徐禄文¹刘昌盛³侯兴哲¹李永明²

（1重庆电力科学试验研究院 2重庆大学电气工程学院 高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆,400030； 3 重庆电力公司）

1引言

随着城市化进程的加快和人们生活水平的不断提高，居民人均用电量的逐年增加，特别是在夏季连晴高温时节，城市电网不同程度地出现了满负荷或超负荷运行，如果不能及时加大电网的建设与改造力度，势必会经常出现拉闸限电的现象，导致广大市民的正常生活会受到影响。因此在城市电网规模越来越大，变电站数量和容量不断上升的情况下，各种输配电线路越来越密集，电压等级也越来越高，从110kV发展到220kV，甚至个别城区的临近500kV。城市电网与市民的密切接触，导致产生的环境电磁问题越来越突出。引起了部分市民对自身环境的忧虑和担心，主要担心变电站、输配电线路或地下电缆所产生的工频电磁场可能会超过国家限定的标准，对生活环境造成危害。于是出现了多起对城市电网建设与改造的阻挠、抵制和投诉事件，严重影响了城市电网建设的进程。究其原因，最根本点在于居民对城市电网所产生的工频电磁场大小缺乏准确的量值概念。本文旨在通过大量的实际测量和结果分析研究，结合国家现行相关标准予以公正、客观的评价，真实反映城市电网有关电磁场的环境状况，有利于消除周边居民对输变电设施工频电磁场的盲目恐惧，同时也对城市电网建设和改造提出相关的意见和建议。

2电磁环境调查手段、依据和标准

城市电网工频电磁场的研究采取现场测量的手段，依据规范《工频电场测量》^[1](GB T12720-91)、《高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法^[2] (DL/T988-2005) 》进行。采用国家环保局发布的《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》^[3]（HJ/T24-1998），以4kV/m作为居民区工频电场限值标准， 0.1mT（100μT）作为磁感应强度的限值标准。

3城区变电站周边的工频电磁环境

目前，由于城市用地的日益紧张，因此，为了节约空间，减少城市占地，避免城市市容市貌受到破坏，变电站种类从原来的户外式、半户内式向全户内式发展，变电站的进出线由架空线向地下电缆过渡。其中户内式变电站是指所有的电器设备都在室内，进出线全采用地下电缆。半户内式变电站通常是指主变压器或部分其它设备在户外，进出线全部或部分采用架空线，选取了重庆城区典型的220kV和110kV户内和户外变电站作为研究的代表，选择在变电站围墙外5米处进行工频电磁场测量点^[2]，测量结果如表1所示。

将对这些变电站测得的工频电磁场强度与国家环保标准进行对比，结果分别见图1、图2。从测量数据和对比图可看出，在城区内的高压变电站周围，无论是工频电场还是工频磁场都是远小于国家环保总局给出的限值的。

表1 变电站工频电磁场测量结果

4输电线路周围的工频电磁环境

输线路是城市电网的重要组成部分，与变电站相比，输电线路跨越大，覆盖面广，接触的居民人数多，由此引起老百姓的担忧和不安也最多。城市电网中输电线路主要有架空线和地下电缆两种方式。早期的输电线路多采用架空线的方式，后来由于城区输电走廊的获取比较困难，同时也影响城市外观的整洁等，城区内的新架设线路以及城网改造都了采用地下电缆方式。

4.1架空输电线路周围的工频电磁环境测量

选 取了重庆地区典型的10kV～500kV架空输电线路作为代表，对其周围的工频电磁场进行了测量，从测量的结果来看架空线路工频磁场相对较小，500kV和220kV输电线路个别地方的工频电场相对较大，但都在国家环保限值以内， 10kV配电线路和110kV输电线路是目前人口密集的区域的主要电网线路，其产生的工频电磁场还是非常小，是常安全的。如表2所示。

