高压输电线路的电磁辐射研究及其防治措施

 摘要：电磁辐射对于人体和环境的影响越来越受到人们的重视。近年来，由于城市规模的扩大和电力设备的增加，人们开始关注城市的电力设施是否危害到市民的健康。讨论了高压线路与居民区的距离以及高压线路对环境造成的电磁污染等问题。并对此给出了几点防治措施，对输电行业工作提出了新的要求。
关键词：高压输电线；电磁辐射；电磁污染；防治措施

0 引 言

     电磁辐射对于人身和环境的影响越来越受到人们的关注。近年来，随着城市规模的扩大，高压输电线路的敷设越来越多，输电线路与居民区之间的距离也越来越近，人们开始关注城市的电力设施是否会影响市民的身体健康等问题。本文将讨论输电线路可能带来的电磁污染问题。1 输电线路电磁场对环境的影响。

1．1 输电线路下方及附近的电磁场对人及动植物的影响
    城市电力规划规范规定，1～330 kV架空电力线路导线与建筑物之间的垂直距离(在导线最大计算弧垂情况下)为6 in，架空电力线路边导线与建筑物之间的安全距离(在最大计算风偏情况下)为5 in。上述距离是指与建筑物的安全间距。
    高压输电线的电磁辐射产生的电磁波是极低频的，其强度一般与电压、相线距离及塔高有关。由于重力的作用，位于两塔之间的高压线最靠近地面，故该处场强也最大，可达几kV/m。因此，GBZ l_2002《工业企业设计卫生标准》规定，产生工频超高压电场的设备安装地址(位置)的选择应与居住区、学校、医院、幼儿园等生活、工作区域保持一定的距离。国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)推荐的公众接触限值为5 kV/m。在高压线下行走的人有可能受到超过接触限值的辐射。在一般情况下，电磁场的强度随着距离增大而快速衰减。资料表明，当距离高压输电线50 in时，其周围的场强<1 kV/m(输电线距离地面高度>8 in)，大于30 in时其场强<5 kV/m(电压<400 kV，其场强>1 kV/m)。极低频电场会被房屋及树木等阻挡一部分，但磁场不受此影响。

     还有一种观点认为：极低频磁场(如高压输电线)对人体健康有影响。目前，世界卫生组织的国家癌症研究机构(IARC)将其磁场评议为人类的可疑致癌物，其根据主要来自于儿童白血病的流行病学调查研究，但尚不能确切地认为极低频电磁场对人体具有致癌作用，这是因为电磁辐射是针对波长很小的微波而言的。但输电线频率为50 Hz，电磁波长达6 000 km，即使是500 kV的超高压输电线路，也不会产生强烈的磁场。检测数据表明，输电线5～10 m以外的磁场水平不超过10 T，这只有一只开着的电吹风机产生磁场强度的1/7，距高压线17 m远的电磁辐射就已经很小了。

    高压输电线电磁辐射对周围的人和动物产生的影响及其生物效应一直以来引起人们广泛的关注。经过科学家对大鼠进行高压电磁环境的科学实验发现，心房肌细胞和自律组织细胞会因长时间高压电磁辐射受到影响。即处于心肌组织学退化期时，心室肌细胞尚处于功能代偿期，甚至许多细胞还处于功能代偿性增强期。高压输电线电磁辐射引起血液系统中血液成分含量以及大鼠血红蛋白分子结构发生改变；并且对肺、肾和睾丸的组织结构以及学习记忆能力都有不良影响。由此，人们认识到高压输电线路的电磁辐射对大鼠细胞信号转导过程，心脏、血液系统和生殖系统以及学习记忆能力等方面都存在不同程度的影响。
1998年世界卫生组织调查显示，电磁辐射对人体主要有5个方面的影响：
(1)电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因。
(2)电磁辐射对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害。
(3)电磁辐射是造成流产、不育、畸胎等病变的诱发因素。
(4)过量的电磁辐射直接影响大脑组织发育、骨髓发育、视力下降，导致肝病，造血功能下降，严重者可导致视网膜脱落。
(5)电磁辐射可使男性性功能下降，女性内分泌紊乱，月经失调。

1．2 输电线路干扰波对邻近无线电装置的影响
    高压输电线路作为一种电磁辐射源，在它所经过的地方，都可能造成不同程度的电磁污染。高压输电线路在运行时，不断产生一些电磁脉冲，向空间辐射各种宽频带的高频电磁波。这种电磁波沿着输电线路两侧横向传播，使沿线一定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。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。电晕干扰电平主要对附近居民的收音机、电视机等电器造成干扰。对电视频段接收产生干扰的主要是火花放电，但电晕现象会在项目投入运行后逐步减弱并趋于稳定。干扰一般不会对人产生危害。

