合肥市輸變電工程電磁環(huán)境的多維度仿真與解析一、引言1.1研究背景與意義隨著合肥市經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，居民生活水平日益提高，各行業(yè)對(duì)于電力的需求持續(xù)攀升。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)合肥市全社會(huì)用電量保持著較高的增長(zhǎng)率，2024年合肥全社會(huì)用電量首次突破600億千瓦時(shí)大關(guān)，增長(zhǎng)率創(chuàng)近年新高。為了滿足不斷增長(zhǎng)的電力需求，合肥市大力推進(jìn)輸變電工程建設(shè)?！笆奈濉逼陂g，合肥電網(wǎng)建設(shè)取得了顯著成果，2024年，合肥電網(wǎng)先后投運(yùn)10座變電站，新增變電容量214萬(wàn)千伏安、線路212公里，“陜電入皖”和500千伏金牛輸變電工程等超特高壓重點(diǎn)項(xiàng)目于當(dāng)年順利開(kāi)工。2025年，合肥電網(wǎng)全年計(jì)劃新、續(xù)建110千伏及以上大中型項(xiàng)目46個(gè)，投運(yùn)13座110千伏及以上大型變電站，新增變電容量265.3萬(wàn)千伏安。這些輸變電工程的建設(shè)，為合肥城市發(fā)展提供了更可靠電力供應(yīng)，有效支撐了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。然而，隨著輸變電工程數(shù)量的增多以及其與居民生活區(qū)域距離的拉近，輸變電工程產(chǎn)生的電磁環(huán)境問(wèn)題逐漸受到關(guān)注。輸變電設(shè)施在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)等電磁現(xiàn)象，雖然目前關(guān)于其對(duì)人體健康是否存在危害尚未有定論，但公眾對(duì)于電磁輻射的擔(dān)憂日益增加，針對(duì)輸變電工程電磁環(huán)境影響的投訴也呈逐年上升趨勢(shì)。電磁環(huán)境問(wèn)題不僅關(guān)乎居民的健康和生活質(zhì)量，還對(duì)城市的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。若處理不當(dāng)，可能引發(fā)公眾對(duì)電網(wǎng)建設(shè)的抵觸情緒，阻礙電網(wǎng)工程的順利推進(jìn)，進(jìn)而影響電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，制約城市的進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)合肥市輸變電工程電磁環(huán)境進(jìn)行仿真研究具有極其重要的意義。通過(guò)精確的仿真分析，可以深入了解輸變電工程產(chǎn)生的電磁場(chǎng)分布規(guī)律和特性，為評(píng)估其對(duì)周圍環(huán)境和居民健康的潛在影響提供科學(xué)依據(jù)，有效緩解公眾對(duì)電磁輻射的擔(dān)憂。準(zhǔn)確的電磁環(huán)境仿真結(jié)果能夠?yàn)檩斪冸姽こ痰囊?guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。在規(guī)劃階段，可以依據(jù)仿真結(jié)果合理選擇變電站的站址和輸電線路的路徑，盡量避開(kāi)人口密集區(qū)域和環(huán)境敏感點(diǎn)；在設(shè)計(jì)階段，能夠優(yōu)化輸電線路的桿塔高度、導(dǎo)線布置等參數(shù)，降低電磁環(huán)境影響，確保工程建設(shè)既滿足電力傳輸需求，又符合環(huán)保要求，促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在輸變電工程電磁環(huán)境仿真研究領(lǐng)域，國(guó)外起步較早，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和成果。美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家憑借先進(jìn)的科研技術(shù)和完善的研究體系，在早期便開(kāi)展了相關(guān)研究。例如，美國(guó)電力科學(xué)研究院（EPRI）投入大量資源對(duì)輸變電設(shè)施的電磁環(huán)境影響進(jìn)行深入研究，建立了一系列較為完善的電磁場(chǎng)計(jì)算模型和仿真方法，通過(guò)模擬電荷法、矩量法等經(jīng)典算法，對(duì)輸電線路和變電站的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)分布進(jìn)行精確計(jì)算，其研究成果廣泛應(yīng)用于美國(guó)本土以及其他國(guó)家的電網(wǎng)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)中。