500kV变电站电磁环境参数测量*
孙涛1,2，万保权1,3
(1.武汉大学电气工程学院，武汉430072;2.国家电网公司，北京100031;
3.武汉高压研究所，武汉430074)
摘要：为系统了解高压变电站产生的电磁环境情况，测量了13个500kV高压变电站内、外的工频电、磁场，以及变电站围墙外20m处的无线电干扰水平。测量结果表明,500kV变电站围墙外的工频电、磁场强和无线电干扰水远远低于我国环境标准中推荐的居民区的场强限值，即电场4kV/m，磁感应强度011mT，无线电干扰55dB; 500kV变电站内电场强度的最大值为11166kV/m。但对于所有变电站,70%以上测点的电场强度在4~8kV/m 之间。磁感应强度水平分量最大值为13123L T，垂直分量最大值为9158L T，最大合成磁感应强度为16133L T。90%以上测点的合成磁感应强度<10L T，所测500kV变电站的无线电干扰电平在33~46dB之间。变电站在015M H z和1M H z频率下无线电干扰频谱衰减特性不明显。
关键词:500kV；变电站；工频电场；工频磁场；无线电干扰
中图分类号:T M723文献标识码:A文章编号:1003-6520(2006)06-0051-05 Measurement of the Electric-magnetic Environment for500kV Substation
SU N Tao1,2,WAN Baoquan1,3
(1.School of Electrical Eng ineer ing,Wuhan U niv ersity,Wuhan430072,China;
2.State Grid Corporation of China,Beijing100031,China;
3.Wuhan H ig h Voltage Resarch Institute,Wuhan430074,China)
Abstract:T he electr ic filed,mag net ic field and radio interfer ence in thirteen500kV substat ions is M easured.T he measurement results show that t he level o f t he electr ic-magnetic envir onment o utside500kV subst ation is lo wer than limits defined by environment pr otecting standa rd in China.It means electr ic field is low er that4kV/m,mag-netic field is lo wer t hat0.1mT,radio inter ference is lo wer that55dB.In the substatio n,the max.electric filed in-tensity is11.66kV/m and electric filed o f70%measurement position is betw een4and8kV/m,the max.ho rizon-tal and v ertical mag netic inductio n intensity is13.23L T and9.58L T,and al magnetic induct ion intens-i ty is16.33L T,the magnetic inductio n int ensity of90%measur ement po sitio n is under10L T.T he r adio inter fer-ence is33~46dB fo r all measured500kV subst ations.
Key words:500kV station;pow er fr equency elect ric-field;pow er frequency mag netic f ield;r adio interfer ence
0引言
随着社会的发展，输变电工程产生的电磁环境影响问题越来越被人们所重视[1-7]。为系统地了解高压变电站产生的电磁
环境情况，给输变电工程的设计和环境评估提供科学依据，对国内不同地区的13个500kV高压变电站产生的工频电、磁场、无线电干扰水平进行了测量，并对测量结果进行了归纳分析，获得了500kV变电站电磁环境数据[8]。
1测量方法和测点布置
根据高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法[9]，变电站的无线电干扰测量地点选在地势平坦、远离建筑物和树木、没有其他电力线和通信、广播线的地方，电磁环境场强比来自被测对象的无线电干扰场强至少低6dB。因此，测量点选在最高电压等级电气设备区外侧，并避开进出线。具体位置为距最近带电构架投影20m处或围墙外20m处，用ESH S10型无线电干扰接收机测量了无线电干扰。
变电站的工频电、磁场测量分别在站内、外进行。考虑到工作人员在变电站内设备区的活动范围，工频电、磁场测点大多数分布在巡视道和较低带电构架(主要是带电导线)下方[10]；同时也在部分变电站的主变压器和电抗器周围布了测点，测点在所测路线上均匀分布，每2m布一点，测量地面1.5m 高度处的工频电、磁场。具体测点分布位置为:①高压设备任一串两相间巡视道上，平行设备连线方向(如图1);②两高压设备连线的中垂线上，如刀闸和断路器连线，断路器和T A连线等(如图2);③平行于母线，在母线相邻两相的中间、任一相的正下方或边相外一定距离的方向上(如图3);④高压设备附近，如变压器、电抗器等其它电磁环境敏感区域。