表3 交叉架空输电线下工频电磁场测量结果

表2 架空输电线下工频电磁场测量结果

4.2架空线路密集处点附近工频电磁环境测量

目前，随着城市用电负荷的不断增加，空中电网密集度也不断加大。交错纵横现象比较常见，线路的密集度增加会否使线路下方的工频电磁场也大幅度增加，市民对此普遍表示担忧。作者选择了部分线路交叉点进行测试，从测试结果来看交叉点的电场都有明显的降低，磁场变化不明显。同时也曾对同塔单回与双回线路进行工频电磁场比较，同样发现采用双回较回能使周围工频电磁场降低或高场强范围缩小^[4]，如表3所示。

4.3地下电缆环境的工频电磁场测量。

地下输电电缆在城市电网中的地位越来越重要，重庆城市地下电缆目前主要有10kV的三芯电缆和110kV的单芯电缆两种，国内别动大城市目前已有更高电压等级的电缆。一般单独的10kV电缆沟较浅，在1米左右，110kV电缆沟相对较深，浅的也在2米以上，多数情况两种电缆同在一个沟中，最深的可达20-30米。

从110kV、10kV地下电缆工频电磁场测量结果（见表4）可看出，城市电网中的地下电缆输电线产生的工频电场强度是极小的，这主要是输电电缆外有接地的铠甲屏蔽层的作用，其大小远远小于架空输配电线路周围的电场强度，而由于电缆通过的电流量大，产生的磁场相对较大，特别是110kV的单芯电缆较为突出，为了分析电缆周围磁场的变化情况，分别对10kV的三芯电缆和110kV的单芯电缆周围的磁场随距离衰减状况进行了测试分析，如图5所示，可以看到衰减特别快，离电缆2米远就衰减到了很小的程度，离电缆7-8米的地方磁场小到接近环境的背景值。

4.4输电线路跨越民房情况测量

有关技术规程规定，500千伏以下电压等级输电线路可以跨越民房。近年来重庆地区输电线路跨越民房的点是逐年增加。选择了10处进行了测试，其中有6处屋顶局部电场超过4千伏/米，超过环保标准限值，据调查，这6处要么房屋都晚于线路修建，要么对房屋进行了加高。一些供电局在管理时只是参照《110-500KV架空送电线路设计技术规程》执行，110kV、220 kV控制在垂直距离不超过5.0米和6.0米^[]，而这里的最小垂直距离所考虑的安全问题不包括电磁场引起的环境问题，所以，存在可能存在新修房屋设计距离控制在设计的安全距离以内，但电场强度确超过环保标准的现象，对此供电企业必须引起高度重视，采取必要的改进措施，减少日后不必要的环境问题纠纷。

5城市电网的工频电磁环境安全性结论

1. 城市电网中各种变电站周围，工频电磁场大小都能满足环保标准要求，其中全户内式变电站周围的工频电磁场最小。

2. 各等级的架空线路下的工频电磁场基本上都能满足环保标准要求。架空线路密集度的增大不会导致电磁场增大。

3. 采用地下电缆代替架空线输电对城市环境的电磁场有明显的降低效果。

4. 新建线路设计时应把电磁环境问题考虑进去，跨越民房时的垂直距离予以必要的修正，同时加强对输电线路下建筑物修建和增高的监管力度，有效消除城市电网对环境的电磁污染问题。

参考文献

1. 《工频电场测量》(GB T12720-91)

2. 《高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法(DL/T988-2005) 》

3. 《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》（HJ/T24-1998）

4. 徐禄文，李永明等，高压架空线路工频电场仿真分析研究，电网技术，2006，Vol.30，No.1：400～402.

5. 《110-500KV架空送电线路设计技术规程》(DL T5092 1999)

作者简介：

徐禄文（1968-），男，高级工程师，从事电力环保和职业卫生相关检测和研究工作；

刘昌盛（1965-），男，工程硕士，高级工程师，从事高电压及电力系统等研究工作；

侯兴哲（1965-），男，工程硕士，高级工程师，从事电力测试和计量研究工作；

李永明（1964-），男，博士，副教授，长期从事电磁场理论及仿真研究；