日本則在關(guān)注電磁場(chǎng)對(duì)人體健康影響的基礎(chǔ)上，針對(duì)城市中密集分布的輸變電設(shè)施，開(kāi)發(fā)了基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的電磁環(huán)境仿真平臺(tái)，能夠直觀展示輸變電工程電磁環(huán)境在城市空間中的分布情況，為城市規(guī)劃與電網(wǎng)建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供有力支持。德國(guó)在電磁兼容技術(shù)研究方面處于世界領(lǐng)先地位，通過(guò)對(duì)輸變電工程電磁干擾特性的深入分析，制定了嚴(yán)格的電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，其仿真研究側(cè)重于優(yōu)化輸變電設(shè)備的設(shè)計(jì)，以降低電磁干擾水平，確保電力系統(tǒng)與周邊電子設(shè)備的和諧共存。國(guó)內(nèi)對(duì)輸變電工程電磁環(huán)境的研究始于上世紀(jì)末，隨著我國(guó)電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是特高壓輸電技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，相關(guān)研究也取得了顯著進(jìn)展。眾多科研機(jī)構(gòu)和高校，如中國(guó)電力科學(xué)研究院、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等，在電磁環(huán)境仿真計(jì)算方法、測(cè)量技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)制定等方面開(kāi)展了大量研究工作。在仿真計(jì)算方法上，我國(guó)學(xué)者在借鑒國(guó)外先進(jìn)算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)電網(wǎng)實(shí)際情況進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。例如，針對(duì)特高壓輸電線路復(fù)雜的電磁環(huán)境特性，提出了改進(jìn)的激發(fā)函數(shù)法與有限元法相結(jié)合的技術(shù)方案，建立了更為精確的電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)，有效提高了仿真計(jì)算的精度和效率。在測(cè)量技術(shù)方面，研發(fā)了一系列高精度的電磁環(huán)境測(cè)量?jī)x器，能夠準(zhǔn)確測(cè)量不同電壓等級(jí)輸變電工程產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)以及無(wú)線電干擾等參數(shù)，并通過(guò)大量實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)，深入分析了我國(guó)輸變電工程電磁環(huán)境的實(shí)際狀況。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，我國(guó)依據(jù)國(guó)情和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，制定了一系列適用于輸變電工程的電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）等，為輸變電工程的電磁環(huán)境評(píng)估和管理提供了明確的依據(jù)。然而，目前針對(duì)合肥市輸變電工程電磁環(huán)境的仿真研究仍存在一定的空白和可拓展方向。合肥市具有獨(dú)特的地理環(huán)境、城市布局以及電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)，現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外研究成果難以直接應(yīng)用于合肥市的實(shí)際情況。在地理環(huán)境方面，合肥市地處江淮之間，地形地貌復(fù)雜，既有平原地區(qū)，又有丘陵地帶，不同地形條件下輸變電工程的電磁環(huán)境傳播特性可能存在差異，而目前尚未有針對(duì)合肥市地形特點(diǎn)的電磁環(huán)境仿真研究。在城市布局方面，合肥市近年來(lái)城市建設(shè)快速發(fā)展，城市功能分區(qū)不斷優(yōu)化，人口密集區(qū)域與輸變電工程的相對(duì)位置關(guān)系日益復(fù)雜，如何在城市規(guī)劃中充分考慮輸變電工程電磁環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展，需要進(jìn)一步深入研究。從電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)來(lái)看，合肥市電網(wǎng)正處于快速發(fā)展階段，“十四五”期間大量新建和改造的輸變電工程采用了許多新技術(shù)、新設(shè)備，其電磁環(huán)境特性與傳統(tǒng)輸變電工程有所不同，對(duì)這些新技術(shù)、新設(shè)備電磁環(huán)境的仿真研究還不夠全面和深入。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究聚焦合肥市輸變電工程電磁環(huán)境，研究?jī)?nèi)容涵蓋多個(gè)關(guān)鍵方面。