1000KV特高压变电站周围电磁环境影响分析

1000KV特高压变电站周围电磁环境影响分析

梁晓东

（国网山西省电力公司检修公司山西省太原市030006）

摘要：随着城市化建设的推进，城市用地面积趋于紧张化，同时在电力工程的建设中，也存在多样的问题。1000KV的变电站电磁场本身的磁效应会给周边环境产生一定的影响，包括对人的健康和生活带来危害。本文就1000KV变电站电磁场对周边环境产生的影响进行研究和分析。

关键词：1000kV变电站；电磁场；周边环境

前言：城市经济的发展与繁荣，使各种电力设施和电信系统、电视、广播和微波传动以及雷达设备等迅速的增加，给城市发展带来了“电磁污染”，使人们的工作和生活受到了不同程度的影响。本文就1000KV变电站电磁场对周边环境的影响进行分析。

极低频电磁场对人体的影响会诱发人体的电流，极低频电磁场暴露主要根据相应的机制来确定的，它的作用在于能够防止感应电场和感应电流以及神经组织出现电兴奋刺激。尤其是防止极低频电磁场与中枢神经系统之间的作用，防止其给健康带来的损害。

当前关于工频磁场对健康是否存在影响的问题，还没有明确的定论。

一、1000KV变电站周边电磁辐射环境影响

检测仪器是意大利进口的综合场强一，探头是意大利PMM公司的，监测方法主要根据《工频电场测量》的规定来实施。对深圳市某1000kv的电站周边电流辐射的环境影响进行监测，监测结果表明，住户反映心理压力普遍比较大，有长期失眠、头疼、容易疲劳的现象。还有一些住户反映具有神经衰弱以及小孩半夜不睡啼哭的情况。许多住户都受到了电器的干扰，甚至一些住户出现了电脑损坏以及电视不能收看的现象。办公楼的相关工作人员也反映了自身存在不舒服和容易疲劳的感受，电脑受到干扰不能够正常使用。监测结果表明，电场并非居民受到影响的原因，而是磁场带来的影响，磁场的环境超过了国家规定的标准限值，因此工频磁场是1000KV变压器和配电房影响居民的主要因素。上述检测的结果比我国环境保护行业的标准规范要低，辐射环境的评价标准的加速规范与我国的不同，将公众暴露在限值内的电场强度限值和磁感应强度限定值中。

二、复杂电磁环境下频谱监测遇到的新问题

频谱监测主要作用体现在无线电管制，因此要监测频率资源的使用情况，保持频谱的稳定；查找干扰频谱并排除；建立频谱资源数据库，为军事提供相关的电子情报。

复杂电磁环境是指在特定的空间内，在一定的频段范围内存在多种信号，信号比较密集并且交叠存在，这些信号会影响到电子设备的稳定运行。复杂电磁环境的特点是动态性和密集性，由于存在对抗性，信号处于多变状态，因此增加了频谱监测的难度。

三、复杂电磁环境下频谱监测的技术难点

在复杂电磁环境中，频谱监测要面对许多新的技术问题。

由于信号的持续时间非常短，给频谱监测带来了难度，信号会突然出现，并且存在跳频现象。所以频谱监测要具有快速扫描的功能，可以在更宽频的范围内完成搜索；信号的种类趋于复杂化，由于通信技术的快速发展，信号的调制方式变得多样性，不同的调制方式难以准确地识别。因此在频谱监测时要注重信号的细微差别，提高信号的识别效果；复杂电磁环境还体现有了更多的弱信号和邻信号。因此对于这些信号的监测需要提升监测接收机的高分辨能力和方向识别能力。

为了保证复杂电磁环境条件下的监测效果就要实施监测的全覆盖，这样可以准确发现频谱的变化，及时排除干扰，对于机场、码头等特殊区域要重点监测。

要保证监测效果就要提升相关设备的性能，以实现射频信号的准确搜索和识别并截获，通过测向与定位技术对同频信号与微弱信号加以识别，并对盲信号实施分离。监测网络要实施全方位，并实现频谱监测的全面覆盖。此外，借助监测软件可以实现多种信号的分析与存储，提升信号识别的准确性，可以更好地掌握信号的变化特征，以便于分析信号的运行特点和规律。

四、复杂电磁环境下频谱监测的新技术

（一）空间谱估计测向技术

空间谱估计测向技术采用了频谱计算技术，将数学中的阵列计算和信号处理技术相互结合，利用不同的阵元从空间获取频谱信息，通过分析信号空间和噪声空间存在的正交性来建立相关的谱函数，从而计算出空间内存在的频率。这项技术突破了传统技术中天线波束的束缚，可以实现较高的分辨率。

