特高压工频电磁场对人体健康影响及其曝露限值

我国输变电工程在建设过程中遇到的环保纠纷日益增多,工频电场、磁场曝露限值问题一直没有国家标准可以依循是其重要原因之一。因此在我国交流特高压输变电工程建设的背景下,就目前在输变电工程建设过程中遇到的纠纷事件,结合我国特高压工程电磁环境状况,并考虑国际相关标准和导则采用情况以及世界卫生组织(WHO)"国际电磁场计划"的电磁场人体健康影响的风险评估结论,对国内一些不同观点进行探讨分析,针对工频电场和磁场的健康影响以及曝露限值的确定进行分析,说明工频电场和磁场对居民区没有重大环境影响;针对我国工频电场、磁场曝露限值制定以及ICNIRP导则的研究方法和技术问题,提出需要注意分析国内一些不同观点对ICNIRP导则的解读正确性。     

国际标准工频电磁场公众曝露限值比较及启示

为了促进我国电磁场控制限值国家标准的出台,针对输变电工程的工频电场和磁场,介绍了世界卫生组织推荐的国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)导则和电气与电子工程师学会(IEEE)标准在电磁场基本限值、参考水平以及最大允许曝露等方面的规定和变化,比较分析曝露限值的应用原则、制定依据及防护措施,由此提出对我国电磁场控制限值的具体建议,得到结论:IEEE标准较ICNIRP导则更多地考虑了具体工程环境下的限值处理问题;用参考水平或最大允许曝露来确定是否符合或者超过基本限值;建议国家标准同时采用4kV/m和10kV/m两个电场控制限值,保留100μT作为磁场控制限值.     

220kV典型设计变电站的工频磁场分析

变电站周围的工频磁场分布关系到职业曝露、公众曝露和对敏感电子设备的干扰等3个方面的问题。分析了变电站磁场源特性,介绍了用自编MATLAB计算程序,通过数值计算分析国家电网公司典型设计220kV变电站周围工频磁场分布及其特征的方法。计算分析结果表明,国家电网公司典型设计变电站站界外的工频磁场水平远低于公众曝露标准限值,变电站内的磁场水平远低于职业曝露标准限值。     

电力电缆线路的电磁环境影响因子分析

近年来电力电缆线路在城市输配电网中占有的比例越来越高,人们对电力电缆的电磁环境问题也逐渐开始关注。在参照架空输电线路电磁环境特性及其影响因子的基础上,结合电力电缆本身的特点,对其主要电磁环境影响因子(工频磁场)进行了模型建立和算法研究,并对3种典型分布的电力电缆工频磁场强度做了仿真分析,结果表明三相线路三角形排列能够较大程度地减小地面磁场强度。最后测试2条实际电力电缆线路的工频电磁场,其工频电场强度基本为背景值,符合理论分析;所测工频磁感应强度水平也在现行国家标准规定的磁场曝露限值要求以内。     

各国工频电磁场的限值及其确定的依据

重点评述了一些国家以及国际组织标准中工频电磁场的限值及其确定的依据;介绍了目前普遍接受的低频电磁场模型。各国输电线路工频电磁场限值与暴露时长有关,不同地点限值的不同,对敏感区域额外增加预防性限值。目前工频电场限值较一致,磁场限值差异较大;ICNIRP导则已得到多国认可;对尚未确定长期的工频磁场暴露是否会导致特定种类的癌症及其它非癌症类疾病,需进一步研究以澄清电磁场作用于人体的微观机理。     

特高压变电站的稳态电磁骚扰特性预测

为了开展特高压变电站电磁环境建模方法和预测计算的系统研究工作,基于矩量法,采用CDEGS软件对特高压变电站的工频电磁环境进行了预测研究,着重分析了变电站内线路巡视走廊和保护小室区域以及变电站外距围墙20m处的工频电场和工频磁场。计算结果表明:晋东南变电站站、南阳开关站和荆门变电站除站内TA、TV上方连接管母线以及HGIS下方最大工频电场强度超过了国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)导则规定的10kV/m的职业曝露限值外,其它各项计算结果均低于相应标准限值。     