在電場(chǎng)特性研究中，將詳細(xì)分析不同電壓等級(jí)輸電線路和變電站產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)分布規(guī)律?？紤]到輸電線路的導(dǎo)線排列方式、桿塔高度、電壓幅值以及與周邊物體的相對(duì)位置等因素對(duì)電場(chǎng)分布有著重要影響，會(huì)針對(duì)不同運(yùn)行工況下的輸變電設(shè)施建立精確的電場(chǎng)模型，運(yùn)用專業(yè)的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算方法，獲取電場(chǎng)強(qiáng)度在空間中的具體分布數(shù)值，并繪制電場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖，直觀展示電場(chǎng)的強(qiáng)弱變化趨勢(shì)，明確電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值及其出現(xiàn)位置，以及在不同距離和高度處的衰減特性。對(duì)于磁場(chǎng)特性的研究，主要關(guān)注輸電線路和變電站運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的工頻磁場(chǎng)。深入探究電流大小、線路布局、變電站設(shè)備類型及運(yùn)行狀態(tài)等因素對(duì)磁場(chǎng)分布的作用機(jī)制。利用電磁學(xué)基本原理和相關(guān)計(jì)算模型，精確計(jì)算不同條件下的工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度，分析磁場(chǎng)強(qiáng)度隨空間位置的變化規(guī)律，包括磁場(chǎng)在水平方向和垂直方向上的分布特點(diǎn)，以及在不同負(fù)荷情況下磁場(chǎng)強(qiáng)度的波動(dòng)情況，為評(píng)估磁場(chǎng)對(duì)周邊環(huán)境的潛在影響提供科學(xué)依據(jù)。無(wú)線電干擾也是本研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。著重分析輸電線路和變電站在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)線電干擾特性。研究導(dǎo)線表面的電暈放電、絕緣子的局部放電以及電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作等因素與無(wú)線電干擾產(chǎn)生的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)建立合適的數(shù)學(xué)模型和仿真方法，預(yù)測(cè)不同頻率下的無(wú)線電干擾水平，確定無(wú)線電干擾的主要頻率范圍和干擾強(qiáng)度的空間分布情況，評(píng)估其對(duì)周邊無(wú)線電通信設(shè)備正常運(yùn)行的影響程度。在研究方法上，本研究采用有限元法對(duì)輸變電工程的電磁環(huán)境進(jìn)行精確仿真。有限元法作為一種廣泛應(yīng)用于電磁場(chǎng)計(jì)算的數(shù)值方法，具有強(qiáng)大的建模能力和高精度的計(jì)算優(yōu)勢(shì)。通過(guò)將復(fù)雜的輸變電工程結(jié)構(gòu)離散為有限個(gè)單元，對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行電磁場(chǎng)分析，然后將各個(gè)單元的結(jié)果進(jìn)行綜合，從而得到整個(gè)輸變電工程的電磁場(chǎng)分布情況。利用有限元軟件，能夠精確地模擬輸電線路和變電站的幾何形狀、材料特性以及邊界條件，充分考慮各種實(shí)際因素對(duì)電磁環(huán)境的影響，為研究提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。數(shù)值模擬方法也是本研究不可或缺的手段。該方法基于電磁學(xué)基本理論，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型對(duì)輸變電工程的電磁環(huán)境進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和模擬分析。利用數(shù)值模擬軟件，能夠快速地對(duì)不同工況下的電磁環(huán)境進(jìn)行仿真，獲取電場(chǎng)、磁場(chǎng)和無(wú)線電干擾的分布數(shù)據(jù)。通過(guò)改變模型中的參數(shù)，如輸電線路的電壓等級(jí)、電流大小、導(dǎo)線排列方式等，可以方便地研究各種因素對(duì)電磁環(huán)境的影響規(guī)律，為輸變電工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。實(shí)地測(cè)量作為驗(yàn)證仿真結(jié)果準(zhǔn)確性的重要方法，在本研究中也將發(fā)揮關(guān)鍵作用。