水暖之家讯：随着社会的进步、人们生活水平的提高和科学技术的发展，各行各业对电力需求迅速增长。为了满足远距离、大容量输电和联网的需要，输电电压不断提高，超高压输电目前已经广泛使用。而输电电压的提高，输电技术在绝缘问题和电磁环境等方面受到更严峻的考验。不必讳言，以往输电线路的绝缘问题没得到更多的重视，而随着人们科技水平的提高，对自己的生存环境越来越重视，也有更多的人对于高压输电线路的电磁环境越来越关注。近年来，国内外媒体对电磁环境污染的报道一直未断，意大利每年有400多名儿童患白血病，专家认为病因是受到严重的电磁污染；美国一癌症医疗基金会对一些病人抽样化验，结果表明在高压线附近工作的人，其癌细胞生长速度比一般人快24倍；我国每年出生的2000万儿童中，有35万为缺陷儿，其中25万智力残缺，有专家认为，电磁污染是影响因素之一。近几年，北京、上海、辽宁等地都直接就高压输电线路对附近居民住的人群是否造成伤害而引发讨论、甚至提起诉讼。本文将对高压输电线路周围的电磁场进行分析和计算，并讨论由此引起的环境污染问题。
1分析和计算
在所有电力设备和输电线路附件存在着工频电场和磁场。在超高压和特高压输电线路的设计中，导线的规格往往是由电晕性能确定的，而不是由载流量来确定的。从经济上考虑，不可能选择过大的导线半径、过多的分列根数和很大的线束直径，而要求采用尽可能高的导线表面电场强度。但过高的场强带来的严重电晕又将引起电晕损耗、电磁骚扰和电磁噪声的增加，而且电场在人和物体上产生感应电，可能引起放电而造成更严重的危害。因此，分析和计算高压输电线路周围的电场强度是十分重要的。
对于工频交变电场，频率为50Hz，由于其波长远大于所研究场域的几何尺寸，因此可以按静电场模型进行分析和计算。
导线表面的电场强度主要取决于线路的运行电压、结构尺寸、布线方式等因素。图1所示为一个相距为18m，离地高度为18m的水平排列的线路上，由16根次导线组成的边相分裂导线表面电场强度的分布情况，图示计算结果表明，在线路外侧（α≈100°、α≈200°）场强的数值最大（图中纵坐标为归一化数值）。
图1典型边相分裂导线表面场强的分布
输电线周围空间的场强与线路电压、导线的几何位置、布置形式等相关。图2所示为两种典型输电线路的地面电场强度分布曲线。


图2典型线路场强沿地面分布
2高压输电线路造成的环境污染分析
由于输电电压的提高，必然导致导线表面电场强度以及输电线路及设备周围的空间电场强度均很高，从而会因电晕现象和电场效应引起一系列的环境污染问题，其中主要有强电场对周围生活的人群产生的生理和心理危害，电晕放电产生的电磁骚扰、噪声、空气污染，以及输电设施对周围景致或市容的影响等。
首先是由静电感应产生的电击。电场能在人和物体上感应电压，在某些情况下，例如处于地电位的人接触对地绝缘的物体时，在接触瞬间，会出现一小火花，同时在接触点（如手指尖）出现一种使人不愉快的刺激感。对于一般的物体，可能仅仅在瞬时放电时有感觉，一旦接触牢固，继续通过的稳态电流将低于人能感觉的临界值。但如果物体的表面积很大（例如停在线路下的特大型车辆），则由于稳态电容电流可能达到几毫安，就会出现痛苦的、甚至是危险的电击。被提出的其它危害还有，放电会引燃象汽油蒸气类的燃料，例如汽车在离线路很近的地方加油时的情况；另外，也可能使某些灵敏设备（例如心脏起博器）的工作受到干扰。
随着电压等级的提高，输电线路附近地面的最大电场强度有所增加。这么大的电场强度是否会对人及环境产生不良影响，这是人们十分关心的问题。事实上，在场强较高的区域活动时，人们会产生毛发竖立或皮肤刺激感，甚至在某些情况下会因人体与其它物体间发生火花放电和电击引起明显的刺痛，对于平地站立的人会引起烦恼，对于高空作业而又没有思想准备的人还可能引起坠落事故。除了以上可以直接感受到的效应外，一个更引起普遍关注的问题是，电场长期作用对生态的影响。1972年，前苏联关于超高压变电站工人反映电场对身体有影响的报告在大电网会议上发表后，引起了很大的轰动。十几年来，世界各国对此进行了大量的试验研究。虽然一般认为现有的输电线路下的电场对人体不会有明显的直接影响，但是不少问题还正在继续研究中。为慎重起见，目前对于输电线路走廊和变电所范围的最大场强要给予一定限制；对人员来往频繁的地方或某些特殊场所，则要求采取屏蔽措施以降低场强。
在导线发生电晕期间，直接包围导线的小体积内的空气中会发生化学反应，这些反应会产生少量臭氧和氮的氧化物，可能有生态学的影响。虽然对一些运行线路作过广泛的测量，证实这些影响并不重要，但对今后电压更高的线路仍应给以注意。另一方面，高压直流线路上发生电晕放电所形成的离子空间电荷，其浓度随着电压升高而增大，它们对人体及生态是否有一定影响，也是人们正在研究的课题。
电晕影响主要表现为电磁骚扰及噪声。电晕放电产生高频电磁场引起的电磁波将无线电设施的正常接收产生干扰，影响电力线路周围居民无线电广播和电视的收听收看。对于220kV及以下线路，这一干扰已引起重视，随着输电发展到超高压，这种影响更为明显。
