高壓電輸變電電磁輻射的危害與防治措施

1、高壓電輸變電電磁輻射的危害與防治措施 【摘要】：隨著高科技的發(fā)展，高強(qiáng)度的電磁輻射尤其是高壓電輸變電電磁 輻射引起了人們的高度重視。文章介紹了高壓電輸變電電磁輻射的原理及特性， 闡述了高壓電輸變電電磁輻射三方面的危害，并在此基礎(chǔ)上，提出了高壓電輸變 線路電磁輻射防治的幾點(diǎn)措施。 【關(guān)鍵詞】：電磁輻射；危害；防治措施 一、高壓電輸變電電磁輻射的原理及特性 （一）電磁輻射環(huán)境的原理 在電磁波向外傳播過(guò)程中，會(huì)有部分能量輸送出去，這種現(xiàn)象稱為電磁能的 輻射。電磁波不易被人感覺(jué)，但當(dāng)電磁輻射的能量達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)對(duì)生產(chǎn)和 生活環(huán)境、人體健康產(chǎn)生直接或潛在的危害。因此，聯(lián)合國(guó)已將電磁輻射列為環(huán) 境污染

2、物之一。在某種情況下，輻射會(huì)造成人體健康不同程度的損害，會(huì)造成不 必要的能量損耗導(dǎo)致對(duì)其它系統(tǒng)干擾。 電磁輻射環(huán)境分為兩種類(lèi)型:一是指在較大區(qū)域范圍內(nèi)電磁場(chǎng)的背景值是各 種設(shè)備和各種傳播途徑電磁輻射環(huán)境本底；另一類(lèi)型是指在某一電磁輻射設(shè)備或 設(shè)施的局部范圍內(nèi)，造成較強(qiáng)的電磁輻射。高壓交流輸送電時(shí),在輸送電能的導(dǎo) 線周?chē)鷱V大空間產(chǎn)生電場(chǎng)。工程上常用電場(chǎng)強(qiáng)度的垂直分量表征空間某點(diǎn)的工頻 電場(chǎng)。輸電線下的電場(chǎng)除與導(dǎo)線對(duì)地高度有關(guān)外,還與導(dǎo)線的排列方式有關(guān)。如 500kV輸電線路,按水平、正三角和倒三角排列時(shí),在導(dǎo)線對(duì)地面高度相同條件下, 線下離地面 1m 高處橫向截面內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)以導(dǎo)線倒三角排列為最小,

3、正三角排列次 之,水平排列最大。交流輸電線路運(yùn)行時(shí),導(dǎo)體中流動(dòng)的負(fù)荷電流在周?chē)鷱V大空間 產(chǎn)生工頻磁場(chǎng)。工程上工頻磁場(chǎng)常用磁感應(yīng)強(qiáng)度的垂直分量和水平分量來(lái)表征。 （二）電磁輻射的三種特性 高壓電輸變電電磁輻射效應(yīng)主要通過(guò)電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電暈三種形式發(fā)生的，其 各自的特征如下： 磁場(chǎng)特性 磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小與電流大小有關(guān)，與電壓無(wú)關(guān)；50 Hz或60 Hz的磁場(chǎng)能很 容易穿透大多數(shù)物體(建筑物或人)，且不受這些物體的干擾。從理論上講，由于 三相變流輸電線中各相電流的有效值相等，相位互差120,所以在距輸電線較遠(yuǎn)外 產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，近似為零。所以我們平時(shí)一般重點(diǎn)研究電場(chǎng)。 電場(chǎng)特性 載流輸電線在周?chē)臻g

4、產(chǎn)生電場(chǎng)，有如下特性:電場(chǎng)強(qiáng)度與輸電線相對(duì)于大 地的電壓成正比；場(chǎng)中的導(dǎo)電物體(建筑物、樹(shù)林等)會(huì)使電場(chǎng)嚴(yán)重畸變，從而產(chǎn) 生一定的屏蔽；三相交流輸電線排列方式不同，電場(chǎng)強(qiáng)度不同(導(dǎo)線水平排列， 場(chǎng)強(qiáng)影響范圍最大；正三角排列次之;倒三角排列時(shí)最小)。提高輸電線架設(shè)高度、 可減少地面強(qiáng)度。 電暈特性 當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣擊穿強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生電暈放電。這時(shí)，導(dǎo)線 表面的電場(chǎng)強(qiáng)度一般達(dá)到30 kV/m以上，只有高壓輸電線路導(dǎo)線表面才有如此巨 大的電場(chǎng)強(qiáng)度，因此，電暈放電多發(fā)生在高壓輸電線路上。電暈放電首先受線路 自身狀況的影響。電壓越高，電暈放電就越強(qiáng)；導(dǎo)線直徑越大，電暈放電就越弱； 導(dǎo)線表面光

