1. 引言
随着科学技术的快速发展和电力设施的广泛建设，电磁环境影响作为一个新的环境问题已经引起世界各国的高度关注，各国不断加强电磁辐射污染防治防护领域的工作。世界卫生组织(WHO)极为重视电磁辐射与人体健康问题，随着公众环保意识也不断提高，对于输变电工程电磁环境影响的投诉日益增多，因此，了解不同等级输变电系统的电磁特点及其对环境的影响是非常必要的。许多人对此作了不同的研究，刘茵 [1] 等人对上海市某110 kV输变电工程的电磁影响进行了预测与分析，发现满足一定变电站建设和输电线路架线要求的前提下，110 kV输变电工程其附近的电磁环境影响符合环境保护要求。李静静 [2] 等人以宁波市建设某220 kV输变电工程为研究对象，预测及评价了220 kV输变电工程电磁环境影响，侯云 [3] 等人对湖南省4座500 kV变电所和5条500 kV输变电线路工频电磁场强度进行了现场监测，初步弄清了湖南省500 kV高压输变电工程工频电磁辐射的现状，并就其对环境的影响作了分析，提出了预防措施。以上研究均取得了一定的成果，但是仅仅谈论了某个地区某个千伏数变电站电磁环境的影响，对于不同地区、不同千伏数变电站电磁环境研究甚少。综合部分文献110 kV、220 kV和750 kV不同变电站电磁环境数据，对比分析工频电、磁场强度数据，研究不同千伏等级变电站电磁环境影响的共性及差异。
2. 电磁环境污染因素
变电站的电磁产生来源于主变压器、高压断路器、隔离开关、电压(电流)互感器、高压电抗器、高压电容器以及母线、高压避雷器等部件在运行过程中产生的电磁影响综合而成 [4]。变电站内高压设备的上层有互相交叉的带电导线，下层有各种高压电气设备以及连接导线，电极形状复杂、数量多，在其周围形成了一个比较复杂的高交变工频电磁场，这种电磁场对周围产生静电感应；同时，高压输电线路工作时，随着电压等级升高，相对地面产生的静电感应逐渐增大，从而形成电磁环境影响 [5] [6] [7]。因此，高压变电站和高压输电线路是电磁场污染产生的两个主要因素。
3. 变电站电磁环境研究现状
为了探讨不同等级变电站所产生的电磁场对周围环境的影响，我们对目前部分地区不同电压等级输变电工程中高压变电站和输电线路不同距离点的电场强度和磁场强度文献资料进行了查阅与分析，根据其中数据总结了工频电场强度和磁场强度随距离的变化特点，见表1~3。
3.1. 110 kV输变电工程的电磁环境研究现状
目前有关110 kV输变电工程中变电站和输变电线路的电磁环境影响研究有关文献见表1。通过相关文献可知，110 kV输变电工程中变电站的工频电场强度一般情况下随距离的增加而逐渐降低，但是也有个别特殊情况，例如胡麻营110 kV变电站工频电场随距离增加先升高(在20 m处出现最大值)后又呈降低趋势。工频磁场强度的变化趋势与电场强度的变化趋势大体相同，距离围墙越近，其测量值越大，但是110 kV茅兰沟变电站工频磁场水平分量最大值为1.34 × 10−2 mT，出现在距围墙35 m处。110 kV输变电系统中输变线路的工频电场强度和磁场强度均随距离的增加而逐渐降低。从文献数据可知，110 kV变电站和输电线路附近地面工频电磁场强度相对较低，其周围电磁场水平符合《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)中推荐的以4 kV/m (千伏/米)作为居民区工频电场、以0.1 mT (毫特斯拉)即100 mT (微特斯拉)作为磁感应强度(工频磁场)的评价标准。
Table 1. The variation of electric field intensity and magnetic field intensity in literatures studied at 110 kV power transmission and transformation engineering
表1. 110 kV输变电工程研究文献中电场强度和磁场强度变化
3.2. 220 kV输变电工程的电磁环境研究现状
目前有关220 kV输变电工程的电磁环境影响研究有关文献见表2。从表2数据中可以看出，正常运行情况下220 kV变电站及输电线路的工频电、磁场数据均随着监测点与变电站距离的增加呈现降低的趋势，其工频电场强度和磁场强度的最高值会出现在变电站0~10 m范围内；从列出的数据中还可以看到，所选文献中220 kV输变电工程中变电站的工频电场强度在1~2175 V范围内，磁场强度在0.019~1.95 mT内，输变线路的工频电场强度集中0.3~2010 V，而磁场强度在0.062~3.22 μT内，对周围的电磁环境影响不大，较弱的磁场对生态影响也会较小。
Table 2. The variation of electric field intensity and magnetic field intensity in literatures studied at 220 kV power transmission and transformation engineering
表2. 220 kV输变电工程研究文献中电场强度和磁场强度变化
从上述数据可以看出，正常运行情况下220 kV变电站及输电线路的工频电、磁场数据均随着监测点与变电站距离的增加呈现降低的趋势，其工频电场强度和磁场强度的最高值会出现在变电站0~10 m范围内；从列出的数据中还可以看到，所选文献中220 kV输变电工程中变电站的工频电场强度在1~275 V范围内，磁场强度在0.019~1.95 μT内，输变线路的工频电场强度集中0.3~2010 V，而磁场强度在0.062~3.22 μT内，对周围的电磁环境影响不大，较弱的磁场对生态影响也会较小。
3.3. 750 kV输变电工程的电磁环境研究现状
目前有关750 kV输变电工程的电磁环境影响研究主要文献见表3。从此表数据可以看出，750 kV变电站及输电线路的工频电、磁场强度的最高值会出现在变电站0~50 m范围内，这个数值比110 kV和220 kV输变电工程中工频电、磁场强度最高值出现的范围要大；750 kV变电站及输电线路的工频电、磁场强度值也会随着监测点与变电站距离的增加逐渐降低，但是750 kV输变电工程易对周边环境产生较大电磁污染。例如，750 kV兰州东变电站主变压器侧至GIS设备的馈线下方最大工频电场强度达到7900 V，750 kV桥湾变–酒泉换流站高祁I线北侧边相导线外5 m处最大工频电场强度达到6247 V，均超出环境保护评价标准限值 [15] [16] [17]，而工频感应磁场强度一般均小于国内外环境保护评价标准限值。
Table 3. The variation of electric field intensity and magnetic field intensity in literatures studied at 750 kV power transmission and transformation engineering
表3. 750 kV输变电工程研究文献中电场强度和磁场强度变化
4. 结论
不同规模变电站电磁场强度不同，电压等级越高的变电站对周围电磁环境影响越大。正常运行情况下110 kV、220 kV和750 kV变电站及输电线路的工频电、磁场数据均随着电压数的增加呈现升高的趋势；不同等级的高压变电站，其工频电场强度和磁场强度的最高值会出现在变电站0~20 m范围内，电压等级越低，该范围越小；无论电压是多少，其输变电工程的工频电场强度和磁场强度一般情况下随着监测点与变电站距离的增加逐渐降低；常见的110 kV、220 kV变电站及输电线路的工频电磁场强数值均可以满足国家相关法律法规要求，对周围的电磁环境影响不大，但是750 kV变电站电磁设备附近及输电线路边相下的工频电场值较高；正常运行情况下，不同高压变电工程，对环境的影响主要体现在工频电场方面，而工频磁感应强度一般均小于国内外环境保护评价标准限值。高压输变电工程所产生的工频电场、磁场对人身安全、健康以及周围环境在环评和设计确定的环境防护距离外，影响程度较低。