高压输电线路的电磁环境影响研究

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　　摘 要：伴随着高压输电技术的发展，输电的电压越来越高。高压电网引起的磁辐射问题越来越明显。笔者对工频电磁场对人类健康问题进行了详细的介绍，并结合国内外的研究资料，认为工频电磁的辐射环境问题是非常严重的环境污染问题的结论。并且提出来了：我们既要保證人类生活环境质量，又要保障电网建设的顺利进行，保证社会、经济的正常发展。需要寻找一个双方都可以接受的平衡点的解决思路。
　　关键词：输电线路;电磁环境;电磁辐射
　　中图分类号：TM723 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）14-0175-02
　　1 研究背景
　　输电线路作为国家重要的基础设施，是一个社会、经济高度发展的国家必备基础设施。根据国家统计部门2018年的统计报表：2018年上半年我国社会用电量为18111亿千瓦时，比2017年同比增长13.89%。其中，城乡居民生活用电量和第一、二、三产业用电量分别增长10.41%，10.32%、11.22%、8.39%。其中：全社会统调用电量同比增长12.22%。全国统调最高用电负荷同比增14.01%。最高用电负荷增长率比用电量增长率高3%。以上数据均表明：我国正处于用电负荷高速增长时期。
　　但是伴随着用电需求的不断增加，必然推动电力技术向大机组、大电网、超高压的方向发展。根据基础理论：输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比。输电电压提高2倍，则输送功率的能力将提高4倍。
　　纵看世界各国的电网发展史。我们可以发现：各国、各地区在选择更高一级电压时。通常会使相邻两个输电电压比≥2，这样可以使输电网的输送能力提升4倍以上。实践证明：大规模的电网按照这样电压级差构成的将具有明显的经济性以及合理性，并有利于电网的可持续发展以及服务半径的扩大[1]。
　　电力输送的经济性以及用电负荷的增长是输电网发展的源动力。过去的50年输电网从高压电网到超高压电网，再向特高压电网不断进步。大量的核电、火电、水电等发电基地以及配套建设的高效的大型、特大型发电机，需要规模越来越大的输电网络。因此，需要相应的提高输电电压。我们才能更为经济、高效的将电力从电厂输送到远距离的负荷场所。输电电压的提高，会导致输电设备、输电线路周围的电场强度以及输电导线表面的电场强度提高，并且会因电场效应以及“电晕现象”引起各种环境问题：（1）无线电干扰问题;（2）在强电场中的生理、心理问题;（3）线路走廊的污秽问题;（4）噪声问题;（5）空气的污染问题;其中前四个问题对人影响大最大[2]。
　　工频电磁场对于人体健康的影响一直是个争议性的问题，众说纷纭。在1988年召开的CIGRE大会电对磁场的危险作出了过高的判定。在全球引起了极大的反响，幸运的是这种争议并没有影响到工频电磁场的研究工作的继续开展。
　　电磁波作为能量照射到人的身体上，必然是要造成相应的负面影响。电磁辐射的规律是：波长越短，对人体的影响越大。同时，研究也发现：电磁场的生物学活性随频率加大而递增。就频率对生物学活性而言：微波>超短波>短波，其频率与环境影响程度成正比。现在我们考虑的问题就是：隶属于ELF的工频电磁场（50～60Hz）对人体影响如何？对人体健康有害的剂量和时间是多少？
　　生活中的ELF工频电磁波主要来源自高压变电站以及高压线。这些高压设施的周围存在着各种强度的ELF电磁波。到目前为止，工频电磁场对于人体健康的影响的研究方向主要是以下5种：（1）对人类心脑血管的影响;（2）对人类中枢神经的影响;（3）对人类生殖系统的影响;（4）对心脏起搏器的影响;（5）对人类肿瘤的影响。
　　2 国内外研究现状
　　2.1 国内现状
　　xx医科大学在1978年在电磁辐射领域开展了大量的工作。他们对211名从事高压电维护工作的员工进行了相关检查，同时也对122名从事高压电维护工作的员工进开展了长达10年的持续观察。最后并没有发现有明显的健康影响区别。
　　2.2 国外现状
　　与此同时，国外的专家、学者也开展了工频电磁场对人类健康问题的相关研究。
　　1999年，英国的Hazader和Tony教授通过研究发现：高压输电线附近生活的儿童患白血病几率较正常儿童提高了40%。该项研究认为：人类的遗传基因染色体受到了电磁辐射的影响，但是其影响很难进行量化表达。
　　2005年，欧盟的Humedon教授通过研究发现：工频电磁场的长期辐射是引起精神类疾病的一个重要外界因素。
　　2015年，美国的Terry教授通过调查高压输变电线周边400m内居住的居民，分析目标居民患精神类疾病的情况。发现：这些居民患病的几率较其他居民多34%。
　　3 电磁辐射的医学影响
　　现代医学普遍认为：细胞的衰败与肿瘤的发生、发展有直接的关系。
　　中国医科大学在这方面进行了长达20年的持续观察与研究。通过对长期处于电磁辐射环境工作的员工进行专项检查。检查结果为：电磁观察组的淋巴细胞衰败率最高84%，最低35%，平均51.40±10%。电磁观察组中15年以上有5例，淋巴细胞衰败率为 52±10.2%。工龄10-15年8例，淋巴细胞凋亡率为32.00±3.14%。工龄5-10年12例，淋巴细胞凋亡率为22.35±4.56%。工龄1-5年43例，淋巴细胞凋亡率为12.78±5.11%。通过分析上述4组可以发现4组数据有显著区别。背景组最高13%，最低3%，平均5.30±2.13%。