5、潔度越高，放電也就越弱。其次，電暈放電還與環(huán)境因素有關(guān)，空氣 污染越嚴(yán)重，電暈放電就越強(qiáng):相對(duì)空氣濕度越大，風(fēng)速越大，電暈放電就越強(qiáng)。 在降雨、降雪時(shí)，電暈放電加劇。在環(huán)境空氣質(zhì)量較差的天氣條件惡劣時(shí)，電暈 放電總是比較強(qiáng)烈。 二、高壓電輸變電電磁輻射的危害 （一） 電磁輻射對(duì)人體健康的危害 電磁輻射對(duì)人體的健康有一定的影響，如記憶力衰退、失眠、多夢(mèng)、脫發(fā)、 頭昏等癥狀。多種頻率電磁波特別是高頻波和較強(qiáng)的電磁場(chǎng)作用人體的直接后果 是在不知不覺(jué)中導(dǎo)致人的精力和體力減退，容易產(chǎn)生白內(nèi)障、白血病、腦腫瘤， 心血管疾病、大腦機(jī)能障礙以及婦女流產(chǎn)和不孕等，甚至導(dǎo)致人類(lèi)免疫機(jī)能的低 下，從而引起癌癥等病變

6、。權(quán)醫(yī)學(xué)研究結(jié)果表明，高壓輸電線的電磁場(chǎng)對(duì)人體組 織將產(chǎn)生影響。據(jù)原聯(lián)邦德國(guó)醫(yī)學(xué)雜志報(bào)道，住在高壓輸電線附近的居民受到強(qiáng) 電磁場(chǎng)的長(zhǎng)時(shí)間作用，血液和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生變形，對(duì)其它生物的機(jī)能也有所影響。 原蘇聯(lián) Korobkova夫人曾向 CIGRE 提交了報(bào)告，介紹原蘇聯(lián)對(duì)在 400500kV 級(jí)變電所內(nèi)工作的 45 個(gè)工作人員進(jìn)行健康診斷的情況。在平均電場(chǎng)強(qiáng)度為 7.810kV/m 直接感應(yīng)電流為120A 的環(huán)境中的工作人員，有 26 人患有神經(jīng) 衰弱、中樞神經(jīng)機(jī)能故障等疾??；有 12 人患有心血管系統(tǒng)失調(diào)等疾病；14 人 心電圖異常；41 人訴說(shuō)有頭痛、疲勞、失眠、消化系統(tǒng)失調(diào)等病癥。 （二）高

7、壓輸電線的電磁場(chǎng)對(duì)通訊線路產(chǎn)生干擾 電磁輻射對(duì)電子設(shè)備的干擾大量的研究表明，電磁輻射會(huì)造成廣播與電視不 能收聽(tīng)、收看；自動(dòng)控制信號(hào)失誤；電子儀器儀表失靈；飛機(jī)指示信號(hào)失誤或空 中指揮信號(hào)受到干擾；干擾醫(yī)院的醫(yī)療器械或病人的心臟起搏器等，從而帶來(lái)大 量的經(jīng)濟(jì)損失。另外，電磁輻射對(duì)諸如武器彈藥、燃油等易燃、易爆物質(zhì)產(chǎn)生潛 在的威脅。如高頻輻射能夠使導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)失靈；電爆管的效應(yīng)提前或滯后等嚴(yán) 重事件，危及人身安全與財(cái)產(chǎn)安全。國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)報(bào)告指出：距離 300kW 發(fā)射機(jī) 300m，金屬導(dǎo)線如相互接觸可引起易燃物起火、爆炸；明線電 話線完全不能使用。 （三）高壓線路電暈可聽(tīng)噪聲 通常情況下，

8、架空電力線路和變電站無(wú)線電噪聲的產(chǎn)生有三類(lèi)根源分別是： 在導(dǎo)線及其金屬表面處空氣中的電暈放電；絕緣子承受高電位梯度區(qū)域中放電并 產(chǎn)生火花；連接松動(dòng)或接觸不良產(chǎn)生的間隙火花放電。當(dāng)運(yùn)行電壓在100kv以上 （通常導(dǎo)線表面電位梯度12kv/cm）時(shí)，第一種根源占據(jù)主導(dǎo)地位，成為不可消 除的，屬線路固有的特性。其中在500kv以上電壓等級(jí)常出現(xiàn)。 三、輸電線路電磁輻射防治措施 綜合上面高壓電輸變電電磁輻射的原理及特性和高壓電輸變電電磁輻射的 危害可以從四個(gè)方面來(lái)采取防治措施：加強(qiáng)對(duì)電磁輻射環(huán)境管理；對(duì)人體健康危 害的的減緩措施；對(duì)通訊線路干擾的消除措施；對(duì)電暈放電引起的干擾消除措施。 （一）加強(qiáng)對(duì)電

