陳彩鳳 楊明昇
摘要:110kV變電所影響周圍環(huán)境的是其感應(yīng)磁場及電場。通過對(duì)比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工頻電磁場測試方法的要求,針對(duì)三種典型變電所的電磁場進(jìn)行監(jiān)測,提出110kV變電所的測試方法及限值選取原則,并基于大量的實(shí)測數(shù)據(jù),分析變電站工頻電磁場對(duì)環(huán)境影響的現(xiàn)狀。
關(guān)鍵詞:110kV變電所;工頻電磁場;強(qiáng)度監(jiān)測;實(shí)測數(shù)據(jù);環(huán)境影響 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):TM631 文章編號(hào):1009-2374(2015)29-0133-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.067
1 概述
變動(dòng)的電場會(huì)產(chǎn)生磁場,變動(dòng)的磁會(huì)產(chǎn)生電場。1831年,英國人法拉第發(fā)現(xiàn)了這一奇妙的現(xiàn)象,后人稱之為法拉第電磁感應(yīng)定律,并利用這個(gè)原理開始發(fā)電,各種用電設(shè)施逐漸出現(xiàn)在人類生活的各個(gè)方面。經(jīng)過一百多年的發(fā)展,電力已經(jīng)成為人類社會(huì)不可缺少的能源之一。由于電能必須經(jīng)過變電所輸送、分配,隨著電能的廣泛應(yīng)用,變電所的數(shù)量逐漸增加,其電壓等級(jí)也不斷提高,使人們居住環(huán)境中的工頻電磁場隨之增大。人類在享受著電力帶來生活改善的同時(shí),也開始感到憂慮,諸如“電磁污染危害人類健康”“隱形殺手-電磁輻射”等的報(bào)道開始出現(xiàn)在各種媒體中傳播,導(dǎo)致公眾漸漸對(duì)電力電磁現(xiàn)象產(chǎn)生恐懼,甚至達(dá)到談之色變的
情況。
眾所周知,變電所的工作頻率為50Hz(簡稱“工頻”),其周圍的電場與磁場是單獨(dú)存在的,屬于低頻電磁場,通常情況下不會(huì)涉及電磁輻射問題。國際權(quán)威組織在極低頻環(huán)境健康影響領(lǐng)域內(nèi),也只涉及電場與磁場分析,而不使用“電磁輻射”這一籠統(tǒng)模糊的概念,更沒有任何國際權(quán)威組織會(huì)在該領(lǐng)域誤用“電磁輻射”這一術(shù)語。
2 監(jiān)測實(shí)施
2.1 監(jiān)測儀器
意大利產(chǎn)PMM8053電磁場強(qiáng)度儀、PMMEHP-50A極低頻電場分析器。該儀器通過華東國家計(jì)量測試中心校準(zhǔn),其計(jì)量性能溯源至國家計(jì)量基準(zhǔn),并在有效期內(nèi)。
2.2 評(píng)價(jià)依據(jù)
國內(nèi)暫未制定有關(guān)居民區(qū)工頻電場評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),可引用國家環(huán)??偩帧董h(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 輸變電工程》(HJ 24-2014)中規(guī)定的推薦值作為指引標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范中“推薦暫以4kV/m作為居民區(qū)工頻電場評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),推薦暫以應(yīng)用國際輻射保護(hù)協(xié)會(huì)關(guān)于對(duì)公眾全天輻射時(shí)的工頻限值0.1mT作為磁感應(yīng)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”。
3 監(jiān)測過程
3.1 樣本及監(jiān)測點(diǎn)的選取
紹興市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院在電力部門的配合下,選取了三類典型的110kV變電所:戶外布置式變電站、戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站、氣體絕緣(GIS)變電站。額定負(fù)荷均為2×50MVA,高壓進(jìn)出線回路均為2回。測試點(diǎn)分主變、控制室、進(jìn)出線、圍墻外四個(gè)
區(qū)域。
3.2 測量條件
3.2.1 測量距離的選擇:測量高度選1.5m,測量人員離測量傳感器探頭2.5m以上,測量探頭距主變壓器(分高壓側(cè)、低壓側(cè)和兩主變中間)或控制室控制屏外殼1m、2.5m、5m。圍墻內(nèi)進(jìn)出線正下方距圍墻1~2m開始測,向垂直于進(jìn)出線方面每間隔2m測一次,共測4~8點(diǎn)。圍墻外從距圍墻1m開始測,沿進(jìn)出線方向每間隔2m測一次,共測6點(diǎn)。測量讀數(shù):每1min讀一個(gè)數(shù),每次測量時(shí)間不小于15s,共測5次,取5次的平均值為測量結(jié)果。
3.2.2 測量點(diǎn)數(shù)量:本次監(jiān)測主變周圍共設(shè)15個(gè)點(diǎn),圍墻內(nèi)進(jìn)出線周圍各設(shè)8個(gè)點(diǎn),控制室設(shè)6個(gè)點(diǎn),圍墻外各設(shè)6個(gè)點(diǎn)。
3.3 監(jiān)測結(jié)果
3.3.1 戶外布置式變電站。主變周圍電場強(qiáng)度最高2.32kV/m,最低0.73kV/m,平均值為1.03kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高23.126uT,最低1.805uT。圍墻內(nèi)進(jìn)出線周圍電場強(qiáng)度最高2.881kV/m,最低0.177kV/m,平均值為0.89kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高18.345uT,最低0.237uT??刂剖覂?nèi)電場強(qiáng)度最高0.33kV/m,最低0.16kV/m,平均值為0.19kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高0.312uT,最低0.121uT。圍墻外電場強(qiáng)度最高2.22kV/m,最低0.21kV/m,平均值為0.33kV/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度最高2.417uT,最低0.123uT。