隧道敷设交流电缆线路的工频磁场特性

城市地下电缆线路对环境及民众的电磁影响在近年引起广泛关注。利用二维有限元磁场分析方法,对典型电缆隧道建模,计算隧道内、外部环境中的工频磁场,研究其空间分布规律,并讨论相关因素的影响。研究发现,随着电缆回路数的增加、敷设密集程度加剧、负载电流增大,隧道内外部的工频磁场增加;与电缆线路之间的距离是决定工频磁场大小的关键要素;磁性支架中容易积聚较大的磁场,降低电缆的经济性及安全性。对几个实际电缆隧道中的工频磁场进行了现场测量,所得数据与仿真计算值吻合较好。计算和测量所涉及的电缆隧道在人行步道及地表所产生的工频磁场强度水平均在标准规定的曝露安全限值以内。     

电磁场曝露限值问题分析

为了解决日益增多的电磁环境纠纷难题,文章总结并分析了关于电磁场曝露限值问题的访问成果,得到有益的结论:没有充足的证据表明极低频磁场会产生有害的发育生长影响; ICNIRP导则新旧版本之间存在着一定程度的差异,关键在于限值和安全因子的确定依据.最后,文章建议坚持以WHO推荐的国际标准(例如ICNIRP导则)为国标制定基础的原则并跟踪研究国际权威组织及各国电磁场相关信息资料.     

电力设施及电气设备周围的电场、磁场与公众健康

给出了国际权威组织和国际权威导则对“极低频(ELF)场”、“电磁场”以及“电场、磁场和电磁场(统称EMF)”的定义,并列表给出了极低频电场和磁场典型水平。介绍了美国相关部门和世界卫生组织(WHO)对EMF的研究进展,以及WHO为实现全球EMF环境标准协调化所作的努力。WHO预期在2003年底完成“静止与ELF场的环境健康准则(EHC)”的制定工作。最后指出了应予以澄清的几个观点并列表给出了有关组织、国家对工频电场、磁场限值对照表。     

问题9 国际上有否旨在保护公众健康的权威曝露标准与允许曝露限值？

对EMF(电场、磁场和电磁场)曝露风险的评估与曝露标准及限值的确定是紧密相关的。因此，WHO在致力于对这类具高度不确定性的风险，制定统一的预防性准则的同时，努力实现全球标准协调化(已列为图5工作框架的主要目标)，推荐“在国际非离子辐射委员会(ICNIRP)和美国电气与电子工程师协会(IEEE)两项现有国际标准基础上，通过协调，形成全球标准”。     

Evaluation and measurement of magnetic field exposure over human body near EHV transmission lines

Power frequency (50/60 Hz) magnetic field exposure still draws the attention of many researchers worldwide to investigate its harmful effects on living bodies. In light of this attention, as the population increases, the overlap between the power transmission lines and the settlement areas causes a problem (as in the case of exposure in random, residential, commercial and other areas, which lie very near or under the power transmission lines). In this paper, the power frequency magnetic fields, over a human body, at different positions, near extra high voltage (EHV) transmission lines are demonstrated, both analytically and practically. For the analytical part, the human body is approximately simulated as a parallelepiped. Two different positions for a human are selected near 500 and 220 kV power transmission lines. The magnetic field intensity along the vertical center line of the human is calculated. The effects of two different line configurations (for 220 and 500 kV power systems) and human positions, with respect to the transmission line, are considered. The paper also presents the actual practical magnetic field values measured near actual power transmission lines (220 and 500 kV) using a magnetic field measuring instrument. These transmission lines represent parts of the transmission network of the Egyptian united power system, near Cairo and El-Asher of Ramadan, under the actual loads. The results obtained, from the analytical studies and practical measurements, are compared with the international standards of the magnetic field exposures.     