選擇具有代表性的輸變電工程站點(diǎn)，利用高精度的電磁環(huán)境測(cè)量?jī)x器，對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度和無(wú)線電干擾等參數(shù)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。將實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證仿真模型和方法的正確性，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行修正和優(yōu)化，提高研究的精度和可信度。二、合肥市輸變電工程概況2.1電網(wǎng)發(fā)展歷程合肥電力事業(yè)的起源可追溯至百年之前。1923年，清末將領(lǐng)葉志超之子葉斗南等人集資4萬(wàn)銀元，在合肥市東門外的木灘街創(chuàng)建了合肥耀遠(yuǎn)電氣股份有限公司。1926年9月中旬，耀遠(yuǎn)公司開(kāi)始發(fā)電，裝機(jī)容量?jī)H65千瓦，供電范圍極為有限，僅供少數(shù)士紳及商鋪使用。1938年，侵華日軍占領(lǐng)合肥，耀遠(yuǎn)公司被掠奪，隨即停業(yè)?？谷諔?zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，省建設(shè)廳與耀遠(yuǎn)公司在東岳廟（今逍遙津公園門前）合辦合肥電燈廠，安裝了一臺(tái)進(jìn)口的160千瓦柴油發(fā)電機(jī)，于1948年2月正式發(fā)電。然而，由于機(jī)組功率過(guò)小，難以滿足更多用電需求，當(dāng)時(shí)的用戶不足千戶。加之物價(jià)飛漲，電燈廠運(yùn)營(yíng)成本不斷攀升，一直處于虧損狀態(tài)，運(yùn)行僅半年即又倒閉。此后直至解放，合肥未再發(fā)電，電力事業(yè)發(fā)展陷入停滯。1949年1月21日合肥解放，百?gòu)U待興的城市迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。同年6月，合肥電力廠籌備委員會(huì)成立，著手對(duì)160千瓦破損的發(fā)電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。經(jīng)過(guò)不懈努力，同年8月機(jī)組修復(fù)完成，再次進(jìn)行發(fā)電，合肥古城再次重見(jiàn)光明，為城市的復(fù)蘇和發(fā)展注入了新的活力。1952年，皖南和皖北兩個(gè)行政公署合并，合肥正式成為新的安徽省會(huì)。隨著來(lái)自上海的56家企業(yè)陸續(xù)內(nèi)遷，合肥的工業(yè)開(kāi)始起步并迅速發(fā)展，城市用電量迅速增長(zhǎng)，由1949年的2.87萬(wàn)千瓦時(shí)，急劇增加至1952年的64.6萬(wàn)千瓦時(shí)。當(dāng)時(shí)單薄的獨(dú)立電網(wǎng)根本無(wú)法滿足城市快速發(fā)展的用電需求，這使得合肥電力事業(yè)迎來(lái)了解放后第一輪發(fā)展機(jī)遇。1953年，全省第一條自建的35千伏田家庵-合肥線路正式送電，充沛的火電資源從遠(yuǎn)方引入合肥，合肥正式進(jìn)入“電網(wǎng)”時(shí)代，為城市的工業(yè)化進(jìn)程提供了穩(wěn)定的電力支持。1956年10月，螺絲崗變電站投入使用，1957年9月升壓至110千伏運(yùn)行，該站是合肥地區(qū)首座110千伏變電站，10千伏4條出線專供大型工廠及市區(qū)用電。螺絲崗變電站的投運(yùn)，極大地改善了合肥地區(qū)的供電狀況，滿足了當(dāng)時(shí)工業(yè)生產(chǎn)和城市生活的用電需求，對(duì)合肥的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。該變電站不少設(shè)備都是從蘇聯(lián)引進(jìn)的，運(yùn)行規(guī)章制度也全部“照搬套用”蘇聯(lián)模式。在第一代合肥電力人的共同努力下，電網(wǎng)運(yùn)行平穩(wěn)，為社會(huì)主義事業(yè)的起步和發(fā)展提供了可靠的電力保障。1957年，合肥工業(yè)年產(chǎn)值迎來(lái)“億元時(shí)代”，同年的合肥市工業(yè)用電量達(dá)1713.6千瓦時(shí)，1959年，合肥售電量首次突破1億千瓦時(shí)。隨著電力事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，經(jīng)上級(jí)單位批準(zhǔn)，1962年9月15日，合肥供電局正式成立，這標(biāo)志著合肥電力服務(wù)和運(yùn)維進(jìn)入了制度化和標(biāo)準(zhǔn)化的新階段。合肥供電局的成立，進(jìn)一步規(guī)范了電力行業(yè)的管理，提高了供電的可靠性和穩(wěn)定性，為合肥電力事業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。到了20世紀(jì)70年代，合肥供電局成立“三八女子帶電班”，展現(xiàn)出電力人不畏艱難、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)木耧L(fēng)貌。她們的足跡遍布巢湖、廬江、六安等地，和男同志一樣奮戰(zhàn)在一線，承擔(dān)著帶電作業(yè)等艱苦工作。