关键词：城区变电站；环境影响；控制措施近年来，随着国民经济的持续良好发展，城市电网的格局已经发生了日新月异的变化。过去，大型变电站大多位于郊区，如今由于用电负荷的迅猛增长，已经有越来越多的110kV及以上的高电压等级的变电站深入到城市中心。变电站作为一类特殊的工业设施，其相关的环境影响越来越受到国家相关职能部门的重视；同时，环保意识不断增强的城市居民，对其居住地的环境质量的要求也越来越高。在以往的工作中，对这方面的问题没有给予足够的关注，为适应新的发展和要求，更好地与国际接轨，认真分析和探讨城区变电站所面临的环境问题，并采取积极有效的控制措施，已经成为变电站运行和设计的必然。
投运后的变电站的环境影响主要包括：变电站产生的电磁辐射对周围环境的影响；设备运行噪音对周围环境的影响；废污物的排放对周围环境的影响。并着重对电磁辐射进行探讨。
1 电磁辐射环境影响及其控制
1．1 电磁辐射的来源
电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流，且限于非电离辐射。电磁辐射源主要指高压输电线路和变电站的高压电力设备等。中国电力系统高压输变电设施运行中产生50Hz的电磁辐射。
1．2 电磁辐射对人体健康的影响
中国学者曾对500kV超高压输电线路走廊进行过卫生学和流行病的调查，发现线路附近居民有明显的不愉快效应和头晕、头痛、失眠、疲倦、乏力等主诉特异症状。20世纪70年代模拟220kV超高压输电线进行的动物实验也表明，当辐射场强超过一定限值以后，较长时间的作用可导致中枢神经系统、心血管系统等机能障碍。国外研究还发现：高压强辐射可以使人体血清中性脂肪浓度异常增高；动物实验也使动物产生不正常的表现。
电磁辐射污染的危害表现为热效应和非热效应两个方面。当人体接受电磁辐射后，体内水分子会随电磁场方向的转换快速运动而使人体升温，这就是电磁辐射的热效应。热效应会引起中枢神经和植物神经系统的机能障碍，主要症状为神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱，如心跳过缓、血压下降等，特别是加速晶状正常体的老化过程。非热效应即吸收的辐射能不足以引起体温升高，但确已出现生理变化和反应。这类效应包括神经衰弱症候群。甚至报道电磁辐射也会引发癌症。
同时也有另外一种观念，认为没有确凿有力的证据表明输电设备产生的电磁场对人体健康有害；没有发现在高压场强下工作的工人受到长期的健康影响；对大多数人来讲，高达20kV／m的电场强并不会引起紧张感。输电线路产生的电场也不会影响农作物的生长和产量。过去对电场的危险影响作了过高的估计，缺乏客观检查结果，也没有统计学意义。
1．3 国内外电磁辐射的标准及限值
迄今为止，对这一问题的认识各国的学者仍存在较大的分歧，进一步的研究仍在进行之中。尽管如此，电磁辐射污染也引起越来越多的关注和重视，各国均制定了电力系统的高压输变电中产生电磁辐射的限制标准。
国家环保总局颁布了500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范见表1，500kV及以下的变电站及输电线参考此标准。规范同时推荐以4kV／m作为居民区工频电场评价标准，推荐应用国际辐射保护协会关于公众全天辐射时的工频限值0．1mT作为磁感应强度的评价标准。国际辐射防护协会非电离辐射委员会对频率为50Hz电场的辐射限值如表2、表3、表4。1．4 控制措施
在城区变电站的设计中，应充分考虑电磁辐射的存在，正确认识产生电磁场的原因，并采取针对性较强的措施，通过合理地选择电气设备和采取积极有效的布置型式，来达到控制电磁污染的目的。
