分析及其防治［C］.中国环境科学学会学术年会优秀论文集，2007:2075-2078.

［4］范鹏，刘文芳等.输变电工程电磁辐射污染的初步探讨［J］.环境科学与管理，2012（10）:151-153，156.

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

［6］中国人民共和国国家标准GB/8702电磁环境控制限值［S］.北京:2014.

靳振宇，男，助理工程师，主要研究方向：电磁兼容和电磁辐射。

刘建立，男，工程师，主要研究方向：电磁兼容和电磁辐射。