中国高压输电电磁环境研究(二)

3.1.3电场的生态效应可分为短期效应和长期效应。短期影响主要研究电击和电场的直接感受以及电流对人体的影响；长期影响研究是通过调查和实验室研究进行的。工频电磁场对生物系统，特别是对人体健康是否有危害一直是一个未解决的问题，因此对其生态效应的研究还有待进一步研究。除了外加电压之外，传输线下方的空间场强还与导体的布局形式、几何位置和尺寸有关。因此，可以通过(1)调整导体离地高度、相间距、分裂导体的结构尺寸和相导体的布局来降低传输线下方的电场强度。研究表明，在这些方法中，为了降低离线空间的场强，适当增加导体到地面的高度是较有效的。通过减小相间距离来减小场强，会受到绝缘配合的限制，效果不如适当增加导体对地高度明显。虽然减少分裂导线的数量可以降低线对线的强度，但可听噪声和无线电干扰的水平会增加。在设计新线路选择导线布置时，倒三角形布置可以降低离线强度，节省线路走廊的占地空间。在欧美一些家，400 ~ 700 kV输电线路下的较大地面场强多为10 ~ 12 kV/m，尚未发现此类电压等级线路对人体健康有害的报道。美新泽西州线路走廊边缘较大允许场强为3kV/m，BPA对线路走廊宽度的标准要求为5kV/m。到目前为止，BPA研究已经证明，选择该值没有出现不利结果。3.2 UHV变电站际上采用的UHV变电站有三种类型：传统户外式(前苏联采用的开放式)、混合式(美采用的)和气体绝缘地理信息系统(日本和意大利采用的)。前苏联建成并投入运行的UHV变电站均采用室外结构。Eki Bastou变电站是连接西伯利亚乌拉尔和中亚电力系统1150kV输电线路的枢纽。在变电站内的断路器和主要巡视路线处安装金属屏蔽网(或屏蔽线)，保证走廊下的地面场强小于5 kV/m，场区大部分区域场强在15kv/m ~ 20kv/m之间，出线分压器处地面场强高达35 kV/m，两人皮肤紧贴，有轻微放电感。巡逻人员和其他工作人员在场强超过15kV/m的区域工作时，应穿着特殊的防护服.变电站内无线电干扰水平超过规定水平，改善母线(尤其是其交叉口)和设备屏蔽的设计工作仍在继续。日本1000kV UHV变电站是SF6组合电器变电站，进出线采用套管引入引出，对环境影响不大。此外，干式变压器还专门设置了隔声箱，主要减少噪声污染。根据我用电特点，如果采用GIS变电站，占地面积(约为室外型的1/4)和环境影响将大大降低。在3.3 600千伏及以上DC输电线路门槛基本相同的情况下，DC输电线路对环境的影响一般小于交流，这是DC输电的优势之一。美EPRI对600千伏及以上DC输电线路的电磁环境做了大量的研究工作。详细报道了DC电场和离子流、可听噪声和无线电干扰的产生机理、测试方法和过程，总结了准确实用的计算方法，为600千伏及以上DC输电线路的设计提供了宝贵的经验。3.3.1电场效应高压直流输电线路下的电场效应与交流线路下的电场效应有很大不同，体现在：组合电场一般高于同电压等级交流线路下的电场；在DC输电线路正常运行的情况下，没有感应 #p#分页标题#e#

然而，关于离子流生物效应的科学争论仍在继续。美戴尔测试中心做过实验：在高压DC公交车下，当电场为30kV/m时，穿普通鞋子的人头发有刺激感，头皮有轻微刺痛。这主要是由于人在电场中时原有电场的扭曲和局部电场的加强。基于上述试验条件，规定在DC输电线路下人们可能移动的地方，组合场强限制在30kV/m。根据美能源部超高压和UHV输电线路的电气和机械设计规范，无电晕的DC线路的电场强度取线下15kV/m。日本环境省将取值为9kV/m.3.3.2可听噪声随着电压等级的提高，输电线路的可听噪声已经成为交流和DC UHV线路设计中必须考虑的重要因素。交流输电线路的可听噪声，晴天小，小雨、雾、雪大，是线路设计考虑的主要门槛。但下雨时，DC输电线路的可听噪声较晴天有所降低，下雪天和晴天的噪声差别不大，因此在设计DC输电线路时应先先考虑晴天的可听噪声。美能源部(DOE)建议，DC输电线路的可听噪声应限制在40 ~ 45 dB (A)，50以上的好天气不应超过此值。这是基于美BPA的早期研究结论，即40dB(A)是一个限值，超过这个限值的DC输电线路产生的噪声是不可接受的。在日本，DC线晴天和阴天的可听噪声目标值设定为40dB(A)。3.3.3根据无线电干扰主观评价结果，DC输电线路允许的无线电干扰信噪比为20 ~ 21 dB，即广播信号必须比DC电晕干扰高20 ~ 21 dB，才能令人满意地收听。交流传输线令人满意的收听信噪比为24dB，表明电晕对DC传输线无线电广播的干扰小于交流传输线。美规定走廊边缘无线电干扰80天53 ~ 58 dB，日本设定目标值50dB，晴天阴天50。3.4 600千伏及以上换流站具有50年以上世界500千伏DC输电系统运行经验，15年以上600千伏DC输电系统运行经验。这些DC传输系统有相当实际的操作经验。从我近年来的天-宽，三-正，三-宽，贵-

广±500kV直流输电工程换流站的电磁环境测试来看，存在两个突出问题：（1）换流站的可听噪声太大；（2）换流站接地极的地电位对交流系统的影响比较严重。换流站内的主要噪声源有换流干式变压器、平波电抗器、交流滤波器、换流阀和冷却系统设备。后两种设备置于室内，其噪声基本被房屋屏蔽；前三种设备安装在室外，其噪声对外界造成严重影响。龙泉、政平和荆州换流站周围的民众对换流站噪声抱怨比较强烈，应引起重视。关于换流站的噪声，以下几方面的问题值得注意：（1）换流站围墙外20m的噪声设计指标与家规定的城市区域环境标准相矛盾；（2）站内的一些室外设备如平波电抗器和交流滤波器等发出的噪声，在额定功率下超过了招投标书的要求，未采取必要的噪声抑制措施。对±600kV及以上电压等级的换流站，其设备的可听噪声影响可能更大。当直流输电采用单极大地返回方式运行时，入地电流使接地极周围地电位升高，导致附近不同位置交流变电站之间出现直流地电位差。对于中性点接地且有关联的交流变电站，接地极入地电流引起的地电位变化会在交流侧绕组电流中产生直流分量，两者共同作用使换流干式变压器产生直流偏磁现象，干式变压器的损耗、温升以及50Hz的噪声（正常时基波噪声频率为100Hz）都有明显增加。直流偏磁现象影响干式变压器正常工作，严重时还会损坏干式变压器。广东省大地电阻率普遍较高，按电力规划，珠江三角洲地区换流站也较多，上述问题将会比较严重。广东境内已有3座±500kV的换流站，目前靠尽量控制运行方式回避上述问题，比较被动，应尽早着手研究和解决直流接地极地电位升对交流系统的影响。#p#分页标题#e#