变电站外工频电、磁场测点一般以围墙为起点，在垂直于围墙的方向上分布。工频电、磁场测量使用H I-3604型工频电、磁场测量仪。
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51
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第32卷第6期2006年6月
高电压技术
H igh Voltag e Engineering
Vol.32No.6
Jun.2006
*国家电力公司重点项目(SP11-2002-01-07)
2 变电站电磁环境参数测量
2.1 500kV 变电站内工频电、磁场
两主设备连线中垂线方向上，工频电场垂直分量分布和磁感应强度分布的百分比见表1、2。全站所有位置的总体分布情况如表3、4。
2.2
500kV 变电站围墙外工频电、磁场
500kV 变电站围墙外工频电、磁场和无线电干
扰测量主要以无进出线的围墙为起点，在垂直于围
墙的方向上布测点，测量该方向上的电磁环境参数。共测量了5个变电站外的工频电、磁场。各变电站外工频电、磁场的最大值如表5
。
图1 任一串两相邻相间的巡视道
Fig 11 Metrical road between tw o
near conductors 图2 垂直于断路器与TA 连线的方向上Fig 12 Metrical road that is vertical line between switch and CT 图3 母线B 、C 相中间平行于母线的方向上Fig 13 Metrical road that is parallel bus
between B and C
表1 两主设备连线中垂线方向上工频电场垂直分量的分布百分比
Tab.1 Level of electric field at the metrical road that is vertical line between two main equipments in 500kV substation %
场强E per 范围/(kV #m -1)E per [44<E per [6
6<E per [88<E per [10
10<E per [12
E per >12
郑州变，最大值10.03k V/m 133033.0200.40北郊变，最大值9.61k V/m 26.738.424.410.500乔司变，最大值11.05k V/m 3.4 3.475.913.8 3.40滨海变，最大值10.03k V/m 6.934.546.610.3 1.70廉州变，最大值7.68k V/m 17.165.717.1000福州变，最大值9.84k V/m 019.265.315.400罗洞变，最大值11.66k V/m
3.6
21.4
32.1
25.0
17.9
表2 垂直于两主设备连线方向上的工频磁场分布百分比
Tab.2 Level of magnetic field at the metrical road that is vertical line between two main equipments in 500kV substation %
磁感应强度B 范围/L T
B [11<B [33<B [55<B [7
7<B [10
B >10水平分量，最大值4.16L T
06733000郑州变
垂直分量，最大值3.52L T 146026000合成场强，最大值5.27L T 030.356.71300水平分量，最大值9.64L T
0 5.825.640.727.90北郊变
垂直分量，最大值9.24L T 3.540.720.9 6.927.90合成场强，最大值13.32L T 0 4.618.631.418.726.7水平分量，最大值5.33L T
037.955.1 6.900乔司变
垂直分量，最大值3.98L T 17.244.837.9000合成场强，最大值6.65L T 027.644.827.600水平分量，最大值13.23L T
3.429.313.819.118.915.5滨海变
垂直分量，最大值9.58L T 15.553.4 5.133.47.40合成场强，最大值16.33L T 031.08.618.917.424.1水平分量，最大值6.03L T
34.348.6 5.611.500廉州变
垂直分量，最大值3.24L T 17.177.1 5.8000合成场强，最大值6.31L T 11.440 5.64300水平分量，最大值0.37L T
10000000福州变
垂直分量，最大值0.86L T 10000000合成场强，最大值0.94L T 10000000水平分量，最大值2.62L T
3.696.40000罗洞变
垂直分量，最大值3.85L T 7.578.014.5000合成场强，最大值4.66L T
3.6
71.4
25.0
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52#Jun.2006H ig h Voltage Engineering
Vol.32No.6
表3 工频电场垂直分量的总体分布百分比
Tab.3 Total distribution of electric field in 500kV substation
