（甘肃电力科学研究院 甘肃兰州 730050）
摘要：通过对甘肃境内某750kV变电站正常投运时产生的电磁环境 进行现场监测，对现场测试数据统计分析，建立变电站的三维图形，从三维图形中分析750kV变电站（包括设备区、站界四周、主控室）的电磁环境影响水平，对今后750kV变电站的设计、运行、电磁环境管理以及运行人员劳动防护提供可靠的数据基础和理论依据。
关键词：750kV变电站； 工频电磁场；噪声；3D图形
前言
随着我国经济飞速的发展，用电量也随之大幅度增加，各个地区的输变电设施都有显著增加。这些输变电工程在运行时产生的工频电磁场、噪声也逐渐受到人们的关注，特别是居民密集区变电站的工频电磁场、噪声引起的投诉颇多，如何解决变电站周围的电磁环境对周围居民的影响已经势在必行，因此对输变电设施周围工频电磁场的研究和分析也显得至关重要。
本文对甘肃某750kV变电站内的工频电磁场、噪声所覆盖的区域进行布点、测量、建立3D图形，并对站内工频电磁场、噪声的3D图形进行研究与分析。由于变电站内的设备比较多，布局复杂，也就相对形成了比较复杂的电磁环境，这种电磁场和噪声会对变电站周围一定的区域产生影响。以往对变电站电磁环境的分析比较简单，往往只限于通过测试数据建立工频电磁场、噪声的走势图，但不够直观反映出变电站内电磁环境的分布情况。本文基于平面走势图的这一缺点，提出电磁环境3D图形的建立，这种图形将直观、清楚、有效的反映站内的电磁环境分布情况。为今后更高电压等级变电站的合理规划、设计、管理和运行提供更加强有利的科学依据。
1 测试仪器、测试布点及测试方法
1.1 测试仪器
PMM-8053（带EHP-50B探头）电磁辐射测定仪是测定50/60HZ电源的变压器以及与所用设备的连接线所产生的电磁场的仪器，电场量程0.01V/m～100kV/m，分辨率0.01V/m；磁感应强度1nT～10mT，分辨率1nT。EHP-50B用于低频电磁场各向同性测量的分析型探头，为低频电磁场测量提供了优良的解决方案，测量范围从V/m或nT到kV/m或mT，频率范围从5Hz-100kHz。PMM-8053可以直接读出场强，并配有光纤远程控制系统，主要应用于科学研究和电磁环境监测等方面。
1.2 测试布点
测点按照《电力行业劳动环境监测技术规范 第7部分：极低频电磁场监测》(DL/T799.7-2010)中规定的标准要求进行选择布置[1]，测量方法标准按照《作业场所工频电场作业标准》（GB-16203-1996）进行。750kV设备区测点布置选择巡检路线和电气设备（母线、断路器、刀闸、PT、开关、避雷器、电抗器和主变）下进行工频电磁场强度测试，总体布点184个。根据有关文献，PMM-8053（带EHP-50B探头）电磁辐射测定仪在测试工频电磁场过程中保持与地面垂直距离1.5m，测试人员与探头的距离不少于2m且避免无线设施的使用（手机）。
图5 变电站内的噪声分布图
2 测试结果研究与分析
2.1 测试数据结果及分析
甘肃某750kV变电站共设置184个点，基于全站的测试，测点布局如图1所示，共设置22个测试区，330kV设备区布置5个测试区，1区设置14个，2区设置13个，3区设置12个，4区设置4个，5区设置9个；变压器主变区设置2个布置区域，共测试6个点；750设备区共设置15个测试区，共测试126个点，Ⅰ母线区设置6个区域，Ⅱ母线设置6个区域，预留区设置3个测试区。
通过测量的工频电磁场、噪声数据的统计，750kV变电站工频电场共测试184个点，范围在0.402kV/m～9.547kV/m，最大值出现在3342A开关～B开关处，平均值为5.144 kV/m，超过5kV/m的点为97个占全部测点的52.7％。工频磁场共测试184个点，范围在0.306μT～49.67μT，最大值出现在75122B相刀闸～75122A相刀闸处，平均值为3.233μT。可听噪声共测试184个点，范围在50.8 dB(A)～78.1dB(A)，平均值为59.06dB(A)，最大值出现在7105敦哈Ⅱ线A高抗。
2.2 三维图像的建立及分析
