高压输电线路电磁辐射与防护(共13页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录摘要2前言3一 高压输电线路电磁辐射对人体健康的不良影响3二 高压输电线路电磁辐射安全标准的制订4三 高压输电线路电磁辐射对无线电及通信线路的干扰5（一）对无线电的干扰.5（二）对通信线路的干扰.6四 高压输电线路工频电磁场强度分布7五 梅州城区部分高压输电线路实测结果分析8（一）测试结果的分析与电磁辐射方面国标的选用.8（二）实测数据分析. 9六 高压输电线路电磁辐射污染减缓措施10七 结语12参考文献12致谢13高压输电线路电磁辐射与防护 物理系 物理学教育 袁飞 指导老师 蒋毅摘要：随着电网容量的不断增大，输送的距离越来越远，输电线路的电压等级也在不断提高

2、。高压输电线路产生的电磁辐射对通信线路、广播电视、人体生态是否存在影响，越来越受到人们的关注。根据研究及相关测试表明，变压器、超高压配电装置和超高压电线在运行中，会形成一定强度的工频电磁辐射。为此，本文结合我国制订的高压输电线路电磁辐射安全标准，探讨高压输电线路电磁辐射对周围环境、人体健康的影响及对无线电的干扰，通过对梅州市梅江区东郊镇周溪村高压输电线路电磁辐射进行实地监测，并对实测结果进行分析比较，提出减轻和防护电磁辐射污染的相关措施和建议。关键词：高压输电线路工频电磁场电磁辐射防护措施Abstract: With constant increase, electric wire netti

3、ng of capacity, distance that transport more and more far, voltage grade of transmission line of electricity improve constantly too. High-pressure electromagnetic radiation that transmission line of electricity produce is it influence to store to communication line , broadcast and television , human

4、 ecology in, paid close attention to more and more by people. Indicate according to research and relevant test , voltage transformer , supervoltage distribution device and supervoltage electric wire are in running , will form the electromagnetic radiation frequently of engineering of certain intensi

5、ty. For this reason, this text combines the high-pressure transmission line of electricity electromagnetic radiation safety standard that our country makes, probe into the impact on surrounding environment , health of electromagnetic radiation of the high-pressure transmission line of electricity an

6、d interference to the radio, Through small stream village high-pressure transmission line of electricity electromagnetic radiation go on on the spot monitoring to east week such as town such as suburb such as district such as river such as plum such as city such as Meizhou, and to survey result is i

7、t is it compare to analyse to go on , is it lighten and protect relevant measures and suggestions , electromagnetic radiation of pollution to put forward.Key words: high-voltage transmission lines power frequency electromagnetic field Electromagnetic radiation protection measure前 言 由于高压输电线路下存在着电力频率（

8、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，

9、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、

10、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35 m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2.2 mA，小于可能导致人体伤害和危险的摆脱电流（69 mA）。我国70年

11、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

12、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

13、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/T241998500kV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

14、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36m56m，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GB917588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

15、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s

16、 到几百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0.51.6 MHz，电视广播频率范围为48.592 MHz，而输电线路产生的无线电杂音频率范围为0.1100 MHz，所以它主要影响的是中波无线电广播和电视的26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

17、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55 dB（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200330kV500 kVVHF（）/dB3031.8VHF（）/dB2123.0 表2 变电站的实测统计结果项目200330kV500 kV干扰场强/ dB4047.7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

18、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频段200330kV500 kVVHF（）/m400500VHF（）/m250350 表4 变电站无线电干扰防护间距频段200330kV500 kVVHF（、）/m13001800（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

19、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3003400 Hz，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50 m以内，电场的影响较大，是干扰通信的主要因素；而在距离100 m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

20、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Holaday Industries Ins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

21、筑物的水平距离约为320m。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5 110 kV高压输电线路工频电磁场强度监测结果距离(m) 线路一线

22、路二线路三 kV/m A/m A/m kV/m A/m A/m kV/m A/m A/m01.982 1.078 3.7783.421 2.676 9.1121.809 0.046 0.96251.617 0.974 2.4451.856 1.003 5.4731.469 0.276 0.586100.769 0.756 1.0021.130 0.896 1.8990.698 0.615 0.423150.839 0.608 0.7540.887 0.705 0.9650.528 0.436 0.297200.102 0.307 0.6650.756 0.523 0.7520.364 0.21