3.3.2 戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站。主變周圍電場強(qiáng)度最高1.69kV/m,最低0.70kV/m,平均值為0.95kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高13.124uT,最低1.705uT。圍墻內(nèi)進(jìn)出線周圍電場強(qiáng)度最高1.84kV/m,最低0.176kV/m,平均值為0.89kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高12.410uT,最低0.217uT。控制室內(nèi)電場強(qiáng)度最高0.33kV/m,最低0.15kV/m,平均值為0.18kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高0.315uT,最低0.122uT。圍墻外電場強(qiáng)度最高1.77kV/m,最低0.22kV/m,平均值為0.31kV/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度最高2.417uT,最低0.123uT。
3.3.3 氣體絕緣(GIS)變電站。主變周圍電場強(qiáng)度最高0.88kV/m,最低0.36kV/m,平均值為0.41kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高7.718uT,最低1.705uT。圍墻內(nèi)進(jìn)出線周圍電場強(qiáng)度最高0.84kV/m,最低0.192kV/m,平均值為0.64kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高8.044uT,最低0.236uT??刂剖覂?nèi)電場強(qiáng)度最高0.32kV/m,最低0.14kV/m,平均值為0.17kV/m。磁感應(yīng)強(qiáng)度最高0.318uT,最低0.120uT。圍墻外電場強(qiáng)度最高0.77kV/m,最低0.20kV/m,平均值為0.29kV/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度最高0.835uT,最低0.123uT。
3.4 結(jié)果分析
3.4.1 戶外布置式變電站圍墻周界處的工頻磁場水平最大不超過3μT。該類變電站周界處較高的磁場水平是由110kV架空進(jìn)線產(chǎn)生的,在現(xiàn)場測得的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度值為23.126μT(110kV架空線與另一路110kV電纜的共同影響);對(duì)采用110kV電纜進(jìn)線的戶外布置式變電站,在110kV進(jìn)線電纜溝上方實(shí)測得的最大工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度均小于19μT。戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站在主變壓器滿負(fù)荷(2×50MVA)情況下,墻界處的工頻磁場,除進(jìn)線電纜溝上方(由地下電纜產(chǎn)生的磁場)外,均不超過2μT(110kV進(jìn)線電纜溝上方產(chǎn)生的最大工頻磁場水平不超過15μT)。戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站。氣體絕緣(GIS)變電站由于大部分母線都有屏蔽,整個(gè)變電站總體的磁場水平較低。即使在滿負(fù)荷(2×50MVA)運(yùn)行時(shí),除臨近110kV電纜進(jìn)線部位以外,建筑物外5m距離處的磁場水平不超過1μT(110kV電纜進(jìn)線溝上方最大不超過10μT)。
3.4.2 位于市外的變電站。監(jiān)測表明,該類變電站周圍環(huán)境空曠,電磁場變化趨勢(shì)明顯,變電站外的電磁環(huán)境受進(jìn)出線的影響非常大。就工頻磁場而言,圍墻外工頻磁場小于3μT。
3.4.3 位于市內(nèi)的變電站。圍墻外1m處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一般小于1.25μT。而且由于該類變電站多數(shù)位于市區(qū),變電站外環(huán)境復(fù)雜,易受進(jìn)出線和路邊10kV或380V電力線路影響,很難看出變電站產(chǎn)生的電磁場的變化趨勢(shì)。
3.4.4 電場強(qiáng)度與變電所種類無關(guān),只與距離
有關(guān)。
3.4.5 作業(yè)點(diǎn)磁場強(qiáng)度比較。戶外布置式變電站較高,戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站次之,氣體絕緣(GIS)變電站。各類變電所磁場強(qiáng)度依兩主變周圍、進(jìn)出線下、控制室、圍墻外遞減。
4 結(jié)論
(1)三類110kV變電站中,電場強(qiáng)度均小于3kV/m,產(chǎn)生的磁場均低于25μT,屬于合格范圍內(nèi),比限值低1個(gè)數(shù)量級(jí)以上,而且在距變電所約4~5m處,電磁場已降至環(huán)境背景值;(2)主變、進(jìn)出線上方的電磁場較其他區(qū)域大,所以現(xiàn)場作業(yè)人員在兩主變周圍、進(jìn)出線下方應(yīng)做出相應(yīng)的安全保護(hù);(3)相同負(fù)荷時(shí),電磁場從大到小的順序是:戶外布置式變電站、戶外設(shè)備戶內(nèi)布置式變電站、氣體絕緣(GIS)變電站。
5 結(jié)語
通過現(xiàn)場測試可以看出,變電站外工頻電場和磁場均符合標(biāo)準(zhǔn)限值。報(bào)告建議,在建設(shè)高壓變電站時(shí),要注意設(shè)計(jì)和布置好架空進(jìn)出線的走向和位置,使之盡量避讓民房。
參考文獻(xiàn)
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[4] 中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn):輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則 電磁輻射監(jiān)測儀器和方法(HJ/T 10.2-1996)[S].
作者簡介:陳彩鳳(1968-),紹興市能源檢測院質(zhì)量負(fù)責(zé)人,高級(jí)工程師,研究方向:電能質(zhì)量及節(jié)能。
(責(zé)任編輯:蔣建華)