%
场强E per 范围/(kV #m -1)E per [44<E per [66<E per [88<E per [10
10<E per [12
E per >12
郑州变，最大值10.03k V/m 7.142.937.510.7 1.80北郊变，最大值9.61k V/m 27.150.516.8 5.600乔司变，最大值11.05k V/m 26.718.251.4 2.5 1.20滨海变，最大值10.03k V/m 4.853.633.37.1 1.10长沙变，最大值11.04k V/m 27.620.932.114.6 4.80廉州变，最大值7.68k V/m 18.467.813.7000福州变，最大值8.02k V/m 25.239.831.6 3.400罗洞变，最大值11.66k V/m
35.1
28.7
27.5
5.8
2.9
表4 工频磁感应强度水平的总体分布百分比
Tab.4 Total distribution of m agnetic field in 500kV substation
%
磁感应强度B 范围/L T
B [11<B [33<B [55<B [7
7<B [10
B >10水平分量，最大值4.16L T
19.662.517.9000郑州变
垂直分量，最大值3.52L T 10.773.216000合成场强，最大值5.27L T 1.857.133.97.100水平分量，最大值9.64L T
0.536.930.818.813.00北郊变
垂直分量，最大值9.24L T 3.635.927.6 6.826.00合成场强，最大值13.32L T 01429.719.817.718.8水平分量，最大值5.28L T
42.447.78.6 1.200乔司变
垂直分量，最大值4.6L T 77.812.79.5000合成场强，最大值7.0L T 54.325.913.6 6.200水平分量，最大值13.23L T
9.532.115.626.213.1 3.5滨海变
垂直分量，最大值9.58L T 10.755.9 4.8 6.022.60合成场强，最大值16.33L T 036.910.715.51917.9水平分量，最大值4.81L T
4447.68.4000长沙变
垂直分量，最大值4.08L T 58.136.2 5.7000合成场强，最大值5.32L T 28.353.815 2.800水平分量，最大值6.03L T
35.657.5 4.6 2.300廉州变
垂直分量，最大值7.01L T 24.753.617.2 3.4 1.10合成场强，最大值7.56L T 44.921.826.4 4.6 2.30水平分量，最大值2.12L T
28.371.60000福州变
垂直分量，最大值2.9L T 80.519.40000合成场强，最大值3.59L T 71.423.3 5.3000水平分量，最大值4.26L T
39.256.1 4.7000罗洞变
垂直分量，最大值3.85L T 19.374.9 5.8000
合成场强，最大值5.38L T
15.8
67.2
16.4
0.6
2.3 500kV 变电站无线电干扰
测点选择在围墙外距离最近带电构架20m 处。各变电站0.5、1MH z 的无线电干扰水平(基准为1L V/m)如表6。
表5 500kV 变电站围墙外最大工频电、磁场Tab.5 Maximal electric and magnetic field besides
the bounding wall of 500kV substation
变电站名称贵阳变平果变沙糖变贺洲变罗洞变E max /(kV #m -1)
1.30.870.270.430.06
表6 13个500kV 变电站无线电干扰测量结果Tab.6 Measurement result of radio interf erence
at 500kV substation
dB
干扰频率郑州北郊乔司滨海长沙廉州福州0.5MHz 40.638.941.834.538.440.238.61M Hz 39.437.840.036.240.239.541.3
干扰频率贵阳平果沙糖贺洲罗洞孝感0.5MHz 33.236.144.640.545.836.3#
53# 2006年6月高 电 压 技 术
第32卷第6期
3 测量结果分析
3.1 工频电、磁场
所测7个500kV 变电站中，垂直于两主设备连线方向上的电场最大值为11.66kV/m 。这些变电站在该方向上的电场分布区间各不相同，但每个变电站约80%测点的场强分布在4~10kV/m 。磁感应强度水平和垂直分量的最大值分别为13.23和9.58L T ，最大合成磁感应强度为16.33L T 。在变电站内任一串两相或两串相邻相之间，长沙变电站的电场水平最高，最大值为11.04kV/m 其分布17.6%测点的电场<4kV/m,22.8%在4~6kV/m,55%在6~10kV /m,>10kV/m 的占4%；而北郊变该方向上的磁场水平较高，其磁感应强度水平和垂直分量的最大值分别为7.46和9.20L T，最大合成磁感应强度为11.78L T 。
在母线下方的电场水平长沙变最高，电场强度最大值为11.63kV/m 。所有变电站中，在该方向上约90%测点的电场强度<
10kV/m 。而磁感应强度均<5L T ，最大合成磁感应强度为3.06L T 。由于每个变电站站内设备的布置不同，对应测点的电、磁场分布也不完全相同。但>70%测点的电场强度分布在4~8kV/m，磁感应强度的水平和垂直分量基本<10L T 。500kV 变电站3个不同方向上工频电、磁场分布曲线如图4~6