9、磁輻射環(huán)境管理 我國(guó)的電磁輻射環(huán)境管理起步較晚。但從 1988 年以來(lái)，先后已發(fā)布了電 磁輻射防護(hù)規(guī)定（GB8702-88）、環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB9175-88）等 25 項(xiàng) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布了輻射環(huán)境保護(hù)導(dǎo)則-電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià) 方法與標(biāo)準(zhǔn)（HJ/T10.3-96）等 3 項(xiàng)中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布了 微波輻射生活區(qū)安全限值（GJB475-88）等 2 項(xiàng)中華人民共和國(guó)國(guó)家軍用 標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在國(guó)家在以出臺(tái)的電力建設(shè)規(guī)范、規(guī)程中就明確制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，如 城市電力規(guī)劃規(guī)范的規(guī)定：“規(guī)劃新建的66kv（千伏）及以上高壓架空電力 線路不應(yīng)穿越城市中心地區(qū)或重要風(fēng)景旅游區(qū)；

10、不應(yīng)在城市中心地區(qū)、高層建筑 群區(qū)、市區(qū)主干道、繁華街道等處建設(shè)。” 架空線穿越居民區(qū)或跨越房屋時(shí)必須 有：導(dǎo)線對(duì)地面最小距離7.0m（110kv）/7.5m（220kv）、導(dǎo)線與建筑物之間最小 垂直距離5.0m（110kv）/6.0（220kv）以及邊導(dǎo)線與建筑物之間最小距離（水平） 4.0m（110kv）/5.0（220kv）的限制。500kv 線路禁止穿越居民區(qū)或跨越房屋， 其邊導(dǎo)線垂直投影下兩側(cè) 5 米范圍內(nèi)房屋必須拆遷。若在建設(shè)中無(wú)法避開(kāi)居民 區(qū)，可以考慮鋪設(shè)地下電纜，或則把桿塔設(shè)計(jì)高度至少達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)，在線路投入運(yùn)行后應(yīng)對(duì)線路一定范圍內(nèi)的無(wú)線電接受裝置進(jìn)行測(cè)試，保證

11、 當(dāng)該線路發(fā)生單相接地故障后，對(duì)通信線路電磁危險(xiǎn)影響小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，若超標(biāo) 應(yīng)對(duì)通信線路采取防護(hù)措施。 （二）對(duì)人體健康危害的的減緩措施 避免電磁輻射對(duì)人體的影響，線路盡可能遠(yuǎn)離或避開(kāi)居民區(qū)、環(huán)境敏感區(qū)。 在線路設(shè)計(jì)中嚴(yán)格按規(guī)程執(zhí)行，適當(dāng)選用塔型、塔高，以盡量減少路徑走廊寬度 及降低線路走廊下的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。提高導(dǎo)線對(duì)地的高度，雙回路導(dǎo)線逆相布置， 高低壓導(dǎo)線分層架設(shè)等措施，會(huì)獲得降低地面強(qiáng)度的效果。在運(yùn)行中對(duì)工作人員 采取局部屏蔽與限制工作時(shí)間等防護(hù)措施，以減少電磁輻射對(duì)人體的影響。 （三）對(duì)通訊線路干擾的消除措施 對(duì)通訊線路的影響有靜電感應(yīng)和電磁應(yīng)兩方面。輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，在鄰 近的與其平行的通訊線路產(chǎn)生感應(yīng)電荷。感應(yīng)電荷與輸電電壓成正比，還與通訊 線路與輸電線路的距離及相互位置有關(guān)。當(dāng)通訊線上的感應(yīng)電壓超過(guò)弱電設(shè)備絕 緣的擊穿電壓時(shí)，就可能損害設(shè)備和人身安全。 為了避免通訊，信號(hào)線遭受電 磁危險(xiǎn)及干擾影響，一般采取:將有影響的通訊、信號(hào)線或輸電線改為電纜;輸電 線進(jìn)行良好的換位;裝設(shè)放電管、屏蔽線或中和變壓器。 （四）對(duì)電暈放電引起的干擾消除措施 電壓越高，電暈放電就越強(qiáng)；導(dǎo)線直徑越大，電暈放電就越弱；導(dǎo)線表面光 潔度越高，放電也就越弱。輸電線對(duì)無(wú)線電與電視的干擾主要是指電暈放電引起