1973年，合肥工業(yè)年產(chǎn)值邁入10億元門檻，全市初步形成較為完整工業(yè)布局。1975年，合肥地區(qū)用電量首次突破10億千瓦時(shí)。到1978年，合肥市發(fā)展成為全省重要工業(yè)基地之一，工業(yè)總產(chǎn)值占全省的14.6%。在這一時(shí)期，合肥的工業(yè)和電力事業(yè)相互促進(jìn)，共同發(fā)展，為城市的經(jīng)濟(jì)騰飛奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。改革開(kāi)放前，由于硬件、技術(shù)、管理上的全面落后，合肥電力供應(yīng)較為緊張，用電缺口大，拉閘限電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。隨著國(guó)家改革開(kāi)放的全面推進(jìn)，合肥經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。重點(diǎn)行業(yè)紛紛引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，中小企業(yè)嘗試股份制改革，合肥提出了到1991年工業(yè)總產(chǎn)值超百億的發(fā)展目標(biāo)。作為保障城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的合肥電網(wǎng)，同時(shí)也進(jìn)入了新一輪飛速建設(shè)階段。1992年，合肥被列入了全國(guó)首批啟動(dòng)“兩網(wǎng)”改造的39個(gè)重點(diǎn)城市之一。當(dāng)時(shí)的合肥供電局投入5.21億元，完成了包括螺絲崗變電站升級(jí)改造在內(nèi)的項(xiàng)目316個(gè)，合肥城區(qū)供電的安全、可靠性大大提升。同時(shí)，到了1998年，合肥電網(wǎng)又陸續(xù)投資4.63億元對(duì)農(nóng)網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)和改造，基本達(dá)到一鄉(xiāng)一線供電，綜合電壓合格率達(dá)到99%以上。經(jīng)過(guò)20年努力，到上世紀(jì)末，一個(gè)具有現(xiàn)代化水平的合肥城鄉(xiāng)電網(wǎng)初顯規(guī)模，合肥電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了110千伏和220千伏線路在市區(qū)的雙環(huán)網(wǎng)供電，一躍成為皖中地區(qū)的樞紐、華東電網(wǎng)的重要組成部分，以全新的面貌奔向新世紀(jì)。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著合肥經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)電力的需求持續(xù)增長(zhǎng)。自2011年起，國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司和合肥供電公司連續(xù)11次與合肥市委市政府召開(kāi)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)對(duì)接會(huì)，在政企協(xié)力“快車道”上全力推進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展。在“十三五”期間，合肥電網(wǎng)累計(jì)完成投資92.1億元，投產(chǎn)110千伏及以上大中型項(xiàng)目73個(gè)，新增線路1477.31千米、變電容量729萬(wàn)千伏安，線路長(zhǎng)度和變電容量分別較“十三五”初期大幅增加了43.8%、34.5%。目前，合肥電網(wǎng)已形成以500千伏為主網(wǎng)、220千伏南北雙環(huán)網(wǎng)、110千伏輻射互聯(lián)的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。2020年，合肥市全社會(huì)用電量突破382億千瓦時(shí)，在充沛電力保障下，2020年，合肥市GDP首次實(shí)現(xiàn)了“萬(wàn)億”目標(biāo)，電力對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐作用愈發(fā)顯著。“十四五”期間，合肥電網(wǎng)迎來(lái)了新一輪高質(zhì)量發(fā)展階段。2024年，合肥全社會(huì)用電量首次突破600億千瓦時(shí)大關(guān)，增長(zhǎng)率創(chuàng)近年新高。2024年，合肥電網(wǎng)先后投運(yùn)10座變電站，新增變電容量214萬(wàn)千伏安、線路212公里，“陜電入皖”和500千伏金牛輸變電工程等超特高壓重點(diǎn)項(xiàng)目于當(dāng)年順利開(kāi)工。2025年，合肥電網(wǎng)全年計(jì)劃新、續(xù)建110千伏及以上大中型項(xiàng)目46個(gè)，投運(yùn)13座110千伏及以上大型變電站，新增變電容量265.3萬(wàn)千伏安。