张庆霞，钱 勇，韩 利，肖清明，吴 杨，候林荣，方济中，马 莉，李 晔

（1.国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，宁夏 银川 750002；2.国网宁夏电力有限公司，宁夏 银川 750001；3.宁夏回族自治区生态环境厅核与辐射安全中心，宁夏 银川 750002）

0 引言

随着750 kV主网架的快速发展，高压输电线路走廊逐渐增多，线路不可避免地穿越村庄、农田等环境敏感区域［1-3］。部分农田、村庄与线路走廊重叠，线路下方村民出现“电击”现象，尤其村民在农田进行机械作业时感应触电问题突出。

生态环境部已出台输电线路电磁环境检测方法、控制限值等相关国家标准。文献［4-5］规定330 kV及以上电压等级的交叉跨越或并行输电线路工程，当线路中心间距小于100 m且存在电磁环境敏感目标时，电磁环境布点应考虑线路对电磁环境敏感目标的综合影响。文献［6］给出交流输变电工程电磁环境监测方法，规定线路断面检测路径应选择在以线路档距中央弧垂最低位置的横截面方向上。文献［7］给出电磁环境控制限值，规定架空输电线路线下的耕地、园地等场所，频率50 Hz的电场强度控制限值为10 kV/m，磁感应强度控制限值为100 μT。文献［8］利用空气（高压探针悬空）、线下自有金属管线及自带铁丝对多条750 kV线路线下感应电压进行实测分析并总结规律。文献［9］采用Ansoft Maxwell对超高压输电线路交叉穿越处的电场、磁场进行仿真计算，分析线路交叉处的感应电压。文献［10］采用Ansoft Maxwell分析线路高度、相序变化、增设屏蔽线对线路下方电场强度的影响。

本文针对750 kV输电线路下方葡萄园、农田、村庄等电磁环境敏感区域的人体感应触电问题，依据交流输变电工程电磁环境监测方法、电磁环境控制限值等相关国家标准，实测线路下方电场强度、磁感应强度，判断是否满足控制限值，并分析其影响因素及产生机理。

1 750 kV线路下方电场强度和磁感应强度横向分布

根据文献［6-7］，本文选取某750 kV输电线路14号-15号、24号-25号、29号-30号、30号-31号杆塔间电磁环境敏感区域进行线路断面检测，检测环境特征如表1所示。根据文献［4］，电磁仪器探头架设在地面上方1.5 m高度处，同塔多回输电线路以弧垂最低位置处档距对应两杆塔中央连线对地投影为起点，监测点均匀分布在边相线路两侧的横断面方向上，如图1所示。线路下方电场强度、磁感应强度随两杆塔中央连线对地投影的横向距离变化趋势如图2、图3所示，两杆塔中央连线对地投影点全年电场强度、磁感应强度如图4、图5所示。

图1 输电线路下方工频电场和工频磁场监测布点图

图2 线路下方电场强度横向分布

图3 线路下磁感应强度横向分布

图4 全年两杆塔中央连线对地投影点的电场强度

图5 全年两杆塔中央连线对地投影点的磁感应强度

表1 检测环境特征

由图2、图3可见，线路下方电场强度、磁感应强度检测最大值分布在两杆塔中央连线对地投影的横向距离0～10 m处；在一定范围内，随着横向距离增大，线路下方电场强度、磁感应强度均逐渐减小。线路下方电场强度、磁感应强度分别低于标准规定的10 kV/m和100 μT控制限值，其中磁感应强度远低于控制限值。

由图4、图5可见，全年两杆塔中央连线对地投影点的线路下方电场强度、磁感应强度分别低于标准规定的10 kV/m和100 μT控制限值，其中磁感应强度远低于控制限值。

2 750 kV线路下方电场强度和磁感应强度影响因素

为避免线路下方树木、住宅等对线路下方电场强度、磁感应强度测试的影响，选择线路14号-15号杆塔区，地势平坦，远离树木且无电力线路、通信线路的空旷农田区域，分析线路下方电场强度、磁感应强度的影响因素。

2.1 不同高度时线路下方电场强度横向分布

电磁环境敏感区域内，不同季节“电击”严重程度不同。季节变化表征为温度变化，其影响线路收缩系数，造成线路高度变化。为分析线路高度与线路下方电场强度变化趋势，控制线路电流、线路电压基本不变，而线路高度有差异，选择寒冷1月和炎热7月工频电场数据对比分析，不同高度时线路数据如表2所示，线路下方电场强度横向分布如图6所示。