。
图4 北郊变在垂直于TA 与断路器连线
方向上的电、磁场分布
Fig 14 Distributing curves of electro -magnetic field at metrical road that is vertical line between switch
and C T in Beijiao substation
由表5可知，在所测的5个500kV 变电站中，贵阳变电站围墙外的工频电、磁场水平较大，其电场
最大值为1.3kV/m，磁感应强度最大值为0.81
L T 。其他各变电站围墙外的最大电场强度均<1kV/m，磁感应强度<0.5L T 。即所测量的500kV 变电站围墙外的电、磁场水平远远低于我国有关标
准规定的居民区场强水平。
图5 北郊变某一串两相之间巡视道上的电、磁场分布Fig 15 Distribution curves of electro -magnetic f ield at metrical road between B and C in C hangsha station
图6 长沙变I 母下方B 、C 相中间的电、磁场分布Fig 16 Distribution curves of electro -magnetic field under I bus at the road between B and C in Changsha station
3.2 无线电干扰
在所测量的13个500kV 变电站无线电干扰
(基准1L V/m )中,0.5MH z 干扰以罗洞变最大为
45.8dB，贵阳变最小为33.2dB;1MH z 干扰以沙糖变最大为45.2dB，平果变最小为25.9dB(表5)。在13个变电站中,8个变
电站1M H z 的干扰电平<0.5MH z 的干扰电平,5个变电站1MH z 的干扰电平>0.5M H z 的干扰电平，即变电站0.5MH z 下的无线电干扰不一定>1MH z 下的无线电干扰，变电站在这两个频率下的无线电干扰频谱衰减特性
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54#Jun.2006H ig h Voltage Engineering Vol.32No.6
不明显。所测量的各变电站0.5M H z下的无线电干扰均<500kV线路的干扰限值55dB[12]。
4结论
a)所测的500kV变电站围墙外的工频电、磁场强和无线电干扰水平远远低于我国环境标准中推荐的居民区场强限值，即电场4kV/m，磁感应强度
0.1m T，无线电干扰55dB。
b)所测500kV变电站内，场强最大值为11.66 kV/m。但所有变电站>70%测点的电场强度为4 ~8kV/m。磁感应强度水平、垂直分量最大值分别为13.23、9.58L T，最大合成磁感应强度为16.33 L T。>90%测点的合成磁感应场强<10L T。
c)所测500kV变电站的无线电干扰电平为33 ~46。变电站在0.5MH z和1MH z频率下的无线电干扰频谱衰减特性不明显。
参考文献
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孙涛
孙涛1977)，男，硕士生，工程师，从事输变电工
程建设和管理工作。电话:(010)66597093
万保权1971)，男，博士生，高工，从事电力系统电
磁环境和电力兼容研究。电话:(027)
87445900;E-ma i l:wanbq@whvri
收稿日期2005-08-20编辑任明
(上接第46页)
术水平和丰富的经验;③民用航空空域使用权协调困难;④各级电力公司容易重复投资，浪费资源;⑤缺乏规模效益。
虽然目前输电线路属地委托化管理模式在人工为主的巡视方式下具有较大优势，但是随着未来特高压输电线路巡视方式的改变，输电线路正常巡视属地化委托管理的模式将难以满足运行维护的需要。因此输电线路的正常运行维护管理应该由国家电网公司专业公司进行集中管理。另外当需要人工巡视作为直升机巡视补充的时候，可协议委托所属地的线路运行部门进行，同时还可以雇佣线路走廊周围的居民，让他们协助查看导线的电晕、舞动情况和是否出现杆塔被破坏、基础滑坡等故障，及时报告给运行维护部门，如果情况属实则给予报告人一定的物质奖励等多种形式。
3结论
a)为提高特高压输电线路运行维护的质量和效率，特高压输电线路的正常巡视方式迫切需要从传统的/人工巡视0方式向/直升机巡视为主，人工巡视为辅0的方式过渡。
b)直升机航巡特高压输电线路在技术上优势明显，经济效益显著。
c)特高压输电线路的日常运行管理要适应/直升机为主，人工为辅0的巡视方式，建议采用国家电网公司专业公司进行集中管理。
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张柯1975)，男，硕士，工程师，从事高电压技术方面的研究工作，河南电力试验研究院，电话:(0371)67906371;E-mail:k-zha ng@sgc c.c om.c n
收稿日期2005-04-20编辑曹昭君
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2006年6月高电压技术第32卷第6期
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