变电站内工频电磁场三维数值仿真研究

高压变电站内外工频电磁环境的评估日益重要。将三维建模软件Solidworks同电磁场分析软件Ansoft相结合,实现了大模型、复杂电磁问题的三维数值分析。根据某110 kV变电站设计图,建立电气设备三维仿真模型,对变电站户外区域离地1.5 m高度处工频电磁场进行了仿真和分析。仿真结果表明,该110 kV变电站内、外工频电磁场数值均在标准限值以内。在工作走廊上,计算值同实测结果变化趋势一致;在电气设备不太密集的区域,工频电场计算值与实测值之间误差低于10%。文中所用方法给变电站电磁环境评估问题提供了一个良好的解决方案。     

Determining EHV transmission line magnetic fields by applying the vector magnetic potential concept

These days renewed attention is being given to the biological effects of non-ionizing radiations from the power frequency electromagnetic fields of extra-high-voltage (EHV) transmission lines. Prior to fixing limits about the safe levels of human exposure to such radiation, it is essential to determine its field magnitudes. In this paper the concept of vector magnetic potential has been extended for a multiphase multiconductor transmission line and expressions for the flux densities of the resulting magnetic field components have been developed. This approach for determining the transmission line magnetic fields quantitatively is new and straightforward. It requires only easy-to-obtain physical parameters having specific values and involves no uncertainty. The proposed approach was applied to determine the magnetic field distribution within and beyond the rights of way of five transmission systems at 132, 230, 345, 500 and 765 kV. The results obtained were in close agreement with the measured field values. The proposed approach is expected to be useful for transmission line designers as a convincing and fast analytical tool for designing the allowable line current magnitude, conductor height and spacings, and number of circuits in order to result in a prespecified magnetic field. However, the results reported herein are expected to benefit researchers engaged in assessing whether magnetic fields of the orders of magnitude obtained for various transmission systems can have any adverse effects on the health of living beings exposed to the lines.     

750 kV超高压交流输电线路电磁环境研究

采用CDEGS软件包,对750 kV交流输电线路周围的电磁环境进行了仿真研究。以三相双回架空线路为模型,分析了导线对地高度、相序布置、分裂导线的根数、分裂间距、分裂导线子导线直径等因素变化对工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响;提出了改善线路周围电磁环境的措施;根据工频电场的限值划定线路走廊的宽度;并分别比较了大雨、湿导线和晴天时输电线路周围的无线电干扰和可听噪声。仿真结果表明影响750 kV输电线路电磁环境的主要因素是可听噪声和工频电场。     

1000kV级输电工程对生态环境影响研究综述

对国际上交流特高压输电线路电磁环境研究成果及其对生态影响的研究进行了综述,并结合我国国情,提出了我国1000kV级交流输电线路工频电场、工频磁场和可听噪声的限值建议。就1000kV级交流输电示范工程对生态环境的影响进行了评估。研究结果表明:工频电场、工频磁场和可听噪声对生物有确定有害影响的阈值远高于输电线路有关量的限值;采用文中建议的限值控制1000kV级交流输电线路的电磁环境,不会对生态环境产生不利影响。     

110kV高压输电线路电磁环境分析

随着电网建设速度的加快,高压输变电工程产生的工频电场、工频磁场、无线电干扰和噪声等已成为环保热点问题。通过对高压输电线路线下地面工频电场、磁场、无线电干扰及可听噪声的计算,分析了110 kV输电线路工程对环境的电磁影响程度,并提出了相关建议。     

典型110kV变电站站界电磁环境现状分析

通过分析对比4种不同布置方式典型110 kV变电站站界电磁环境检测数据,得出目前110 kV变电站周围的工频电场强度和磁感应强度均远小于国家推荐的标准限值,即工频电场强度4 kV/m和工频磁感应强度0.1 mT.此外,变电站的构筑物对变电站工频电场的屏蔽效果显著,这给未来城市变电站的规划设计提供了有益参考.     

Measurement of magnetic fields in the direct proximity of powerline conductors

Modeling and managing of power frequency magnetic fields requires verification of theory with actual measurements. Measurements only at ground level are not always sufficient for comprehensive studies. The technique and the results of three-dimensional mapping of the power frequency magnetic fields high above ground level are presented in this paper. Comparative calculations illustrate relevance and approximations of the existing theoretical approach to field modeling. The influence of harmonics on the elliptical rotation of the magnetic field vector is illustrated. The possibility of use of the magnetic fields for the power line proximity detection is discussed