表2 不同高度时的线路数据

图6 不同线路高度时线路下方电场强度横向分布

由图6可见，受线路本身收缩系数的影响，环境温度越高，线路高度越低，线路下方电场强度越高。

2.2 电流不同时线路下方磁感应强度横向分布

为分析线路电流与线路下方磁感应强度变化趋势，控制线路高度、线路电压基本不变，而线路电流有差异，线路电流不同时线路数据如表3所示，线路下方磁感应强度横向分布如图7所示。

图7 电流不同时线路下方的磁感应强度横向分布

表3 线路电流不同时的线路数据

由图7可见，线路电流与线路下方磁感应强度正相关，线路电流越大，线路下方磁感应强度越大。

2.3 不同工况线路下方的电场强度横向分布

为分析线路工况与线路下方电场强度的关系，选择I回线路运行、II回线路停运，I回线路停运、II回线路运行，I、II回线路均运行，不同运行工况下线路数据如表4所示，线路下方电场强度横向分布如图8所示。

表4 不同运行工况下的线路数据

图8 不同工况线路下方的电场强度横向分布

由图8可见，双回线路均运行工况的线路下方电场强度大于单回线路运行工况。

3 感应电产生机理

农作人员在输电线路下方进行人工作业、使用农业机械进行田内作业时，在阴雨天、土壤湿润的情况下受到电击状况较为严重。经现场检查与调研，葡萄架铁丝接地良好，感应电情况略有改善，但人体触碰铁丝仍有触电酥麻感，接地仍无法解决电击问题。30号-31号杆塔间为葡萄园，葡萄架采用单篱架布置型式，布置方向与线路平行。

电磁感应和静电感应相互作用在输电线路下方导体感应出一定的电压，其数值的大小取决于带电线路的电压，电场强度受导体间距离、导体电压、导体周围空间距离、空气介电常数（气象因素等）、负荷电流的影响［11-12］。

1）静电感应电压示意图如图9所示。由于静电耦合，该电压大小与线路运行电压、线路对葡萄架电容及葡萄架对地电容有关。

图9 静电感应电压示意图

由图9可见，如运行线路A相、B相、C相对葡萄架的静电电容CA、CB、CC以及葡萄架对地电容C0已知，则葡萄架的静电感应电压U0为：

式中：Ux为线路电压。

2）电磁感应电压示意图如图10所示。由于电磁耦合，互感三相不平衡，在葡萄架上感应出零序电压。

图10 电磁感应电压示意图

如运行线路（电流IA=IB=IC=I）与葡萄架平行且距离为D1，母线长度均为L，互感MA≠MB≠MC，则运行线路A相、B相和C相的磁场在葡萄架上感应的电势也不相等，相加所得电压就是葡萄架的电磁感应电压，该电压与线路的长度L及通过电流I成正比，与距离D1成反比。

30号-31号杆塔附近农田现场实际检测磁感应强度最大值小于3 μT，远小于标准要求的100 μT控制限值。实测工频电场强度最大值小于电场强度控制限值10 kV/m的标准要求；在阴雨、湿润等天气情况下，电场强度在原来基础上增加25%～35%；在阴雨天空气介电常数变化，且大地、接地金属丝、茂盛农作物成为良好接地导体，容易使人体对接地体放电形成有感电击，电场强度引起的静电感应电压是引起人体有感放电的主因。

4 结论

本文针对750 kV输电线路下方葡萄园、农田、村庄等电磁环境敏感区域感应触电问题，依据交流输变电工程电磁环境监测方法、电磁环境控制限值等相关标准，判断线路下方电场强度、磁感应强度是否满足控制限值，并分析其影响因素及产生机理。

1）电磁环境敏感区域内线路下方电场强度、磁感应强度分别低于标准规定的10 kV/m和100 μT控制限值，其中磁感应强度远低于控制限值。

2）线路下方电场强度、磁感应强度检测最大值分布在两杆塔中央连线对地投影的横向距离0～10 m处；在一定范围内，随着横向距离增大，线路下方电场强度、磁感应强度均逐渐减小。

3）受线路本身收缩系数影响，环境温度越高，线路高度越低，线路下方电场强度越大。

4）线路电流与线路下方磁感应强度正相关，线路电流越大，线路下方磁感应强度越大。

5）双回线路均运行工况的线路下方电场强度大于单回线路运行工况。

6）人体对接地体放电形成有感电击，电场强度引起的静电感应电压是引起人体有感放电的主因。