高压输电线路电磁辐射与防护Word下载.doc
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关键词：
高压输电线路 工频电磁场 电磁辐射 防护措施
Abstract:
Withconstantincrease,electricwirenettingofcapacity,distancethattransportmoreandmorefar,voltagegradeoftransmissionlineofelectricityimproveconstantlytoo.High-pressureelectromagneticradiationthattransmissionlineofelectricityproduceisitinfluencetostoretocommunicationline,broadcastandtelevision,humanecologyin,paidcloseattentiontomoreandmorebypeople.Indicateaccordingtoresearchandrelevanttest,voltagetransformer,supervoltagedistributiondeviceandsupervoltageelectricwireareinrunning,willformtheelectromagneticradiationfrequentlyofengineeringofcertainintensity.Forthisreason,thistextcombinesthehigh-pressuretransmissionlineofelectricityelectromagneticradiationsafetystandardthatourcountrymakes,probeintotheimpactonsurroundingenvironment,healthofelectromagneticradiationofthehigh-pressuretransmissionlineofelectricityandinterferencetotheradio,Throughsmallstreamvillagehigh-pressuretransmissionlineofelectricityelectromagneticradiationgoononthespotmonitoringtoeastweeksuchastownsuchassuburbsuchasdistrictsuchasriversuchasplumsuchascitysuchasMeizhou,andtosurveyresultisitisitcomparetoanalysetogoon,isitlightenandprotectrelevantmeasuresandsuggestions,electromagneticradiationofpollutiontoputforward.
Keywords:
high-voltagetransmissionlinespowerfrequencyelectromagneticfieldElectromagneticradiationprotectionmeasure
前言
由于高压输电线路下存在着电力频率（俗称工频）电场强度，故必定会对周围环境带来一定的危害，在高压走廊的分布区域内必然会出现高压输电线路周围环境电磁场对人体健康的影响以及对无线电的干扰。
近30多年来，世界各国对工频电磁场的生物效应进行了大量的试验研究，上述问题目前仍处在研究之中。
因此，对高压输电线路走廊的磁场强度要给予一定限制，对人员来往频繁的地方或某些线路附近存在计算机控制机房等特殊场所，则要求采取一定措施来降低场强，尽量减少工频电磁场对周围环境和邻近设备的影响。
据相关资料显示[来自网络资源]，550KV输电线的工频电场辐射在距地面1.5m处可以达到9.7KV/m之高。
工频磁场对计算机显示器偏转系统可能产生较严重的干扰，具体现象是，使显示器的显示画面发生抖动，显示器边缘可能出现色斑。
高强度的工频电磁辐射还可能造成计算机死机。
为此，本文结合梅州城区高压输电线路电磁场强分布进行研究，通过实地监测，得出场强的一般分布规律，并概述其防护措施，对进一步研究城区电磁污染的影响将起到积极作用。
一、高压输电线路电磁辐射对人体健康的不良影响
一般而言，电磁辐射对人体及其它生物的危害程度，主要取决于电磁辐射的频率、强度和照射时间。
电磁辐射能量越大，照射时间越长，对生物体的影响也就越大。
据资料报道[1999.9电力环境保护第15卷第三期]，我国学者曾对500kV超高压输电线路走廊进行卫生学和流行病调查，发现线路周围的居民有明显的不愉快效应和头晕、头痛、失眠、疲倦、乏力等主诉特异性症状，并普遍反映线路经常有放电声和打火现象，阴雨天尤为明显。
线路下打伞会在撑开的伞上产生强烈的感应，使人产生不愉快的“麻电”感觉。