以往建立的工频电磁场、噪声平面走势图相对简单，对变电站内电磁环境分布情况反映不够直观。本文从平面走势图这一缺点出发，运用三维仿真软件建立了能直观、清楚反映变电站站内电磁环境分布情况的3D图形，如图3、图4、图5所示（以正北方向为X轴，正东方向为Y轴，垂直方向为Z轴）。从图中能非常清楚的反映出变电站内电磁环境分布情况。图3、图4、图5电磁环境3D分布图中，形如山峰的峰尖处分别为该区域对应的工频电场、工频磁场、噪声的最大值，右边标度尺与3D图的工频电磁场、噪声值对应，图中有4种色调，分别表示电磁环境的大小特征。图3中的红色表示电场强度大致在11-14kV/m,黄色表示电场强度在8.5-11 kV/m，绿色表示电场强度在5-8.5 kV/m，蓝色表示电场强度在1.5-5 kV/m。图3中能清楚的看出红色区域（高电场强度）所处的区域范围，图3中高电场强度分别对应变电站内的电容器设备区、330kV设备区、 750kV母线区、750kV设备区、变压器设备区，最大值出现在3342A开关～B开关处。
图3、图4、图5电磁环境3D分布图中，形如山峰的峰尖处分别为该区域对应的工频电场、工频磁场、噪声的最大值，右边标度尺与3D图的工频电磁场、噪声值对应，图中有4种色调，从上往下依次为红、黄、绿、蓝，分别表示电磁环境的大小特征。图3中的红色表示电场强度大致在11-14kV/m,黄色表示电场强度在8.5-11 kV/m，绿色表示电场强度在5-8.5 kV/m，蓝色表示电场强度在1.5-5 kV/m。图3中能清楚的看出红色区域（高电场强度）所处的区域范围，图3中高电场强度分别对应变电站内的电容器设备区、330kV设备区、 750kV母线区、750kV设备区、变压器设备区，最大值出现在3342A开关～B开关处。
图4中的红色表示磁场强度在6.5-8.5uT黄色表示磁场强度在.5-6.5uT ，绿色表示电场强度在2.5-4.5 uT，蓝色表示电场强度在0.5-2.5 uT。从图3电场强度的3D图形可以清晰看出只有3处蓝色区域是在5 kV/m以下。图4磁感应强度的3D图形中绝大部分区域处于绿色和蓝色状，最大值出现在75122B相刀闸～75122A相刀闸处，有少数山峰出现，远低于相关标准。
图5中的红色表示噪声在76-82dB黄色表示磁场强度在70-76dB ，绿色表示电场强度在62-70dB，蓝色表示电场强度在56-62dB，最大值出现在C7551开关～75512刀闸C，噪声较大的区域分布在7105敦哈Ⅰ、Ⅱ线高抗区。
通过电磁环境三维空间分布情况分析研究发现工频电场相对较高的测点多分布在刀闸、开关、PT、避雷器等电气设备及其连接线附近区域内。工作人员在工作室要尽量减少在这些区域的活动时间。随着远离这些区域，场强值会迅速降低；工频磁场相对较高的测点多分布在高压电抗器、电容器电气设备附近区域内；噪声相对较高的测点多分布在高压电抗器、主变及带电构架附近区域内。
根据《电力行业劳动环境监测技术规范第7部分：极低频电磁场监测》(DL/T799.7-2010)的规定“作业场所工频电场8小时最高容许量为5kV/m”，因此，对于作业人员，每天在以上工频电场大于5kV/m的作业环境中曝露时间累计应小于8小时。电场强度3D图中反映出变电站内的电场强度基本超过5kV/m，磁感应强度3D图中反映出变电站内的磁感应强度远低于500μT。
3 结论及建议
该变电站内的电场强度基本超出相关标准值（5kV/m），站内磁感应强度远远低于500μT，噪声部分设备区超过60 dB（A）。变电站内需合理规划工作、巡检时间，尽量减少作业人员在强工频电磁场区域的工作时间和工作次数，尽量减少非作业停留时间。变电站内电磁防护应以个体防护为主，对在高工频电场强度电气设备下工作的检修人员及巡检人员应配以防护服和防护头盔。防护用品一般用金属丝布、金属膜布和金属网等制作。根据电磁场强度随距离的增加而衰减的原理，尽可能采用自动化设备进行远距离操作，使作业人员远离电磁污染源。应定期监测运行中的高压电气设备，对电磁场强度、噪声超标作业场所，应悬挂标识牌，提醒作业人员注意。加强宣传教育，开展电磁场、噪声知识及防护培训，提高变电站运行人员的个体防护意识。
参考文献
[1]郝福忠,吴广学,鱼滨.变电站辅助设施与环境监控系统设计及实现[J].电气自动化,2011,33(4):46-49.
[2] HJ/T 24-1998.《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》 [S].1998.
[3] GB12348-2008.《工业企业厂界环境排放噪声标准》[S].2008.
论文作者:李炜,何巍,姜梅,高世刚,张鹏
论文发表刊物:《电力设备》2016年第3期
论文发表时间:2016/5/30
标签：电场论文; 电磁场论文; 噪声论文; 站内论文; 强度论文; 变电站论文; 电磁论文; 《电力设备》2016年第3期论文;