高压变电站电磁辐射的测量和分析

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1、高压变电站电磁辐射的测量和分析【摘要】测量了不同结构的110kV、220kV城区变电站的工频和高频辐射强度，并与相关标准做了比较，供城区变电站设计选型和电磁环境工作者参考。1.引言　　近年来北京市经济迅速发展，人民生活水平迅速提高，对电力供应提出了新的要求。为了促进城区发展并提高供电质量，供电部门将不断在繁华商业区或居民区建立高压变电站。　　高压变电站在运行时将产生一定强度的电磁辐射，包括高频辐射和工频辐射。辐射污染将有可能对人体健康及有用信号的接收产生影响。为了明确在人口稠密区建立高压变电站是否可能对居民生活

2、质量产生影响，且影响程度如何，北京供电局设计院与清华大学电机系协作，对几种典型类型的高压变电站内部及周边的电磁辐射进行了测量分析，得出电磁辐射的特性，了解干扰产生的位置、原因及减少措施，判断各频段下的辐射场强是否符合国家规定的安全标准，为以后城区变电站的设计、电力设备的选型提供依据，也可为改善环境状况提供参考，同时可以减轻高压变电站周边一些居民对电磁辐射的不必要的恐惧心里。2.电磁辐射的国家安全标准和安全参考标准　　2.1高频电磁辐射的国家安全标准　　我国《环境电磁波卫生标准》（GB9175-88）对正常自然环

3、境的电磁场污染及防治规定了标准限值，如表1所示。　　为了防止和减少电磁辐射对人体健康的危害，我国《电磁辐射防护标准》（GB8702-88）规定了环境电磁辐射对于职业照射和公众照射的限值。　　同时我国规定按指定的测量方法选择晴朗天气在射频辐射设备外侧横向距离20m处测量，各频段干扰电平不应大于50dB(此值低于GB8702-88中的值)。　　2.2工频电场辐射的安全参考标准　　运行中的高电压设备，特别是输电线路附近会产生工频电场，它对人体的影响主要是电击和长期的生态效应。处于地电位的人体接触对地绝缘的物体时，可能

4、导致疼痛的电击。近几十年来在国际大电网会议（CIGRE）发表的大量科学证据表明，20kV/m以下的电场对健康没有有害的影响。但还不能做出长期受电场作用绝对没有危险的结论。因此，很多国家提出电场强度的安全限定标准，如表2所示。　　我国目前尚未规定工频电场强度下的安全限定标准。本文将以发达国家（日本和美国）最严厉的标准(2.5kV/m)作为参照。文中以后提到的工频电场安全参考标准即指此标准。　　运行中的高压设备所产生的工频磁场，一般与家用电器的局部磁场相比是很弱的，可以认为工频磁场对于人体在电击和长期生态效应方面的

5、影响要小得多。表1环境电磁波卫生标准限值表2各国关于电场强度的安全限定标准频率范围（Hz）允许极限(dB)(μV/m)一级(安全区)二级(中间区)30k～300M＜140＜14530M～300M＜130＜140300M～300G＜135＜150国家限制和规定前苏联5kV/m非居民区但有可能接近的地区10kV/m不限定停留时间的地区15kV/m跨越道路和经常会接受的地区日本3kV/m群众易接近的地区美国2.5kV/m商业区和居民区3.5kV/m跨越购物中心的停车场3.工作内容　　本文主要研究内容包括：根据北京供电

6、设计院与清华大学电机系协作内容要求，针对室外、室内和半室内布置的敞开式电气设备、封闭式组合电器、裸导线联接和电缆联接封闭管道等不同设备及不同布置方式的典型220/110/10kV变电站（北土城变电站、知春里变电站、阜城站变电站）的不同位置和不同环境下（湿度变化）进行测试；针对220kV母线（知春里变电站）下及其附近建筑物的不同位置进行测试，研究电磁辐射的特性（包括辐射强度及其变化规律、频率范围、波形特点和影响因素等），了解干扰产生的位置、原因和减小措施，并判断各频段下辐射场强是否符合国家规定的安全标准。　　本文

7、在150kHz～30MHz频段，选用北京无线电二厂生产的RR2B型场强干扰仪，并用杆状天线测量电场强度；在30kHz～500MHz频段，选用北京无线电二厂生产的RR3A型场强干扰仪，并用对称振子天线测量电场强度，要求应能对所有极化方向的辐射波进行测量；在工频范围内，使用自行研制的PFE1型工频电场测量仪，用平面测量电极测量电场强度。4.高压变电站内部及周边电磁辐射的现场测量　　4.1北土城变电站　　北土城变电站采用室内110/10kV油浸式主变压器、室内110kV全封闭组合电器和110kV敞开式母线。北土城电站

8、布局及测量点分布如图1所示。　　对北土城变电站现场测量数据的分析表明：　　（1）由于组合电器、主变压器外壳和四周墙壁的屏蔽作用，工频场强很低，多在200V/m范围内。在1.7m高度处距离主变最近处的电场强度并不是此方向上的最大值，相反在此形成一个辐射场强幅值的下凹，而在距1#主变外壳水平距离0.6m处达到最大值。　　（2）变电室内工频电场强度的最大值（指距地面高度1.7m）位于距1#主