110kV高压输电线路空间电磁场分布研究

发表时间:2020/7/21   来源:《工程管理前沿》2020年3月第9期   作者:王宏伟
[导读] 随着电力工业的发展和城市化步伐的加快,高压及超高压输电线路和变电站建设规模不断扩大,原来在郊区的一些高压输电线路已经进入了市区。
        摘要:随着电力工业的发展和城市化步伐的加快,高压及超高压输电线路和变电站建设规模不断扩大,原来在郊区的一些高压输电线路已经进入了市区。长期生活在这些高压线附近的居民的健康以及日常生活是否会受到影响就成为人们关注的问题。
        关键词:110kV高压输电线路;电磁场分布
        引言
        现今,公众对高压等输电线路电磁辐射风险的担忧,导致在居民区周围建设输电线路及变电站往往受到强烈反对,不仅影响到居民的正常用电,也给地区电网建设以及当地经济发展带来了困难。因此,高压(包括特高压)输电线路周围的电磁场分布成为电力建设和运行管理部门关注的重要方面,其中工频交流电磁场尤其是当前研究的重点。
        1高压输电线的工频电磁计算
        1.1磁场理论计算
        根据空间的导线,三相对称电流IAIBIC的导线在点的磁感应强度的分量为标注:xi,yi为导线位置的横纵坐标;x,y是空间的横纵坐标,r是空间与导线的距离。磁感应强度在原点时值最大,并有一个从衰弱到稳定的趋势。当在10到20米之间衰弱速度最快,但到了40米之后就逐渐趋于平稳了。由图可知,图像呈轴对称显示。由此,我们可以分析出:磁感应强度是由水平和垂直分量共同决定的。还是在不同阶段效力不同。
        1.2工频电磁场强度分布的测量与分析
        测量工具:EFA-300工频电磁场分析仪测试环境:周围温度为10-40摄氏度,湿度75%一下测试时间:上午8到11点.水平分量呈现出一个先升高后降低的趋势,而垂直分量则出现最低点。理论与实践之间存在着一定的误差。经过分析,只是由于高压输电线路在工作中因为电荷的不蹲变化而随之发生相应变化。所以所测定的值呈现不稳定的状态。然而,如果将测定结果与稍高的磁感应强度计算图来进行对比的话,其相似度是非常高的。各种具体值都十分接近。由此可知,不同的磁感应强度的大致趋势是相近的,只是所测量的数值存在一点偏差,这些是可以忽略不计的。因为对磁场强度的分析受诸多不稳定的因素影响,不能计算的十分精确。所以合成的磁感应强度是由水平和垂直分量共同决定。电场强度随着高度的增加而增加。磁场强度也随着时间的变化而变化。原因是在不同的时间内,人们的用电强度不同,而用电负荷的不同,导致磁场强度发生相应变化。一般在用电高峰期,磁感应强度也就大。除去这些因素,天气状况也会在一定程度上产生影响的。
        2工频电磁场强度分布实测分析
        2.1电场测量结果分析
        为便于比较,选择的测试点与理论计算点相同。但计算值是在理想的情况即周围没有建筑物而且是取0相位的情况下得到的,实际上,测量点周围是有树木的,因此除此之外还选取了空旷场地进行测量。电场受环境的影响较大,人体、树木、天气等都会对它有一定的影响,因此对同一地点进行了多次测试。曲线1为空旷场地的电场强度;曲线2、3是选取和理论计算值同一地点不同时间测试的电场强度;曲线4为理论计算的电场强度。曲线1、4说明空旷场地的电场强度与理论计算值大致相当。曲线1与曲线2、3相比可以看出树木对电场的影响是很大的,但到30m以后就相差不大了。同时曲线2、3也说明即使是在同一地点电场强度也不是固定不变的,受用电量等的影响。总之,这几条曲线电场强度的最大值点都出现在8m左右。在30m以后都趋向一致。
        2.2磁场测量结果分析
        同电场相同,对磁场进行了测试,垂直分量都出现了一个最低点;水平分量都是先升高后降低,最高点出现在8m左右。

