500kV 變電站工頻電場職業(yè)暴露關(guān)鍵控制區(qū)域研究及防護分析

高 陽，李紅彥，陳 濤，孫成勛，朱寶余

（國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長春 130021）

隨著輸變電電壓等級的不斷提高，500kV 輸變電工程已經(jīng)越來越被社會所重視，全國已建成500 kV 變電站500余座，輸變電設(shè)備的高電壓和大電流使得工頻電場的強度也隨之增大，目前對于500 kV 變電站工頻電場強度分布多見于環(huán)境影響研究，而與之關(guān)系密切的職業(yè)人群暴露研究卻相對較少。掌握工頻電場職業(yè)暴露關(guān)鍵控制區(qū)域，從而采取相關(guān)措施降低職業(yè)暴露機會和減少暴露時間，能夠有效降低作業(yè)人員的暴露水平，進而達到降低工頻電場對作業(yè)人員影響的目的。

1 工頻電場強度與職業(yè)健康關(guān)系概述

職業(yè)暴露是由于職業(yè)關(guān)系而暴露在危險因素中，從而有可能損害健康或危及生命的一種情況。變電站為電力系統(tǒng)中一次設(shè)備和二次設(shè)備最集中的場所，當交流變電設(shè)備接通電源時，在其周圍空間就形成了工頻電場，作業(yè)人員于變電站內(nèi)從事運行、維護、檢修等過程中即可暴露其中。對于工頻電場來說，系統(tǒng)的最高運行電壓確定后，靜電感應(yīng)場強值的大小受變電站電氣設(shè)備的分布和母線架構(gòu)上帶電導(dǎo)體對地距離等因素影響。一般來說，空間場強的分布是衡量靜電感應(yīng)水平的因素［1］。

自20世紀70年代報道接觸低頻電磁場與兒童白血病顯著相關(guān)以來，對低頻電磁場的健康效應(yīng)的研究引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，WHO于2007年發(fā)布了其研究成果，確認了低頻電磁場的短期、高水平接觸相關(guān)的健康影響，但同時指出仍沒有明確的證據(jù)證明極低頻電磁場與其致癌性間的因果關(guān)聯(lián)［2］。目前相關(guān)的職業(yè)接觸限值多基于短時期即時電磁暴露產(chǎn)生的已知健康危害效應(yīng)而制定，在電場強度較高的區(qū)域活動時，部分人群會產(chǎn)生毛發(fā)豎立或皮膚刺激感，甚至在某些情況下會發(fā)生放電和電擊引起明顯的刺痛。1998年國際非離子輻射防護委員會（ICNIRP）提出的《限制時變電場、磁場和電磁場（＜300GHz）暴露的導(dǎo)則》規(guī)定，工頻電場強度限值對職業(yè)工人工作環(huán)境分別為10kV/m，而我國GBZ 2.2—2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第2部分：物理因素》規(guī)定，工頻電場職業(yè)接觸限值為5kV/m。

2 變電站工頻電場分布測量

對某地區(qū)3座500kV 變電站的工頻電場強度進行檢測，并對作業(yè)人員工作情況進行調(diào)查，綜合分析調(diào)查監(jiān)測結(jié)果，掌握500kV 變電站工頻電場強度分布，分析得出工頻電場關(guān)鍵控制區(qū)域。

變電站工頻電場測量在站內(nèi)主設(shè)備區(qū)進行，并考慮工作人員在變電站內(nèi)設(shè)備區(qū)的作業(yè)活動范圍［3］，其測點分布在變電站的主變、電容器、進出線、開關(guān)等物理高值區(qū)域［4］，依據(jù)DL/T 988—2005 的規(guī)定，測量高壓設(shè)備附近的工頻電場時，探頭距設(shè)備外殼邊界2.5m，測量距地面1.5m 高度處的工頻電場［5］。測量時每1min讀一個數(shù)，連讀5次，3座變電站工頻電場強度E的范圍百分比統(tǒng)計結(jié)果見表1，E的單位為kV/m，Emax為電場強度最大值。

表1 變電站內(nèi)工頻電場強度E 的范圍百分比

由檢測結(jié)果分析可知，隔離開關(guān)附近工頻電場強度最大，場強達16.4kV/m。在所有測量區(qū)域內(nèi)，電容器、進線、變壓器、隔離開關(guān)等處工頻電場最大值均超過GBZ 2.2—2007職業(yè)接觸限值的要求。

3 變電站工頻電場職業(yè)暴露關(guān)鍵控制區(qū)域

變電站內(nèi)工頻電場分布具有不均勻的特性，場強分布受多因素影響，如設(shè)備的電壓等級、裸露導(dǎo)體的尺寸與高度、裸露導(dǎo)體的水平距離、導(dǎo)體的異相削弱和同相疊加作用、設(shè)備或?qū)Ь€的相間距離、GIS設(shè)備的屏蔽作用以及接地物體的屏蔽作用等［6］。

根據(jù)本次檢測結(jié)果的分析，變電站內(nèi)工頻電場強度數(shù)值分布由高到低依次是隔離開關(guān)、變壓器、進線、電容器、消弧線圈、電流/電壓互感器、站內(nèi)道路、保護室的規(guī)律，其中隔離開關(guān)、變壓器、進出線、電容器檢測點，電場強度大于8kV/m 的百分比超過20%，同時也是作業(yè)人員現(xiàn)場作業(yè)相對集中的位置，故上述地區(qū)為變電站內(nèi)職業(yè)暴露的關(guān)鍵控制區(qū)域。

目前對于工頻電場的防護，理論上可以采取改變線路高度，設(shè)置屏蔽設(shè)施、改變相間距等方法，但上述方法在實際建設(shè)成本控制及運行方面尚存在一定的問題，因而在目前建設(shè)的變電站中罕有應(yīng)用，而通過對變電站工頻電磁場職業(yè)暴露關(guān)鍵控制區(qū)域的分析，識別出變電站工頻電場強度分布較高的區(qū)域，在進入關(guān)鍵控制區(qū)時穿著工頻電場防護服，同時采取優(yōu)化作業(yè)人員工時制度的措施，降低作業(yè)人員在場強較大區(qū)域的職業(yè)暴露時間，可以有效地降低作業(yè)人員8h職業(yè)接觸限值，達到作業(yè)人員工頻電場暴露的健康預(yù)防目的。

［1］ 何健.500kV 輸變電系統(tǒng)工頻電場的研究［D］.重慶：重慶大學(xué)，2009：1－2.

［2］ 陳青松，李濤，黃漢林，等.極低頻電磁場職業(yè)接觸限值研究概況［J］.中國職業(yè)醫(yī)學(xué)，2011，38（1）：72－74.

［3］ 饒章權(quán)，郭啟貴，趙殿全，等.500kV 變電站工頻電磁場分布測量［J］.高電壓技術(shù)，2004，30（9）：41－43.

［4］ 徐祿文，李永明，劉昌盛，等.重慶地區(qū)500kV 變電站內(nèi)工頻電磁場分析［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（2）：66－70.

［5］ DL/T 998—2005，高壓交流架空送電線路、變電站工頻電場和磁場測量方法［S］.

［6］ 張澤林.珠海地區(qū)電網(wǎng)500kV、220kV、110kV 變電站工頻電場強度的測量與分析［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2012：57－59.