输电线路电晕放电产生的电磁噪声与有同一声压级的一般环境噪声相比，通常更令人厌烦。一些发达国家初期建设的几条500kV和765kV交流线路由于导线表面场强较高，引起的噪声受到附近居民大量地抱怨，只得降压运行，后来更换为大直径的导线。一些研究表明，对于特高压线路，电磁噪声将是选择导线结构、影响费用以及确定输送电压的主要因素。
超高压及特高压线路的杆塔高大显眼，设计时需要考虑对周围景物的影响，应使其造型美观、透视度好、颜色与自然环境协调；架设线路时，也应尽量减小对于自然环境的破坏。
总之，输电电压发展到超高压及特高压阶段，环境问题已成为输电工程建设中一个影响极大的方面。例如大多数情况下，输电线路导线截面的选择、导线对地净空距离的确定等，已不是根据工作电流或绝缘要求了，而是由电晕特性及对地面场强的限制要求来决定。随着人们保护环境呼声的日益高涨，在一些国家，来自公众的阻力开始给电厂、变电所和线路走廊的选址带来许多困难，或者订出了许多严格的限制。
对上述各种各样的问题，工程技术人员进行了充分的调查研究，对其过程已有经比较清楚的了解，并能适当地加以控制。
当前的问题是电场是否会产生长期的生态影响。输电线产生的电场能在人和生物体内感应出微弱的电流和电场，虽然这一电流和电场小到感觉不出来，但它们是否存在着潜在的危险，在目前对生物体的电结构及相互作用机制等理论问题还没解决的情况下是不十分清楚的。近十年来，世界各国的科学家、技术人员和医务工作者进行了大量的研究，虽然有些问题已得到比较一致的看法，但是不少问题还正在继续讨论中。公众对此也特别关心。对于输电系统产生的磁场也有类似的问题。
对于远距离输电来说，高压直流输电比交流输电更经济。当前直流输电发展迅速，电压等级不断提高。同交流输电线路一样在，高压直接电线路对周围环境的影响是一个必须考虑的重要方面。然而，由交流输电线路和直流输电线路所产生的环境影响有着相当大的差别。这主要是由于它们的电压性质不同，一个是交变的而另一个是恒定的。
交直流输电线路产生电晕的机理是相同的。当输电导线表面的直流电场强度达到电晕起始电场强（与交流电场强度的峰值相对应）时，导线即发生电晕。不过，由于交、直流电压作用的形式不同，在导线表面产生电晕后，其发展过程有很大差别。
直流导线上的电压极性是不改变的，因此，电晕放电所产生的电荷在空间形成了两个区域，即电离区和极间区。电离区是围绕导线很薄的一层，电离区内的电场强度很高，在那里由电子碰撞电离以电子崩的形式产生的电荷质点，因被导线产生的电场所排斥，则进入极区间，这是指电极间布满了空间电荷的一个广阔区域。
例如，对负的单极性线路来说，电离区内的电子以一定速度被排出后，它们很快与有一定亲合能力的中性分子结合成负离子。这些负离子不断向地面流动，形成负离子流。正的单极性线路也是一样，正导线是产生正离子的源，从导线出发的正离子空间电荷充满了输电线导体和大地之间的极间空间。
对于双极输电线路来说，由每极导线分别发出的正离子和负离子不仅向大地漂移，还将向相反极性的导线漂移，因此，一条双极直流输电线路的极间区包括三个有着不同的空间电荷的区域。它有两个分别处在每极导线与大地之间的单极性正或负离子区域，以及一个处于相反极性导线之间同时有两种离子的双极性区域。
在交流输电线路中是不会出现这种情况的。由于导线电压极性周期性变化，上半个周期被排斥的带电离子，下半个周期又几乎全部被拉回来，因此基本上不存在这些离子离开导线的运动，故空间不存在游动的带电离子。
一般说来，正确对待环境问题，一方面应充分认识当前环境污染问题的严重性，积极做好环境保护工作，对于每一项新出现的技术设备，都要仔细考察它是否会造成环境污染、是否会对人体健康有妨碍，做到以预防为主，防患于未然。另一方面，对于所了现的问题科学技术的发展，总能不断地解决各种各样的环境问题，世界各国为发展超高压和特高压输电做了很多研究工作，每采用一个新的电压等级，常常是提前十几年就开始进行研究、试验和典型试运行。一些国家都建有相当规模的超高压及特高压试验研究基地，对包括环境问题在内的各个方面进行着广泛的研究。我国也很重视超高压输电技术，在国内已建有一批较高水平的高压实验室和试验场地，近些年来在研究高压输电对环境的影响以及解决措施等方面做了大量工作，为我国超高压输电的迅速发展作出了贡献。然而，由于在很多人的传统观念中，环境保护所涉及的范围还不包括高压输电这一领域，因而从某种程度上来说，不少人对这一问题并不十分了解。从国内情况来看，自从330kV和500kV超高压输电线路运行以来，引起的问题不少。有些是注意不够带来的问题，有些则是由于人们不必要的疑虑或恐惧。因此，有关高压输电环境问题的起因、特点或分布规律、计算方法、降低措施等应该让更多的人了解。

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