超高压送电线路下方空间电磁环境的研究
李蓉蒋忠涌
（北方交通大学电子信息工程学院北京100044）
摘要探讨了超高压送电线路下方空间电磁环境问题主要就超高压送电线路辐射工频电磁场进行论述.利用模拟电荷法计算工频电场离地2m范围内的合成工频电场其数值和垂直场强差别不大实际测量值与理论计算值基本一致.工频磁场按静态场计算其大小与地碰场在同一数量供实际工作者参考
关键词电磁环境江频电场江频磁场中图分类号：TL7 文献标识码A
OnElectromagneticEnvironmentBelow Super-VoltageLines
LI Rong JIANG Zhong-yong( Collge of Electronics and Infomstion Engineeing Nothem Jiotong University Bejing 10044 China )
Abstract We discuss Electromngnetic Environment below Super-voltage Lines mainlyfocus on power frequency electromagnetic field from Super-voltage Lines. Simulationcharge method is used to pute the power fiequency electric field and there is littledifference between power frequency electric field of 2 m range from the earth and verti- cal field. The practical measure valuse are equal to the theoretical values basically. Pow-er frequency magnetic field is puted according to the static field which value is thesame qusntitative level as to the earth magnetic field and be a match for the practicalthis peper may be provided with reference to practical operators. measure result. China lacks of power frequency field strength limit standard. Data in
Key words electromagnetic environment power frequency electric field power frequencymagnetic field
是电磁辐射，电磁辐射造成了电磁环境的污染使环境质量变差、变坏其影响主要有①对人 电磁环境的定义是存在于给定场所的电磁现象的总和”电磁环境的主要影响因素员健康方面的危割（健康效应）②对电子设备造成干扰（电磁干扰）
自平武线我国第一条500kV超高压线路投入运行以来发展迅速并逐渐成为我国电力系统的主干网络.而500kV超高压送变电设备将对电磁环境产生严重的影响因此环境问题已成为送电工程中一个影响极大的方面
工作者对其进行了系统的研究，但随着送电线路即将进入城区必将对周国电子设备和生物产 在正常状态下超高压送变电设备就是一个强烈的干扰源.早在80年代初期国内外高压生一定程度的影响故制定500kV超高压送变电工程的电磁环境保护行业的标准势在必行，因此，作者就超高压送电线路辐射的工频电磁场探讨了超高压送电线路下方空间电磁环境的问题.
1工频电场
1.1工频电场计算1]
介质空气组成，一般采用模拟电荷法计算超高压送电线路下方空间的场.
模拟电荷法是以镜像法为基础的理论依据是场的唯一性定理是将导体表面不均匀且连续分布的电荷以有限数量的、布置在一定几何位置上的离散电荷电等效代替即
（1)
其中【U依示各导线上电压和单列矩阵由输电线的电压和相位给定【Q是各导线上模拟电荷的单列矩阵[入是各导线的电位系数组成的：阶方阵（：为导线的数目），可由镜像原理求得.由U和入]利用矩阵方程式1即可解出Q].求出等效电荷线密度Q以后输电线附近电场强度的分布可用叠加原理计算电场强度
(2)
（2计算结果
①三维立体图三角排列送电线路电场垂直和水平分量的三维立体图见图1.图中d表示以三相导线中心线为原点，垂直于三相导线走向方向的水平距离表示离地面的垂直高 度：E表示电场强度垂直分量幅度，送电线路参数线间距14m离地高度15m次导线数
图1三角排列送电线路电场强度的三维立体图
=4分裂导线次导线间距：=0.4m分裂导线几何半径r=0.026m.由图1可看出超高压输电线路产生电场的水平分量较小特别是在垂直高度0~2m范围内场强的最大值不超过2kV/m且在此区域该场强趋于均匀场
的准确值因此作者就垂直分量E、水平分量E与水平距离的关系作出了不同高度各分量 ②二维图三维立体图可以形象、直观地观察到场强变化的规律，但不容易读出该点场强随水平距离变化的曲线.图2为三角排列电场随水平距离变化的曲线图
由图2a知随着高度的增加即离超高压输电线越近）场强值越大.最大水平分量出现在中心线和边线之间8m处
分量值随距离的加大而减小在40m处垂直分量降低至1.5kV/m左右.20m范围内场强 由图xb知最大垂直分量出现在水平距离15m处（边线外侧1m处）之后场强垂直随垂直高度的增高增长得较大从最大值来看高度为1m时强场8.8kV/m.而在20m以外垂直高度对场强的大小影响不大.从以上分析可清楚地看到江類电场垂直分量占主要成分
图2三角排列电场随水平距离变化图
1.2实测结果
测试场地选在北京郊区500kV三角排列的架空送电线路送电线路的相间距离为11.5
m.分别测量了离地高度1、1.5、2m处的水平位置 上各点工频电场强度的垂直分量，根据测量数据得出图3.原点为中心线处，场强的最大值不在中心线处而在边线外附近，实测数据与理论计算基本一致.