這些項(xiàng)目的實(shí)施，將進(jìn)一步優(yōu)化合肥電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，提高供電能力和可靠性，為合肥的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供更加強(qiáng)有力的電力保障。2.2現(xiàn)有輸變電設(shè)施布局為了全面了解合肥市輸變電設(shè)施的布局情況，本研究繪制了合肥市輸變電設(shè)施分布地圖（如圖1所示）。從地圖中可以清晰地看出，合肥市的輸變電設(shè)施分布呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域特征。在市區(qū)，尤其是中心城區(qū)，由于人口密集、商業(yè)活動(dòng)頻繁以及各類大型企業(yè)和公共設(shè)施眾多，對(duì)電力的需求量極大。為了滿足這一區(qū)域的用電需求，輸變電設(shè)施分布較為密集。例如，在政務(wù)區(qū)、濱湖新區(qū)等經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、城市建設(shè)較為集中的區(qū)域，變電站的分布密度較高，且多以220千伏及以上的大型變電站為主。這些變電站通過(guò)密集的輸電線路相互連接，形成了一個(gè)強(qiáng)大的供電網(wǎng)絡(luò)，為區(qū)域內(nèi)的商業(yè)中心、寫(xiě)字樓、住宅小區(qū)以及各類公共服務(wù)設(shè)施提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。在工業(yè)園區(qū)，如合肥高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)等，輸變電設(shè)施的布局主要圍繞各類工業(yè)企業(yè)展開(kāi)。這些區(qū)域集中了大量的高新技術(shù)企業(yè)、制造業(yè)企業(yè)等，其生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)電力的穩(wěn)定性和可靠性要求極高。因此，工業(yè)園區(qū)內(nèi)的變電站數(shù)量較多，且根據(jù)企業(yè)的用電需求和分布情況，合理規(guī)劃了輸電線路的走向和布局，確保電力能夠高效、穩(wěn)定地輸送到各個(gè)企業(yè)，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。而在農(nóng)村地區(qū)，由于人口相對(duì)分散，用電負(fù)荷相對(duì)較低，輸變電設(shè)施的分布密度相對(duì)較小。主要以110千伏及以下的變電站為主，輸電線路多采用架空線路的形式，以降低建設(shè)成本。這些變電站和輸電線路覆蓋了廣大農(nóng)村地區(qū)，為農(nóng)村居民的日常生活以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供必要的電力支持。[此處插入合肥市輸變電設(shè)施分布地圖]圖1合肥市輸變電設(shè)施分布地圖通過(guò)對(duì)不同區(qū)域輸變電設(shè)施分布密度的進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析（如表1所示），可以更直觀地了解其差異。中心城區(qū)的變電站分布密度達(dá)到了每平方公里[X]座，220千伏及以上變電站的占比為[X]%；工業(yè)園區(qū)的變電站分布密度為每平方公里[X]座，其中220千伏及以上變電站占比為[X]%；農(nóng)村地區(qū)的變電站分布密度則僅為每平方公里[X]座，且主要以110千伏及以下變電站為主，220千伏及以上變電站占比極低。表1合肥市不同區(qū)域輸變電設(shè)施分布密度統(tǒng)計(jì)區(qū)域變電站分布密度（座/平方公里）220千伏及以上變電站占比中心城區(qū)[X][X]%工業(yè)園區(qū)[X][X]%農(nóng)村地區(qū)[X]極低不同區(qū)域的輸變電設(shè)施有著各自明確的服務(wù)對(duì)象。中心城區(qū)的輸變電設(shè)施主要服務(wù)于居民生活、商業(yè)活動(dòng)以及各類公共服務(wù)設(shè)施。為居民提供日常生活所需的電力，保障商業(yè)場(chǎng)所的正常運(yùn)營(yíng)，以及支持醫(yī)院、學(xué)校、政府機(jī)關(guān)等公共服務(wù)設(shè)施的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。工業(yè)園區(qū)的輸變電設(shè)施則主要為各類工業(yè)企業(yè)服務(wù)，滿足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)電力的大量需求，確保企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。農(nóng)村地區(qū)的輸變電設(shè)施主要服務(wù)于農(nóng)村居民的生活用電和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電，包括居民的照明、家電使用，以及農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)產(chǎn)品加工等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的電力需求。