理论计算和实际测量值相差不大,但并不完全一致,这是由于高压输电线路中的电流值随用电负荷变化,故所测的磁感应强度也是随用电负荷而变化的一系列不稳定值,以至计算和测试并不完全吻合。同时把测试结果与500kV的磁感应强度理论计算图进行比较,看出它们是非常的相似的,甚至水平分量的最大值和垂直分量的最小值的位置也非常接近。由此也可知,不论是110kV还是500kV的磁感应强度图的趋势都是相同的,只是数值稍有不同,合成的磁感应强度由水平和垂直分量共同决定。此外,还研究了在不同高度的磁感应强度和不同时间的磁感应强度的变化情况。随着高度的增加,磁感应强度是在增加的,这与相关的报道也是一致的,原因是高压输电线路是三相交流电,变化的电场产生变化的磁场,并不断向四周激发,但是在这个过程中会有一定的衰减,所以说高度越高,离高压线的距离越近,场强也就越大。由于磁场是不断变化的,测试时间不同时,数值也不尽相同。引起数值变化的原因与当时的用电负荷有关,用电量高峰期磁感应强度就大。这可以由5月30日的曲线与5月31日的曲线来说明。5月30日是星期五,而5月31日是星期六,很多设备没有工作。另外,还与天气状况有关,因为空气的湿度对测试结果有一定的影响,这是已经证明了的。除此之外,还有一些其他因素。
        3结果评价
        3.1工频磁场
        根据一些测评标准,工频磁场的评价标准为0.1mT,如果一个地方的磁场感应强度小于标准值,就相对安全。我们对理论值与实际测量值进行比较,两者都远远小于标准值,所以磁感应强度是符合标准的。一般来说,110kv高压输电线路是不会超标的,因为它受外界的影响因素较小。周围的树木以及建筑物造不成大的影响。因此这一项在环境考察中是重点。这为国家的环境考核提供了一个相对精确而稳定的项目。
        3.2工频电场
        通过对结果的分析与评价,理论计算值与实际计算值都小于4kv/m。根据相关标准,在不同的场合对其的评估也是不一样的。在一般的居民区,要达到一级标准的要求;在医院,学校等事业单位,可以符合二级标准。这种情况下,有必要采取一定的防护措施,以防止污染,对身体健康造成影响。在所测试的结果中,都是符合国家标准的。而且所测试的环境下,对测试的结果造成一定的影响。周围拥有绿化带,树木花草较多。这说明是采取了一定的防护措施的。因此,树木等植物对电场有削弱的作用。如果在高压线下多种植些树木,电场就会衰减很多。所产生的危险也就越小。建议相关单位多在高压线下种植树木,以保护居民的生命健康高压输电线的电磁辐射高压输电线的电磁辐射强度与电流,电压,塔高等有关。一般情况下,两塔之间的线最靠近地面,因此此处的电场强度最大。电磁场的强度是随着距离的减小而衰减的。根据相关资料表明,电磁场辐射的强度越大,就能造成较大的程度的危害。由于这些电磁辐射都携带有极高的电磁能量和具有强大的电磁力,它必然对周围的人和动物产生强烈的相互作用,改变生物的电磁特性,影响生物的生理健康和生物功能。在日常生活中,尽量不要在高压线下生活与居住,以防止出现意外情况。
        结语
        按照相关规定,磁感应强度远远小于国家标准。磁感应强度受周围建筑物、树木影响较小,但受天气、温度及用电量大小的影响较大。由于多种物体如树木、建筑物,对电磁场都有一定的衰减作用,可以降低环境中的电磁场强度及电磁污染,使之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线下居住,以确保安全。
        参考文献
        [11]包家立.极低频电磁场的健康效应[J].高电压技术,2015,41(8):2550-2561.
        [2]张启春,喻剑辉等.高压架空线附近工频磁场[J].电力环境保护,2000,16(2):10-12.
        [3]李蓉,蒋忠勇.超高压送电线路下方空间电磁环境的研究[J].北方交通大学学报,2000,24(2):118-112.
       
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