高压输电线周围环境电磁辐射水平预测及防护

高压输电线周围环境电磁辐射水平预测及防护

摘要:依据《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ /T 24 - 1998)中的预测模式对监测点周围地面1. 5 m处工频电场进行了验证性监测,表明实际测定结果与理论计算结果基本吻合。通过对220 kV双回同相、双回逆相和单回线路下地面1. 5 m、4. 5 m、和7. 5 m处工频电场变化趋势分析,预测了220 kV高压输电线产生的电磁辐射水平,以及不同房屋结构的防护距离。提出了220 kV高压输电线电磁辐射的防护措施。

关键词:高压输电线;电磁辐射;预测模式

电磁辐射对人体健康产生何种危害和危害大小,在目前还没有明确定论,因而分析高压输电线的电磁辐射水平、防护距离,以及对保护人体健康和正确对待高压输电线的电磁辐射,都具有重要的意义。

1.      评价标准和预测模式

220 kV 高压输电线电磁辐射评价标准采用《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ /T 24 - 1998) (简称《技术规范》) 。

预测模式采用《技术规范》附录A 推荐的方法。由于磁感应强度从实际监测结果和理论计算结果看, 一般都不会超标, 并且对于110 kV、220 kV高压输电线路而言,电磁辐射强度与电压高低成正比,随电压增加而增大[ 1 ] ,故此对工频电场情况和220 kV高电压等级的电磁辐射影响进行分析。

2.        预测模式验证

为验证预测模式,在空旷地区选择1条220 kV高压架空线路,线路采用LGJ - 2 ×300型导线,同向排列,线路监测点对地距离25 m,以进行监测点周围地面1. 5 m 处工频电场监测。使用仪器是德国纳达（Narda）工频磁辐射分析仪, 监测工况: 电压为220 kV;电流为218 A。1. 5 m 处工频电场测量结果与理论计算结果的对比见图1。

图 1 工频电场测量结果与理论计算结果对比

图1可见, 220 kV高压输电线下地面1. 5 m处电场强度监测结果为0. 046 kV /m ～1. 1 kV/m,由于环境工频电场强度增量比很少,因而监测结果的电磁辐射基本是由高压输电线引起的,模式预测结果为0. 045 kV /m～1. 3 kV /m,表明理论计算结果与实际测量结果基本吻合。通常理论计算结果比实际测量结果略高,可见理论预测模式偏保守,从环境保护角度看是安全的。

3.      220kV高压输电线周围电磁辐射水平及防护距离预测

目前,我国有关法规和标准对于建筑物的屋顶平台电磁辐射环境区域划分未作具体的界定,根据高压输电线跨越或经过民房的实际情况,按1层尖顶房、2层尖顶房(1层平顶房)和3层尖顶房(2层平顶房) 3种情况分别预测220 kV高压输电线产生的电磁辐射和防护距离,选用参数与预测模式验证相同。

3.1    线路下地面1. 5 m 处(针对1层尖顶房)预测情况

220 kV双回同相、双回逆相和单回线路下地面1. 5 m处工频电场变化趋势见图2。

图 2 220kV双回同相（a）、双回逆相（b）和单回（c）线路下地面1.5m处工频电场变化趋势

当220 kV双回同相(ABC, ABC)高压输电线最低对地高度从6 m增加至14 m,线路下地面1.5 m处的工频电场随着与线路中心点距离的增大而变化。图2表明,随着线路对地高度的增加,线路下地面1.5 m处的工频电场呈变小趋势,当线路对地高度>11.5 m时,线路下地面1.5 m 处的工频电场小于居民区工频电场评价标准4 kV/m。

图2表明,当220 kV双回逆相(ABC、CBA)线路对地高度> 8.3 m时,当220 kV单回线路对地高度>8.8 m时,线路下地面1.5 m处的工频电场都是小于居民区工频电场评价标准4 kV/m。

3.2    线路下地面4. 5 m处--2层尖顶房(1层平顶房)的预测情况

220 kV双回同相、双回逆相和单回线路下地面4. 5 m处工频电场变化趋势见图3。

图 3 220kV双回同相（a）、双回逆相（b）和单回（c）线路下地面4.5m处工频电场变化趋势

图3表明,当220 kV双回同相、双回逆相、单回线路对地高度分别> 12 m、10.3 m、10.8 m时, 线路下地面4.5 m处的工频电场均小于居民区工频电场评价标准4 kV/m。

3.3    线路下地面7. 5 m处--3层尖顶房(2层平顶房)的预测情况

220 kV双回同相、双回逆相和单回逆相线路下地面7. 5 m处工频电场变化趋势见图4。

图 4 220kV双回同相（a）、双回逆相（b）和单回（c）线路下地面7.5m处工频电场变化趋势

图4表明,当220 kV双回同相、双回逆相、单回线路对地高度分别> 14 m、13 m、13. 5 m时,线路下地面7. 5 m处的工频电场同样小于居民区工频电场评价标准4 kV/m。

根据以上预测,可得出不同220 kV线路经过不同居民房时的防护距离,具体见表1。

4.      结论

220 kV高压输电线电磁辐射水平和不同房屋结构的防护距离:

1)        220 kV高压输电线周围会产生电磁辐射,并且随着与线路相对距离的增大,电磁辐射逐渐降低;

2)        不同结构的房屋在不同排列方式的220 kV高压输电线下的防护距离见表1,满足表1的防护距离后,房屋内人员活动范围内的工频电场将小于居民区工频电场评价标准4 kV/m;

3)        随着房屋高度的增加,净空距离的要求逐渐降低,楼层较高时(一般> 3 m) ,预测结果是保守可靠的;

4)        随着房屋高度的增加,净空距离的要求逐渐降低,当尖顶房超过3层或平顶房超过2层时,可按照3层尖顶或2层平顶的净空距离要求。

5.        防护措施

5)        电力线架设时应尽量避开跨越民房,无法避免跨越时,应满足房屋防护距离的要求,并尽量采用高跨设计,减少电磁辐射影响;

6)        在房屋情况一定时,净空距离的要求(电磁辐射大小)是双回同相>单回>双回逆相,因而电力线在架设时,应尽量按双回逆相排列和用三角形架线方式,充分利用三相电的特性,将其各相产生的电磁场相互抵消,以降低总辐射水平

7)        电力线架设时,如实际情况不能满足防护距离的要求,则应采取安装防护网或房屋拆迁等措施,保证人员活动范围内的工频电场小于居民区工频电场评价标准4 kV/m;

8)        输电线路电晕性能和其对周围环境的电磁辐射影响,也是高压和超高压输电线路设计时需要考虑的重要因素。

作者: 周杨 (1979- ) ,女,江苏江阴人,工程师,硕士,从事电磁辐射环境影响评价和监测工作。