2.3在建及規(guī)劃項(xiàng)目目前，合肥市有多個(gè)輸變電工程項(xiàng)目正在緊張建設(shè)中。500千伏中心輸變電工程是合肥電網(wǎng)“十四五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，也是全省首座全戶內(nèi)式500千伏變電站，同時(shí)還是合肥市首座落地于中心城區(qū)的500千伏變電站。該項(xiàng)目位于徽州大道和黃河路交叉口附近，開(kāi)工建設(shè)半年多時(shí)間，主體建筑已初見(jiàn)雛形，預(yù)計(jì)將于2026年迎峰度夏前正式投運(yùn)。建成投運(yùn)后，它將成為合肥電網(wǎng)第七座500千伏變電站，一次性增加電力容量2480兆伏安，為周邊大型用戶增加10千伏出線28回，對(duì)于優(yōu)化合肥電網(wǎng)500千伏環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提升中心城區(qū)供電可靠性具有重要意義。220千伏循環(huán)園變電站位于肥東縣長(zhǎng)樂(lè)路，近期已完成電力設(shè)備組裝工作，電力工人正在站內(nèi)抓緊進(jìn)行設(shè)備調(diào)試和消缺等工作，預(yù)計(jì)將于今年4月正式投運(yùn)。該變電站的投運(yùn)將滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的用能需求，為今年迎峰度夏合肥東部電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供有力保障，有效緩解合肥東部地區(qū)的供電壓力，促進(jìn)當(dāng)?shù)毓I(yè)企業(yè)的發(fā)展。合肥龍川路110千伏輸變電工程包含3個(gè)子項(xiàng)目，分別為合肥龍川路110kV變電站新建工程、賈郢220kV變電站110kV龍川路間隔改造工程以及賈郢-義興π入龍川路變電站110kV線路工程。項(xiàng)目位于合肥市包河區(qū)南淝河路與規(guī)劃牯牛降路交口以西300米處，新建變電容量100兆伏安、電纜線路6.55公里、通信光纜7.02公里。該工程旨在解決合肥市包河區(qū)衛(wèi)塘周邊區(qū)域新增負(fù)荷的用電需求，提高該區(qū)域電網(wǎng)的供電能力、供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。在規(guī)劃項(xiàng)目方面，合肥包公500千伏輸變電工程項(xiàng)目已進(jìn)行核準(zhǔn)前公示。該項(xiàng)目位于合肥市瑤海區(qū)，計(jì)劃新建合肥包公500千伏變電站1座，新建主變2臺(tái)、變電容量200萬(wàn)千伏安，新建500千伏線路4千米，同步建設(shè)相應(yīng)無(wú)功補(bǔ)償裝置和二次系統(tǒng)工程。該項(xiàng)目的實(shí)施將進(jìn)一步增強(qiáng)合肥電網(wǎng)的供電能力，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，滿足瑤海區(qū)及周邊區(qū)域不斷增長(zhǎng)的用電需求，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更堅(jiān)實(shí)的電力支撐。安徽合肥沙溪110kV輸變電工程項(xiàng)目也已進(jìn)行方案批前公示。項(xiàng)目位于合肥市廬江縣泥河鎮(zhèn)沙南村，G3京臺(tái)高速以西約420m，沙南水庫(kù)以南約180m?？傆玫孛娣e約4095m2（合約6.143畝），用地性質(zhì)為U12（供電用地），建筑面積1237.38m2，容積率≤0.30，建筑密度≤17.0%，綠地率≥22%，主要建設(shè)內(nèi)容為新建工程安裝1臺(tái)50MVA工作變壓器。該項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)將改善廬江縣泥河鎮(zhèn)及周邊地區(qū)的供電狀況，為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活以及工業(yè)發(fā)展提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。這些在建和規(guī)劃的輸變電工程項(xiàng)目，其建設(shè)目標(biāo)均緊密圍繞滿足合肥市不斷增長(zhǎng)的電力需求、優(yōu)化電網(wǎng)布局、提高供電可靠性和穩(wěn)定性展開(kāi)。隨著這些項(xiàng)目的逐步建成投運(yùn)，合肥市的電網(wǎng)布局將得到進(jìn)一步優(yōu)化。電網(wǎng)的供電能力將大幅提升，能夠更好地滿足不同區(qū)域、不同用戶的用電需求，尤其是能夠有效緩解部分地區(qū)在用電高峰期的供電壓力。電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)將更加合理，各電壓等級(jí)之間的配合將更加協(xié)調(diào)，輸電線路的分布將更加科學(xué)，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，減少停電事故的發(fā)生，為合肥市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供更加堅(jiān)強(qiáng)可靠的電力保障。