并且在距500kV输电线路中心35m的范围内，人若接触对地绝缘的小汽车就会产生有刺痛感的电击，接触大型车辆或其他大型绝缘体则会达到引起惊跳的电击水平。
如果在发生暂态电击后，人体与感应带电导体继续牢固接触，就会由于在人体中持续流过短路电流而造成电击，即稳态电击。
根据实测资料[1999.9电力环境保护第15卷第三期]，500kV输电线路下的大型卡车的短路电流为2.2mA，小于可能导致人体伤害和危险的摆脱电流（6～9mA）。
我国70年代模拟220kV超高压线路进行的动物实验也表明，当辐射强度超过一定的限值后，较长时间的作用可导致中枢神经系统、心血管系统等机能障碍。
高压输电线路电磁辐射污染的危害表现为热效应、非热效应和累积效应三个方面。
人体接受电磁辐射后，体内水分子会随电场方向的转换快速运动而使人体升温，这就是电磁辐射的热效应。
热效应会引起中枢神经和植物神经系统的机能障碍，主要症状为神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱，如心动过缓、血压下降等，特别是能加速晶体状正常体的老化过程。
非热效应是指吸收的辐射能量不足于引起体温升高，但的确出现了生理变化和反应。
因为人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体也会遭受损伤。
累积效应是指热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前（通常所说的人体承受力---内抗力），再次受到电磁波辐射时，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态，危及生命。
对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也可能会诱发想不到的病变，应引起警惕。
国外研究还发现：
高压强辐射还可以使人体血清中性脂肪浓度异常升高，这是中风和心脏冠状动脉异常的症状。
如动物实验中，猴子的行为反常，对时间的感觉发生错乱；
狗的血压升高；
昆虫的遗传发生突变；
鸭、鹅失去平衡感觉等。
这些都证明了高压输电线放射的电磁能量对人类和动植物都会产生危害。
超高压输电线路对人体的长期生态影响，目前国内外所进行的研究还主要局限于动物实验和对受辐射人员的调查研究。
二、高压输电线路电磁辐射安全标准的制订
近年来一些国家对容易接近高压输电线路环境场强规定了适当的阈限值。
日本规定为3kV/m，前苏联规定为5kV/m，我国在这方面起步较晚，环境标准（安全标准）尚未制定。
在国家环保总局HJ/T24－1998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》中，推荐暂以4kV/m作为居民区工频电磁场评价标准，推荐应用国际辐射环保协会关于对公众全天辐射的工频限值为0.1mT（80A/m）作为磁感应强度的标准。
[齐义禄电力线路技术手册兵器工业出版社1993]我国已建成500kV超高压输电线路常用铁塔，塔高设计值一般为36m～56m，并建立了卫生防护带走廊，走廊宽度为30m，在这种对地高度和走廊宽度下，塔附近房屋的电场强度随距离增加而减小。
对于住在高压线路附近的居民，由于房屋屋顶，室内金属构件，树木等物体对工频电磁场具有良好的屏蔽作用，可以大大降低生活环境中电磁场的强度，达到GB9175－88《环境电磁波卫生标准》中二级容许场强。
电磁辐射污染的影响近年来在我国也开始为大家所关注，国家环保局于1997年3月25日颁发《电磁辐射环境保护管理办法》，已正式将电磁辐射管理纳入环境保护管理的范畴。
三、高压输电线路电磁辐射对无线电及通信线路的干扰
高压输电线路作为一种无线电及通信线路的干扰源，在它所经过的地方，都可能造成不同程度的电磁污染。
高压输变电在运行时，不断产生一些电磁脉冲，向空间辐射各种频带的高频电磁波。
这些电磁波沿着输电线路两侧横向传播，使沿线一定的范围内的无线电接收设备，在正常工作时所接收的有用信号的波形幅值和相位受到影响，导致这些无线电接收设备达不到正常工作所需的信噪比.而且电力线路和变电站占地大，尤其是电力线路长度可能达几百公里，导致影响范围非常广。
（一）对无线电的干扰
高压输电线路无线电干扰主要是电晕放电、间隙放电（火花放电）等引起的。
这种干扰多发生在50Hz工作工频电压的正半周，其电晕脉冲是突发型的，非常不规则，持续时间一般为十几µ
s到几百µ
s不等，脉冲电流的幅值约几十mA。
输电线路电晕干扰电平主要造成附近居民的收音机、电视机等电器的干扰，对电视频段接收产生干扰的主要是火花放电。
输电线路产生的工频交变电磁场随距离而衰减是很快的，它的波长与电视、微波相比要大得多。
我国的中波调幅广播频率范围为0.5～1.6MHz，电视广播频率范围为48.5～92MHz，而输电线路产生的无线电杂音频率范围为0.1～100MHz，所以它主要影响的是中波无线电广播和电视的2～6频道。
通常高压输变电线路所产生的无线电干扰用干扰电平来评价，干扰电平越大影响的范围就越宽。