1）选取恰当合理的系统接入方式和线路路径。城区变电站的进出线在穿越居民区和人口稠密的地段时应尽量多地采用地下电缆的方式，来降低产生的电磁辐射。电缆由于本身结构和采用材料的原因，与架空输电线路相比，大大抑制了电场强度；同时更由于电缆的敷设方式，或敷设于电力隧道中，或敷设于电缆浅沟中，或穿越于电缆排管中，都有与地面隔离的措施，隧道顶部、沟盖板和保护管都对电磁辐射有较强的屏蔽作用。因此，采用地下电缆的方式不失为一个有效的措施。2）在变电站的设计中，尽量减少分相设备的使用，而多采用三相设备。这样做的目的在于能充分利用三相电的特性，将其各相产生的电磁场相抵消。例如电容器组的串联电抗器选用三相一体式，与单相设备相比，取得了较好的效果。即使要采用分相设备，在设计时也应该尽量缩短相间距离，最大限度地抵消各相设备产生的电磁场。
3）采用合理手段屏蔽电磁场。对于工频电磁辐射来讲，屏蔽的作用是相当显著的。城区变电站由于占地少，难以采用常规的室外布置，多采用了全户内布置的型式，高压设备往往选用了GIS成套装置。GIS在母线间采用了绝缘介质，相间距离很小，同时由于其外部由金属包围，可以有效地控制母线产生的电磁场强度。运行反馈的信息表明，GIS装置对高压母线的辐射起到了很好的屏蔽作用。低压的10kV母线在大多数场所都采用了封闭母线桥，裸露的部分已经很少。封闭母线桥的金属外壳也对母线的电磁场具有较好的屏蔽作用。此外，站内的分立式输电设备，如消弧线圈、电容器等也会在运行中产生电磁场。目前的电磁屏蔽方法可归纳为两类：被动屏蔽和主动屏蔽。被动屏蔽是在高压设备的周围布置金属网，使它在高压设备运行时产生感应电流，感应电流产生的电磁场方向与设备产生的电磁场方向相反，从而起到削弱高压设备电磁场的作用。而主动屏蔽的思路是采用有源设备，如双偶极子或四偶极子，产生与高压设备大小基本相等、方向相反的电磁场，来达到预期的目的。但在实际应用中，由于场地受到限制或经济方面的原因，往往不能采用这些屏蔽的措施。在实际的设计中，根据被动屏蔽的思路，可以充分利用建筑设施本身的金属结构来形成金属屏蔽网。室内变电站的防雷接地系统正是利用了建筑的金属框架结构，形成了一个笼形的等电位体，因此，在进行防雷接地设计的同时，可考虑适当地增加建筑中连接入金属网的钢筋的数量，选用截面较大的主筋进行连接；同时辅以增加接地极的数量，增加接地金属网的截面等。通过以上措施，能够经济有效的减少站内的电磁辐射，而且实际运行的效果反应良好。
2 噪声的环境影响及其控制
城区变电站的噪声主要来源于两个方面：一是站内电气设备运行时产生的噪声，如变压器、电抗器等通电运行时产生的噪声；二是站内辅助设备，如变压器的风扇、配电装置的通风设备等运转时产生的噪声。
噪声的控制标准，应严格按照国家的相关法规并结合当地政府制定的有关规定执行。中华人民共和国《城市区域环境噪声标准》如表5。
对于电气设备的噪声控制，可以在工程初期通过选择先进的产品来达到要求。主变容量较小的城区变电站，可以考虑选择自冷式的低噪声变压器。这种类型的变压器，其噪音远远小于风冷变压器。即使选用了风冷式的变压器，也应对风冷设备的噪声作出相应的要求，尽量采用低噪音的风机。大容量的变压器，当设备本身的参数很难达到要求的时候，需要考虑其他辅助措施来实现。例如在变压器室内采用隔音、消声的材料来达到降噪的目的。
小型机械设备产生的噪声一般不大，可以容易地选到符合要求的产品。而大型机械设备，如主变压器室的通风机，由于通风量的要求较大，设备本身的噪声很难降低，往往需要设置较为复杂的消音系统来达到降噪的目的。消音设备的设置，使变电站的设备造价上升，另一方面，消音设备的体积往往比较庞大，还需要专门的房间放置，既增加了土建的成本，也增加了运行维护工作量。如何解决好这两方面的矛盾，既简化站内的设备，降低成本，又能有效地降低噪音，是一个值得探讨的问题。
3 废污水的环境影响及控制
变电站的废污水主要是生活污水和含油废水。目前，城区变电站均实现了无人值班，站内只有少量的值守保安，故生活污水的数量很少，且经过站内的污水处理设施后，排放的废水能达到国家标准的要求，不会对周围环境产生影响。
变电站内均设置有事故油池，以防止变压器故障情况下排出的油造成环境污染。事故油池设置有油水分离系统，经过油水分离后，排放废水的含油量可以控制在标准范围内。四川电力技术