空间谱估计技术可以对多种相干波同时进行测向，多径信号可准确分离；可以同时测定同信道的不同信号的，同频信号易于分离；同一波束的多个信号可以保证准确测向；测定采样仅需要很少的信号，所以适用于突发信号和跳频信号的测向；测向可以保证灵敏度和准确度：对测向环境没有过高的要求，可以实现天线阵元位置选择的多样性。空间谱测向技术非常适合于排查干扰。

（二）时差定位技术

时差定位技术的原理是利用到达时间的差异性实施信号的定位，借助发射源信号收发信号的时间差来测定发射源的位置。

时差定位技术对于信号的测向定位解决了多站测定的时间同步问题，可以实现信号的同时采样；解决了信号到达不同站存在的时差问题，通过时差问题保证了目标源的准确性。相距较远的监测站可以实现时间同步。时差的精度是技术的关键，时差定位技术是否可行关键是时差的计算。突发信号可以借助信号在上升阶段和下降阶段产生的时间差。对于连续性质的信号可以借助算法获取时差。时差定位技术的精度很高，这是该技术的突出特点。时差定位技术对系统的要求不是很高，采用普通的天线系统即可实现监测；安装环境只要可以收到信号即可。

（三）分布式室外小型监测网

由于无线电监测网的快速发展，无线电监测设备也在趋于小型化。分布式室外小型监测网特别适用于重点区域的监测，可以实现无人值守并且具备远程联网的功能。多个小型站可以通过联网构成更大覆盖范围的监测网，通过中心站完成多台设备的控制。室外小型站可以和物联网相结合，通过监测网拓展服务范围。采集数据通过有线或无线信号的方式传送到控制中心，控制中心对信号实施监测、定位以及存储等。室外小型接收机具备快速搜索能力，并且具备很高的抗毁性。

五、电磁干扰的产生与抑制

电磁干扰的产生必须同时具备三个因素：干扰源、耦合路径和敏感接收器。电子仪器仪表及控制系统在进行电磁兼容性设计时，需研究分析设备可能产生干扰的部位、可能传输干扰的路径和可能接收干扰的敏感元件，并有针对性地采取抑制电磁干扰的方法。

电磁干扰的抑制方法主要有三种：滤波、屏蔽和接地。滤波可以抑制电磁的传导干扰。敏感电子设备通过电源线、电话线、控制线、信号线等传导电磁干扰信号。对于传导干扰常采用低通滤波器滤波，可以得到有效抑制。但在进行电磁兼容性设计时，必须考虑滤波器的特性：频率特性、阻抗特性、额定电压及电压损耗、额定电流、漏电电流、绝缘电阻、温度、可靠性、外型尺寸等。常采用无源集中参数元件滤波器和同轴吸收滤波器作低通滤波器。无源集中参数元件滤波器则采用电感线圈和电容组成电容式、电感式、π型、T型、L型、C型滤波器，它可以有效地抑制低频、中频电磁干扰，其抑制的频率可达300MHz。同轴吸收滤波器则在电源进出线所穿的钢管中填充吸收介质，如铁氧体材料，或在电源线上穿上磁珠、磁管等损耗型铁氧体，把瞬变能量转换成热能消耗掉，从而达到抑制干扰的作用。

屏蔽是用来减少电磁场向外或向内穿透的措施，一般常用于隔离和衰减辐射干扰。屏蔽按其原理分为静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽三种。静电屏蔽的作用是消除两个电路之间由于分布电容耦合产生的电磁干扰，屏蔽体采用低电阻金属材料制成，屏蔽体必须接地。电磁屏蔽的作用是防止高频电磁场的干扰，屏蔽体采用低电阻的金属材料制成，利用屏蔽金属对电磁场产生吸收和反射以达到屏蔽的目的。磁屏蔽的作用是防止低频磁场的干扰，屏蔽体采用高导磁、高饱和的磁性材料来吸收或损耗电磁场以达到屏蔽的目的。

在设备或装置中，接地是为了使设备或装置本身产生的干扰电流经接地线流入大地，一般常用于对传导干扰的抑制。理想的接地体是一个零电位、零阻抗的物理实体，作为各有关电路中所有信号电平的参考点，任何不需要的电流通过它都不产生电压降。这种理想的接地实体实际上是近似的。

结语

各类的1000KV变电站电磁场均低于我国环境保护的标准，其中推荐居民区公平电厂评价标准，磁感应强度与公众全天辐射时的工频限值想符合。考虑到工频磁场对室内居民电器带来的干扰问题，建议变电站与环境敏感区域室内防护距离应小于5米。新建1000KV的变电站应为独立的变电站，变电站与环境敏感区室内防护的距离应小于5米，如果不能够达到5米，那么可以采取线路优化设计的方法，通过屏蔽相关措施，在竣工之后实施环保验收，同时在监测合格之后才能投入到使用中来。

参考文献：

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[2]李威龙.浅析1000kV变电站电气系统的设备及设计[J].建筑工程技术与设计，2017，（1）：739.

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