我国在500kV输电线路、变电站建设时制订的无线电干扰控制指标为目前输电线路、变电站无线电干扰参考标准≤50dB。
GB15707-1995《高压交流架空送电线无线电干扰限值》则规定在距边相导线投影20m处，测试频率为0.5MHz的晴天条件下不大于55dB（µ
v/m）。
根据我国广播、电视播出的现状，选用40dB的信噪比是比较合适的。
架空电力线、变电站对VHF频段电视（中波、短波段）接收的干扰统计结果见表1与表2。
表1架空电力线对无线电干扰统计结果
频段
200~330kV
500kV
VHF（Ⅰ）/dB
30
31.8
VHF（Ⅲ）/dB
21
23.0
表2变电站的实测统计结果
项目
干扰场强/dB
40
47.7
根据上述参数提出架空电力线路和变电站的无线电干扰防护间距见表3和表4。
由表3和表4可见，在200kV、500kV架空电力线路及200kV、500kV变电站满足中、短波电视波段2个防护间距国家标准GB7495《架空电力线路与调幅广播收音台无线电干扰防护间距》后,其输电线路、变电站无线电干扰标准干扰电平≤50dB,对广播电视干扰影响很小。
表3架空电力线路无线电干扰防护间距
VHF（Ⅰ）/m
400
500
VHF（Ⅲ）/m
250
350
表4变电站无线电干扰防护间距
VHF（Ⅰ、Ⅲ）/m
1300
1800
（二）对通信线路的干扰
高压输电线路对通信线路的影响包括静电感应和电磁感应。
由于静电耦合作用，输电线路的电场会在邻近的通信线路上产生感应电压，即静电感应。
同样，输电线路的磁场也会在邻近的通信线路上产生感应电压。
因为通信线路音频通道的工作频率一般为300～3400Hz，而输电线路中的许多谐波正好落在这个频率范围内，所以一般规定系统中的谐波等效干扰电压值应低于系统额定电压值的1％才能符合要求。
实测和计算结果表明：
在距输电线路50m以内，电场的影响较大，是干扰通信的主要因素；
而在距离100m以外，静电影响可以忽略不计。
磁场的影响很小，相比之下可以忽略不计。
四、高压输电线路工频电磁场强度分布
以梅州市县江段131线为主要监测对象，该线负荷电压为110kV，贯穿于梅州市东郊镇周溪村，自西向东延伸，呈三相双回路六角形布置，相间垂直距离为2.5m，1、3相回路间的距离约为3m，2相线回路间水平距离约为4.5m。
采用美国HoladayIndustriesIns的HI-3604型工频电磁场测量仪，按照工频电磁场测量的标准方法进行。
监测地点在梅州市梅江区东郊镇周溪村，测试路径选择地形平坦，附近没有高大构筑物及树木。
根据测量条件和该地区110kV线路环境特征，选择了11、12、13号铁塔，对地高度约为16m，其中11号铁塔位于嘉应学院北区运动场附近，四周为群众居民区；
12号铁塔位于周溪村村道入口段，旁边有居民楼房，部分楼房顶层与高压输电线路距离不到4m；
13号铁塔位于梅州市农业学校侧校门，该输电线离学校建筑物的水平距离约为3~20m。
监测时仪器的对地高度均在1.5m左右。
对于工频电磁场强度的监测布点共设三条线路，考虑到铁塔对高压电磁场强度分布的影响，线路一选择在距离11号铁塔大概10m处，垂直输电线路的地面投影以5m间隔往南布点，一直测量至50m处。
线路二选择在12号铁塔附近，离附近居民楼顶的垂直距离均不超过5m，并于垂直输电线路的投影以5m往北布点，一直测量至30m处。
线路三选择在梅州市农业学校侧校门校道旁，距离13号铁塔约8m。
线路对地最小距离约13m，采用同样方式进行布点，测至离地面垂直投影45m处。
实测结果详见表5。
表5110kV高压输电线路工频电磁场强度监测结果
距离（m）
线路一
线路二
线路三
kV/mA/mA/m
kV/mA/mA/m
1.9821.0783.778
3.4212.6769.112
1.8090.0460.962
5
1.6170.9742.445
1.8561.0035.473
1.4690.2760.586
10
0.7690.7561.002
1.1300.8961.899
0.6980.6150.423
15
0.8390.6080.754
0.8870.7050.965
0.5280.4360.297
20
0.1020.3070.665
0.7560.5230.752
0.3640.2160.118
25
0.0690.2240.147
0.4210.4050.468
0.1020.1140.098
0.0780.1360.121
0.2920.2950.392
0.0860.0790.076
35
0.0630.0990.085
------------
0.0670.0580.060
0.0510.0850.081
0.0430.0390.052
45
0.0640.0430.070
0.0190.0320.051
50
0.0420.0410.065
注:
上述测量数值受测量条件、操作方法、地理环境等因素的影响，在一定程度上存在相对的误差，但对下文的分析不会带来较大的影响。
五、梅州城区部分高压输电线路实测结果分析