　　上述结果说明：淋巴细胞的衰败率与长期工作在高压输变线附近工作（电场强度为20-45kV/m的电磁辐射条件下）有直接关系。时间越长，影响越显著。
　　在此研究基础上，东北电力医院还通过志愿者开展了专项研究。将20个志愿者分成2组，每组10人，电磁观察组的淋巴细胞在电磁辐射下培养96小时，然后与无辐射的电磁观察组进行对比。最后得到了与职业人员相同的结论。 　　进一步说明：工频电磁场会引起淋巴细胞衰败率的升高。我们可以认为：工频电磁场会引起肿瘤发生。因此，工频电磁的辐射环境问题是非常严重的环境污染问题，应该引起我们的足够重视。
　　4 高压输电线路電磁辐射的影响
　　4.1 高压输电线路下电场的影响
　　电压等级的提高必将引起输电线路电场强度有的增加。因此，人们十分关心：电场强度对人以及环境产生的影响。近年来我们发现：架空的输电线路下电场强度随着电压等级的升高，能超过晴天时自然背景电场强度（0.1～0.15kV/m）的50倍甚至上百倍。受其影响，在高压输电线路下人会产生皮肤刺痛、电击引起的刺痛、毛发竖立以及火花放电和感觉直观。此外，我们更关心还是长期存在于我们周围的电磁场对生态环境以及人类健康的影响。这种环境污染影响是普遍存在的，很难避免。针对长期生活和工作在高压输电线路环境下的人群。在重点关注的心血管系统、生育系统、肿瘤系统以及中枢神经系统。欧美的专家、学者开展了系统的研究，发现：长期处于高压输电线路环境下的人群均受到不同程度的影响。具体体现在：（1）生育功能减退;（2）精神类疾病发病几率高;（3）生男孩几率降低，生女孩几率高;（4）儿童患白血病几率增加。
　　美国的Bella教授做过研究：介绍了美国南部地区526名500kV变电站内长期工作的员工的身体情况。变电站内员工的工作环境为：直接感应电流为120μA/m;平均电场强度为8～12kV/m。134个人存在有消化系统失调、失眠、头痛、疲劳等症状。有67个人心电图存在异常现象。有78个人患有心脑血管系统方面的疾病。有134个人患有中枢神经系统障碍、精神衰弱等疾病。
　　4.2 高压输电线路的磁场环境影响
　　与生活中常用的家用电器附近的磁场相比较，输变电线路附近的磁场并不高。220kV输电线路下最大磁场<0.04mT。磁场与电场不同：工频磁场具有非常强的穿透性，非常容易穿过障碍物，包括建筑物和人体。因此，不受物体空间布置的影响和干扰。
　　1993年，为了验证架空高压输电线路对线路周围居民身体健康的影响。美国开展了流行病学调查。美国开展的这次调查涉及的范围主要是：110kV到500kV的高压输电线400m范围内居住的居民。居住时间为1-15年，共计有40万人参与了调查。
　　通过2年的时间对调查资料进行分析、研究。研究结果表明：肿瘤与高压电线磁场有直接的关系。磁场强度每高出0.1μT，肿瘤发病率概率就增加3.5倍。
　　1998年，英国也开展了类似的研究。通过对居住在高压输电线路附近的3404名患有恶性淋巴肿瘤、白血病、以及脑瘤的12岁以下儿童进行了调查与研究。研究结果表明：磁场强度的均值>0.25～0.39μT的范围内的儿童容易患肿瘤疾病。
　　5 电磁辐射的环境认知发展历程
　　伴随着高压输电技术的发展，输电的电压越来越高。高压电网引起的磁辐射问题越来越明显。1964年开始，逐步进入人类的视野，业内专家及环保领域的专家陆续开展相关研究。
　　2001年，高压电网电引起的磁辐射问题才进入我国政府及公众的视野。在2003年，《输变电工种环境影响评价技术导则》、《国家电网公司电网建设项目环境影响评价管理规定（试行）》以及《国家电网公司环境保护工作管理办法（试行）》的相继颁发，迈出我国电网环保问题治理工作规范化、制度化的第一步。
　　经济高速发展、技术进步带来的高压输电线路电磁辐射的环保问题。已经逐渐成为人们关注的重点。我们既要保证人类生活环境质量，又要保障电网建设的顺利进行，保证社会、经济的正常发展。需要寻找一个双方都可以接受的平衡点。
　　首先，需要建立起作为判定标准的相关标准。依据标准对高压输电线路的电磁辐射进行评估。从而判定电磁辐射对人类和环境的影响是否在可接受范围内。
　　但是，根据我们详细调查发现：目前，世界各国标准并不统一。人类和生态环境的完整、系统的评价标准体系并不存在。多少的电磁辐射量对于人体和环境是安全的界限。目前，世界各国、各研究团队、各国际组织均无法给出确切的答案。
　　目前，我国开展工作的主要依据是：《电磁辐射的防护规定》（GB 8702-88）。国际非电力辐射防护委员会（英文简称：ICNIRP）中建议的指标（磁场强度：0.1mT，电场强度：4kV/m。）
　　国家质检总局于2001年12月20日颁布了《电磁辐射暴露限值和测量方法》强制性国家标准意见稿中，第一次将工频频率纳入到在限值的标准内：
　　电场强度的导出限值分别为：6kV/m;
　　磁场强度的导出限值分别为：0.078mT。
　　职业暴露的基本限值为：2.5mA/m2。公众暴露的磁场强度和电场强度的导出限值分别为：0.022mT，4kV/m。
　　参考文献
　　[1] 刘振亚.特高压电网[M].北京：中国经济出版社，2005.
　　[2] 栗福珩.高压输电的环境保护[M].北京：水利电力出版社，1989.
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