23、6 0.118250.069 0.224 0.1470.421 0.405 0.4680.102 0.114 0.098300.078 0.136 0.1210.292 0.295 0.3920.086 0.079 0.076350.063 0.099 0.085- - -0.067 0.058 0.060400.051 0.085 0.081- - -0.043 0.039 0.052450.064 0.043 0.070- - -0.019 0.032 0.051500.042 0.041 0.065- - - - -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

24、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 V/m 5

25、12 微波 W/cm2 10 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10W/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

26、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

27、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

28、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0.295 A/m和0.392 A/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1.809 kV/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0.698 kV/m，衰减率为61.5

29、%。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

30、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（330 kV 500 kV）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（220 kV 、500 kV 、750 kV）输电导线对地距离应符合设计标准见附录三。 另外，考虑到实际的架设情况，在相邻铁塔间可能存在凸起的建筑物或人群活动较频繁的区域等，为确保安全，

31、还规定在高压输电线路走廊下新建房屋距边导线的垂直距离不得小于15m，旧房为5m。同时在实际操作中遵照的标准应适当提高。（2）建立卫生防护走廊。对220 kV以上的超高压输电线路必须建立卫生防护走廊，走廊宽度为4050m，走廊下的障碍物（树木等）应基本清楚干净。（3）为保障高压输电线路附近居民的身心健康，建议在250300m规定范围内不建住宅和人群密集的活动场所。（4）在合理设计接入系统，控制并降低架空电力线干扰电平的同时，采用良好的施工方法，保护导线、金属和绝缘子不受损伤，同时加强运行维护。（5）按照架空高压输电线路对无线电干扰防护间距，当架空电力线路经过广播收音台或电视差转台附近时，应尽量从

32、这些台的非主要信号接收方向一侧通过。（6）架空电力线在局部地段可采用降低导线表面电场强度的措施，在变电站（所）可采用降低母线及设备引线表面电场强度的措施。（7）高压输电线路下，表面积很大的金属物体必须良好接地，否则会对人产生电击。同时,人员容易误入的危险区域应设有警告标记。凡经计算或用场强计测量确定为危险区域，不允许人员在未采取防护措施的情况下进入。 （8）在线路设计中采取提高导线对地高度、双回路导线逆相布置以及高、低压导线分层架设等措施，都会获得降低地面场强的效果；在运行中对工作人员采取局部屏蔽和限制工作时间等保护措施，也能起到减少电磁辐射影响的作用。 七、结语当输电线路的电压为500kV时

33、，标准架设线路下的空间电场强度在5kV/m左右。由于多种物体对电力频率场具有良好的屏蔽作用，可以大大降低环境中的电磁场强度和电磁辐射污染，不会对附近居民的健康带来明显的影响。但仍应避免长期在高压输电线附近居住，以确保安全。如果能够严格按照架空电力线路、变电站无线电干扰防护间距进行标准设计，工频电磁辐射对无线电设施及广播电视干扰影响将大大减小。从前文的分析也可以得出结论，梅州市部分城乡的高压输电线路架设在设计上是比较合理的，符合相应的设计标准。但也存在一些应引起重视的问题，这些要靠供电部门和在高压输电线附近居住的群众共同协商，寻求相应的解决方案。附 录 附录一 线路保护区设计标准电压kV距一般地

34、区m距人口密集区m边线到建筑物距离m220151063301510650020158 附录二 高压输电线路与无线电中心的最小距离设施名称架空线路与无线电设施的距离/m无线电发射中心的中段及长波的无线电装置100无线电发射中心的短波天线装置在最大辐射方向300短波发射天线及无线电中继站的接收天线200主干线、省及区域性无线电通讯中心2000无线电接收分站1000当地无线电转播台400 附录三 高压输电导线对地距离设计标准设施名称对地距离/m居民区14非居民区12跨铁路线1314跨公路线1214参 考 文 献1 赵玉峰 超高压输电线路辐射电平测量与电磁污染评价 1989（11）2 吴大伟 电力频段电磁污染与人体健康 环境保护 1984（4）3 吕继尧 彭铁军 工频电磁场与波 国防工业出版社4 齐义禄 电力线路技术手册 兵器工业出版社 19935 许宜满 电力环境保护 第15卷第3期 1999(9)致 谢 本文在写搞期间承蒙我的指导老师蒋毅副教授悉心指导及设备与实验管理处、物理系实验室的大力支持和帮助，同时也得到梅州市梅江区东郊镇周溪村广大群众的密切配合，并提供测试场地及相关信息和材料，使得本文得以圆满完稿，在此表示最衷心的感谢！ 袁 飞 二00五年六月专心-专注-专业