1.3结论
通过分析、比较送电线路各分量的理论计算及测量值的变化情况，可得出超高压送电线路下方空间工频电场变化的一般规律
为最大垂直分量出现在边线外侧1m处而最大水 （1超高压送电线路辐射工频电磁场变化规律
图3500kV三角排列送电线工频电场实测数据图
平分量出现在中心线和边线之间.以离地不同高度的各点场强的变化来看场强的垂直分量随着离地高度的增加仅在中心线和边线外侧场强最大处上变化较明显其余地方随着离地高度地面2m以内其数值不大.一般情况下认为在离地2m范围内的合成场强在数值上和垂直 强分布是比较均匀的.场强的水平分量在地面为零随着对地高度的增加而逐渐增大但在离场强差别不大
（2送电线路下的工频电场的大小除和所加电压有关以外和导线的布置形式、几何位置及尺寸有关，
2工频磁场2]
生.现有等级超高压送变电设备产生的磁场在地面附近幅值约为10-~10-Wb/m亦即和大地磁场同一数量级.它和自然磁场的区别仅在于其磁场具有工频交变的特性，
磁场的计算采用镜像法，其基本原理是将大地的影响等效成为地下的一等值反向电流所产生的影响，
看出磁场的水平分量占主要成分且最大值在边线外附近之后随距离的增大不断减小.测试
图4b河看出工频磁场强度在实测距离15m范围内水平分量明显大于垂直分量此范国以外垂直分量稍大于水平分量.因此可认为架空送电线路附近磁场以水平分量为主.且随着距离的增大场值不断减小.与理论计算数据基本相符
图4500kV高压送电线磁场
3工频电磁场限值
送电电压等级的不断提高这种影响将越来越严重.因此需要对在工频电磁场中进行工作的时间及大小进行限制
3.1工频电场限值
不少国家根据现有的研究成果和自己的国家标准规定5kV/m为公众活动区域的限值，
10kV/m为跨越道路和经常会接近的地方的限值15kV/m为非居民区但有可能接近的地方的限值20kV/m为很难接近的地方的限值旧本规定人们来往频露的地区场强限值为3kV/m美国各州的场强也不相同新泽西州规定线路边缘处场强为3kV/m而纽约州则规定走廊边缘为1.6kV/m
1986年国际大电网会议36.01工作组发表的一份调查报告中统计了一些国家对送电线下电场限值的规定.目前大多数国家将送电线与道路交叉处的地面场强控制在10kV/m以下.对于变电所除个别地点最大允许场强值不超过15kV/m以外，一般区域也采用不超过10kV/m的场强值.这些限值的级别从国家标准到设计导则都有大部分以实际准则为准，这些将限值降至4kV/n[3] 限值并没有一个切实可靠的医学或生物学的依据，我国还没有制定这方面的限值作者认为可
3.2工频磁场限值
美国为0.2mT原苏联为0.3mT西德工业标准为5mT5min内允许50mT.1990年国际 辐射防护协会所属国际非电离辐射委员会（IRPA/INIRC向世界各国推荐了一个50或60Hz电场和磁场照射限值临时指导原则把照射限值分为职业照射限值和公众照射限值，
职业工作人员在整个工作日内受到连续磁场照射时其磁通量不应超过0.5mT短时间超过25mT是允许的，
对于一般居民来说，每天受到连续磁场照射的磁通量不应超过0.1mT当磁通量为0.1~1.0mT照射时间应限制在每天数小时内磁通量超过1mT受照射时间不应超过每天数分钟
需要指出的是近期流行病学集中研究室内磁感应强度为0.2~0.3T的工频磁场的影究仍然在继续] 响.这种比典型环境还小的场的生物效应导致了科学社团研究的困难然而这种生物效应的研
4结束语
大的方面.随着人们保护环境呼声的日益高涨还需要对工频电磁场的生物效应方面进行深入 送电电压发展到超高压及特高压阶段电磁环境问题已成为送电工程建设中一个影响极的研究，
参考文献：
[1]李蓉.超高压输变电设备电磁辐射对环境的影啊D1北方交通大学1998.
[2]蒋忠涌李薯.500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规S].中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T24-1998国家环境保护总局发布.1998.
[3]李莉高攸纲，高压传输线附近磁场环境的理论分J1电波科学学报1998（6）187-192.
[ 4 ] Corcoran R P. Extremely Low Frequey Exposure Limits Relative to Military Electrical/Electronic SystemEnvironmentsf C ] IEEE International EMC Symposium Electromagnetic Ervironmental Effect & You In 92 1992.6267.
