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发表于 2007-10-26 21:14:31
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高压电输变电电磁辐射的原理及特性
, r& _7 I! |$ i5 y! F(一)电磁辐射环境的原理在电磁波向外传播过程中，会有部分能量输送出去，这种现象称为电磁能的辐射。电磁波不易被人感觉，但当电磁辐射的能量达到一定程度时，会对生产和生活环境、人体健康产生直接或潜在的危害。因此，联合国已将电磁辐射列为环境污染物之一。在某种情况下，辐射会造成人体健康不同程度的损害，会造成不必要的能量损耗导致对其它系统干扰。电磁辐射环境分为两种类型：一是指在较大区域范围内电磁场的背景值是各种设备和各种传播途径电磁辐射环境本底；另一类型是指在某一电磁辐射设备或设施的局部范围内，造成较强的电磁辐射。高压交流输送电时，在输送电能的导线周围广大空间产生电场。工程上常用电场强度的垂直分量表征空间某点的工频电场。输电线下的电场除与导线对地高度有关外，还与导线的排列方式有关。如500kV输电线路，按水平、正三角和倒三角排列时，在导线对地面高度相同条件下，线下离地面1m高处横向截面内的场强以导线倒三角排列为最小，正三角排列次之，水平排列最大。交流输电线路运行时，导体中流动的负荷电流在周围广大空间产生工频磁场。工程上工频磁场常用磁感应强度的垂直分量和水平分量来表征。 b7 x: X/ D! v
(二)电磁辐射的三种特性高压电输变电电磁辐射效应主要通过电场、磁场和电晕三种形式发生的，其各自的特征如下：
7 u( Q1 S, Q1 z- w4 K; e& [ G- K①磁场特性磁场强度的大小与电流大小有关，与电压无关；50Hz或60Hz的磁场能很容易穿透大多数物体(建筑物或人)，且不受这些物体的干扰。从理论上讲，由于三相变流输电线中各相电流的有效值相等，相位互差120，所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消，近似为零。所以我们平时一般重点研究电场。
) T5 }! J; v0 f9 F2 y②电场特性载流输电线在周围空间产生电场，有如下特性：电场强度与输电线相对于大地的电压成正比；场中的导电物体(建筑物、树林等)会使电场严重畸变，从而产生一定的屏蔽；三相交流输电线排列方式不同，电场强度不同(导线水平排列，场强影响范围最大；正三角排列次之：倒三角排列时最小)。提高输电线架设高度、可减少地面强度。
/ l3 i: `$ p) S* K③电晕特性当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时，就产生电晕放电。这时，导线表面的电场强度一般达到30kV／m以上，只有高压输电线路导线表面才有如此巨大的电场强度，因此，电晕放电多发生在高压输电线路上。电晕放电首先受线路自身状况的影响。电压越高，电晕放电就越强；导线直径越大，电晕放电就越弱；导线表面光洁度越高，放电也就越弱。其次，电晕放电还与环境因素有关，空气污染越严重，电晕放电就越强：相对空气湿度越大，风速越大，电晕放电就越强。在降雨、降雪时，电晕放电加剧。在环境空气质量较差的天气条件恶劣时，电晕放电总是比较强烈。% H! l- F- o0 a; m9 t# Z( o* ^
二、高压电输变电电磁辐射的危害
% j5 _+ }4 a7 u$ j. c(一)电磁辐射对人体健康的危害电磁辐射对人体的健康有一定的影响，如记忆力衰退、失眠、多梦、脱发、头昏等症状。多种频率电磁波特别是高频波和较强的电磁场作用人体的直接后果是在不知不觉中导致人的精力和体力减退，容易产生白内障、白血病、脑肿瘤，心血管疾病、大脑机能障碍以及妇女流产和不孕等，甚至导致人类免疫机能的低下，从而引起癌症等病变。权医学研究结果表明.高压输电线的电磁场对人体组织将产生影响。据原联邦德国医学杂志报道，住在高压输电线附近的居民受到强电磁场的长时间作用，血液和神经系统发生变形，对其它生物的机能也有所影响。原苏联Ko—robkova夫人曾向CIGRlE提交了报告，介绍原苏联对在400～500kV级变电所内工作的45个工作人员进行健康诊断的情况。在平均电场强度为7.8～10kV／m直接感应电流为120p,A的环境中的工作人员，有26人患有神经衰弱、中枢神经机能故障等疾病；有12人患有心血管系统失调等疾病；14人心电图异常；41人诉说有头痛、疲劳、失眠、消化系统失调等病症。! x3 l0 w- u8 W) V5 }+ R
(二)高压输电线的电磁场对通讯线路产生干扰电磁辐射对电子设备的干扰大量的研究表明，电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看；自动控制信号失误；电子仪器仪表失灵；飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰；干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等。从而带来大量的经济损失。另外，电磁辐射对诸如武器弹药、燃油等易燃、易爆物质产生潜在的威胁。如高频辐射能够使导弹制导系统失灵：电爆管的效应提前或滞后等严重事件，危及人身安全与财产安全。国际无线电咨询委员会报告指出：距离300kW发射机300m，金属导线如相互接触可引起易燃物起火、爆炸；明线电话线完全不能使用。
y) R2 A# [: D, k7 ?* M0 l(三)高压线路电晕可听噪声通常情况下，架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源分别是：在导线及其金属表面处空气中的电晕放电；绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花；连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。当运行电压在100kv以上(通常导线表面电位梯度>12kv／cm、J时，第一种根源占据主导地位，成为不可消除的，属线路固有的特性。其中在500k~，以上电压等级常出现。
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