1．3 高压线路电晕可听噪声
    通常情况下，架空电力线路和变电站无线电噪声的产生主要有以下原因：
(1)在导线及其金属表面处空气中的电晕放电。
(2)绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花。
(3)连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。
    当运行电压在100 kV以上(通常导线表面电位梯度>12 kV／cm)时，电晕放电占据主导地位，成为不可消除的，属线路固有的特性，在500 kV以上电压等级输电线路上经常出现。通过对实验数据的分析和统计资料表明，在输电线路附近距离50～100 m处其辐射接近于环境本底值，是相对安全的。

2 输电线路电磁辐射防治措施可以采取的主要防治措施有：
(1)线路尽可能远离或避开居民区、环境敏感区。
(2)综合比较，合理选择路径方案，使所选路径环境影响最小。
(3)在线路设计中严格按规程执行，选用适当塔型、塔高，以尽量减少路径走廊宽度及降低线路走廊下的电磁场强度。
(4)合理选择相导线结构以降低可听噪声水平，选用噪声水平达到国家规定允许范围内的设备。

(5)选用先进施工方法以减少树木的砍伐。
     现在国家的电力建设规范、规程中就明确制订了相关的标准，如GB 50293-1999((城市电力规划规范》规定：“规划新建的66 kV及以上高压架空电力线路不应穿越城市中心地区或重要风景旅游区；不应在城市中心地区、高层建筑群区、市区主干道、繁华街道等处建设。”架空线穿越居民区或跨越房屋时，必须有导线对地面最小距离7．0 m(1 10 kV)／7．5 m(220 kV)、导线与建筑物之问最小垂直距离5．0 m(110 kV)／6．0 m(220 kV)以及边导线与建筑物之问最小距离(水平)4．0 m(1 10 kV)／5．0 m(220 kV)的限制。500 kV线路禁止穿越居民区或跨越房屋，其边导线垂直投影下两侧5 m范围内房屋必须拆迁。若在建设中无法避开居民区，可以考虑铺设地下电缆。

GB 15707-1995(高压交流架空送电线无线电干扰值》规定，频率为50 Hz时高压交流架空线无线电干扰限值如表1所示。

表1 50Hz高压交流架空线无线电干扰限制

电压(kV)     无线电干扰限制/dB(uV/m)

110                46                                                         

220 - 330        53                              

500                55                                                                                             

 

     根据GB 15707-1995标准，在220 kV架空线以及110 kV和35 kV变配电站周边尽量不建弱电机房，通信线路需考虑屏蔽措施。在线路投入运行后应对线路一定范围内的无线电接收装置进行测试，保证当该线路发生单相接地故障后，对通信线路电磁影响小于国家标准。若超标，应对通信线路采取防护措施。

3 对输电行业工作提出的新要求

    目前，就北京地区电力行业而言，一般对电力输电线路的投诉主要是雷击或因线路短路而带来的线路人员伤害和财产损失，以及局部线路带来的无线电干扰问题。近年来则出现了居民因害怕电磁辐射而要求线路改道的问题。

     目前人们对环境越来越关注，如电磁辐射这一电力系统普遍存在的问题，变电站、输电线路、变压器等电气设备都是辐射源，因此应对此类问题加以重视并采取措施，以应对未来有可能发生的因电磁辐射而带来的纠纷。

(1)应加强自身的环境意识，掌握一定的环保知识，真正认识到环保问题对电力行业的巨大影响，认识到环境保护是系统性、综合性、法规性要求很强的工作。因此要不断地学习环保理论知识，提高自身业务水平。

(2)在自身学习的同时，针对人们对电磁辐射认识与了解缺乏的情况，加强宣传，引导人们走出对电磁辐射认识的误区，并以具体的实验事实和数据、权威部门的调查结论阐明高压输电线路附近一定距离内电磁辐射强度接近自然环境本身，对人体没有确切危害。按照国家环保总局推荐的相关技术规范，高压输电线工程的电磁辐射指标都在标准范围之内。

(3)为防止以后可能出现的有关电磁辐射的纠纷，还应积极主动与环保部门联系，对所建和已建线路进行环境评估，办理环境辐射合格证书。对一些特殊地段采取补救措施，如居室太靠近高压输电线路可考虑采取适当的屏蔽措施，消除居民的心理作用。

4 结 语

     事实表明，现在的科学对输电线路存在的电磁辐射造成的电磁污染危害尚无明确定论，但公众对输电线路有可能造成的危害心存恐慌。因此，为了避免以后出现公众对电力设施产生的电磁污染的投诉，电气设计人员应积极主动地采取防治措施，避免在今后工作中引起不必要的麻烦。