（一）测试结果的分析与电磁辐射方面国标的选用
在对辐射源周围环境进行电磁辐射测试之后，应将电磁测试结果与相应的国标做对照，我国已经颁布的电磁兼容方面的环境标准及法规有数十项，根据现场的情况，采用适合此环境的国标或行业标准。
最常用的电磁方面的标准是《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）、《环境电磁波卫生标准》（GB9175-88）。
标准限值如下。
表6环境电磁波容许辐射强度分级标准（GB9175-88）
波长
单位
容许场强
一级（安全区）
二级（中间区）
长、中、短波
V/m
<
10
25
超短波
5
12
微波
μW/cm2
40
混合
V/m
按主要波段场强；
若各波段场强分散，则按复合场强加权确定。
在对一般环境的电磁辐射分析中，主要选用《环境电磁波卫生标准》（GB9175-88），根据辐射源的主要辐射频率，参照表6，找到其辐射强度限值。
注意掌握三个标准限值，一般我们把居民居住的环境按一级安全区处理，则其标准限值为：
在长、中、短波电场强度应小于10V/m；
在超短波段，电场强度应小于5V/m；
在微波波段，其辐射功率密度应小于10μW/cm2。
考虑对电磁辐射环境内工作人员的保护，在职业安全卫生领域，应采用《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）的相应限值。
（二）实测数据分析
（1）对线路一进行分析。
通过表5的数据我们可以看到，从高压输电线路在地面垂直投影处至15m处，电场强度呈线性变化,最大值为1.982kV/m，比我国规定电磁辐射标准的数值4kV/m小了五十个百分点，属安全范围值。
但出于对人体健康和安全角度考虑，应避免长时间在高压输电线路下面活动。
在距离地面垂直投影20m处，电场强度出现大幅值衰减，从1.982kV/m衰减至0.102kV/m，衰减率高达94.5%。
观察测量现场发现，在电场发生大幅度衰减处附近20m处长有几棵树木同时旁边还有一些金属建筑物，势必会对电场强度起到强烈衰减。
从25m处开始地势比较平整，是运动场的边缘，通过测量发现，电场强度不出现有规律变化，并且变化幅值不大。
通过表5的数值我们也可以发现，磁场强度在水平方向和竖直方向都呈线性的衰减，最大值也仅为1.078A/m和3.778A/m，均不超过国际辐射环保协会关于对公众全天辐射磁感应强度的工频限值为0.1mT（80A/m）的标准。
（2）对线路二进行分析。
线路二的监测地点选择在高压输电线路下方的一幢三层高居民楼房的楼顶，高压输电线路与楼顶的垂直距离约5m左右，从测量数值我们可以发现，电场强度的最大值高达3.421kV/m，与居民区工频电磁场4kV/m评价标准很接近，达到对人体健康有危害的范围。
据了解，该楼为出租屋，楼内的群众常在天台晾晒衣物等。
为避免高压电磁辐射带来的影响，楼内的居民应该采取相应的措施来保护自身的健康，如尽量避免到楼顶活动、在楼顶多栽种一些花草、搭建塑料天棚等措施来减弱高压输电线路的电磁辐射。
磁场强度的分布比较有规律，呈线性减小。
在楼顶的边缘，电场强度数值为0.292kV/m，磁场强度水平和竖直的分量也仅为0.295A/m和0.392A/m，均属于安全的数值范围。
（3）对线路三进行分析。
根据线路三附近的地理位置和受周围环境的影响，测量结果可能存在较大的误差。
从表5我们同样可以看到，在高压输电线路正下方，电场强度的数值较大，达1.809kV/m，但距离地面垂直投影10m处开始，旁边有几幢平房建筑物，电场强度出现大幅值衰减,强度仅为0.698kV/m，衰减率为61.5%。
这表明，在空旷区域与建筑物集中区域的分界处，电场强度将有较大的衰减，从而使进入建筑群纵深处的电场强度减小。
这是因为建筑材料的介电特性对工频电场强度分布能产生较大的影响所致。
同时磁场强度的实测数值也比较小，分布比较有规律，呈线性减小。
综合线路一、线路二、线路三在表5的数值体现，我们可以发现这样的规律：
由于高压输电线路附近建筑物及树木等对工频电场的静电感应效应，产生附加电场与原有电场叠加后，改变了原来的场强分布，在由空旷地带进入住宅区建筑群的分界处时，电场强度出现较大的衰减。
但是建筑物、树木等物体的存在对磁场强度的分布没有明显的影响，这是因为建筑材料等的磁导率与空气相差不大，所以对工频磁场强度分布影响比较小，对磁场没有衰减性。
六、高压输电线路电磁辐射污染减缓措施
为了减轻和防止高压输电线路电磁辐射对环境的影响及对人体健康的危害，结合前文对表5的分析，拟提出如下减缓措施：
（1）建立线路保护区，对高压输电线路保护区必须严格按照设计标准进行。
线路保护区设计标准见附录一；
设立无线电设施防护距离，高压（330kV~500kV）线路与无线电中心的最小距离见附录二；
确立高压输电导线的对地设计距离，高压（220kV、500kV、750kV）输电导线对地距离
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