万保权1 张广州1 关焕梅2
1.国家电力公司武汉高压研究所 武汉 430074 2.武汉大学计算中心 武汉 430072
0 前言
三峡电站左岸500 kV 8回架空跨越永久船闸的出线方式，因其线路并列同时送出，如此密集跨越永久船闸，引起了人们对船闸周围电磁环境问题的关注。本文就此问题对三峡电站500 kV 8回出线跨越永久船闸时对过闸船舶的工频电场安全问题进行了模拟试验，并按有关标准和规范规定对试验结果进行了分析和比较。
1 1500 kV线路跨越三峡船闸概况及试验模型
三峡永久船闸布置在大坝左岸，为双线5级连续梯级船闸，其8回500 kV线路采用4塔同塔双回方式跨越永久船闸第4闸室，线路相导线距水面(高水位时)最小距离按32m考虑。模拟一艘长江中最大客船之一为试验对象，该船总长93m，桅杆高度～22m，模拟试验比例为30∶1。
2 工频电场模拟原理及模型确认
将频率提高的电压加到研究装置模型上，用电容探头通过收集感应电流来获得电场强度。试验中提高频率的目的主要是增加测量的灵敏度。下面求模型上测得的电场强度与实际的工频电场强度的关系设：实际长度为L，电压为U，电场强度为E，频率为F，感应电流为I。模型对应分别为l，u,e,f,i。用面积S相同的测量电极置于实际电场和模拟电场中，则［1］：I/i=(l/L)(F/f)(U/u)。因I=2πFε0eS，i=2πFεOｅS(εO为空气的介电常数)；故E=(i/2πｆεoS）（ｌ/L）（U/ｕ），即模型上测得的场强乘以电压比，再除以长度比，可得实际场强。
因试验模型较小，无法用一般的工频电场仪测量，故制作了微型平行平板电容测量系统，并首先在标准电场中进行了校准。为进一步证实该测量系统的可靠性,选择了实际的500 kV进行测量对比，以确认模拟试验数据的有效性。
3 测试结果
同塔双回线路相序排列对线下地面的空间场强影响较大。同相序排列时，线下地面的场强较大；逆相序排列时，线下地面的场强较小。为比较多回线路在同、逆相序排列以及任一回线路停电等情况下的场强，模拟试验时考虑了8种运行工况。
3.1 空船闸情况下水面上不同高度的场强
为模拟没有船时船闸中水面上不同高度的场强，按0～20m处的场强进行了测试 ，各不同高度处的场强测试结果见表1。同塔两回线路逆序排列、水面不同高度处的场强分布见图1。
3.2 船体场强测量
根据船停闸中不同位置分别测量了船体各层甲板上的场强见表2。
3.3 模拟试验结果的比对
选择平武500 kV输电线凤凰山段作为比对试验线路。凤凰山段线路导线对地距离为13.5m时，空间场强(地面1.5m高度)的最大值为6.05kV/m，出现在边相导线下投影2～3m的位置。
根据实测线路实际尺寸和塔形结构，按30∶1的比例缩小尺寸并架设了模拟线路 。测得最大空间场强为6.22kV/m，最大值出现在边相～2m的位置。实测的场强分布与模拟的场强分布见图2、3。
由图2、3可见，模拟测试的场强分布与实际的场强分布基本相同，但模拟值略微偏大，说明模拟试验的结果对分析4塔双回500 kV输电线路跨越船闸时的最大工频场强的范围是有效的。
4 结果分析
美国早已有电场对人体危害的报道，经研究已确认生活在恶劣电磁环境中的人们健康受损害的程度与电场的频率、强度、人体接触电场时间的长短以及个人身体素质等因素有关。1990年，国际辐射防护协会非电离辐射委员会(IRPA/INIRC)对工频电场的辐射限值做了规定见表3。
此外，一些国家也制订了相应的标准和导则［2］，如前苏联标准规定5kV/m为公众活动区域限值，日本规定人们来往频繁的地区场强限值为3kV/m，美国俄勒冈州规定人们易接近的区域的场强限值为9kV/m等。
1998年中国国家环保局发布了HJ/T24-1998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》，该规范推荐了500kV等级的变电站及输电线路设计的工频电场限值见表4。
根据表3，公众每天多达24h内的场强限值为5kV/m。由表2可得，线路在同序排列时船体一层至四层甲板最大场强为4.46kV/m；逆序排列时为2.28kV/m；同序某回停电时为4.6kV/m；逆相序某回停电时为2.24kV/m ，故船体人们活动区的场强均满足IRPA/INIRC关于人们常时停留场强限值的规定。若线路按逆相序排列,场强的最大值也满足我国环境标准中规定的输电线路跨越邻近民房时的最大场强4kV/m，甚至<日本的3kV/m的规定。
参考文献
1 邵方殷等译.输电系统产生的电场和磁场.北京：水利电力出版社，1984
2 武汉高压研究所科学技术报告.武汉：工频电场对人体影响的研究，1988
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