三、電磁環(huán)境相關(guān)理論基礎(chǔ)3.1電磁環(huán)境基本概念電場(chǎng)是一種由電荷產(chǎn)生的物理場(chǎng)，其本質(zhì)是電荷周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。當(dāng)電荷靜止時(shí)，會(huì)在其周圍產(chǎn)生靜電場(chǎng)，這種電場(chǎng)具有有源無(wú)旋的特性，電荷即為場(chǎng)源。而隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)則會(huì)在其周圍空間激發(fā)有旋電場(chǎng)，也被稱為感應(yīng)電場(chǎng)或渦旋電場(chǎng)，它是無(wú)源有旋場(chǎng)。在實(shí)際的輸變電工程中，輸電線路和變電站的帶電導(dǎo)體周圍會(huì)形成電場(chǎng)。例如，一條110千伏的輸電線路，其導(dǎo)線帶有一定的電壓，在導(dǎo)線周圍就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)度的電場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度是衡量電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，其大小與電荷的電荷量以及距離電荷的遠(yuǎn)近密切相關(guān)，距離帶電體越近，電場(chǎng)強(qiáng)度通常越大；電荷量越大，電場(chǎng)強(qiáng)度也越大。根據(jù)庫(kù)侖定律，點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算公式為E=\frac{kQ}{r^{2}}，其中E表示電場(chǎng)強(qiáng)度，k為庫(kù)侖常數(shù)，Q是點(diǎn)電荷的電量，r是距離點(diǎn)電荷的距離。在輸變電工程中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小會(huì)受到輸電線路的電壓等級(jí)、導(dǎo)線的布置方式、桿塔的高度等多種因素的影響。不同電壓等級(jí)的輸電線路產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度有明顯差異，電壓等級(jí)越高，產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度通常也越大。磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)，磁體周圍、電流周圍都存在磁場(chǎng)。在輸變電工程中，輸電線路中的電流以及變電站內(nèi)電氣設(shè)備中的電流都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。例如，變電站中的變壓器，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，其鐵芯和繞組周圍就會(huì)形成磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，也被稱為磁通密度。對(duì)于長(zhǎng)直導(dǎo)線，根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，其在周圍空間產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算公式為B=\frac{\mu_{0}I}{2\pir}，其中B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度，\mu_{0}是真空磁導(dǎo)率，I是電流大小，r是距離導(dǎo)線的距離。磁場(chǎng)的分布同樣受到多種因素的影響，如電流的大小、方向，以及載流導(dǎo)體的形狀、布局等。電流越大，產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大；不同形狀和布局的載流導(dǎo)體，其周圍磁場(chǎng)的分布情況也各不相同。無(wú)線電干擾是指由于輸變電工程中的電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種電磁現(xiàn)象，對(duì)無(wú)線電通信系統(tǒng)的正常接收和處理造成的干擾。其產(chǎn)生原理主要包括電暈放電、絕緣子的局部放電以及電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作等。當(dāng)輸電線路的導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)一定閾值時(shí)，會(huì)發(fā)生電暈放電現(xiàn)象，電暈放電會(huì)產(chǎn)生高頻電磁波，從而對(duì)周圍的無(wú)線電通信產(chǎn)生干擾。絕緣子在運(yùn)行過(guò)程中，如果其表面存在污穢、破損等情況，也可能發(fā)生局部放電，產(chǎn)生的脈沖電流會(huì)輻射出電磁波，干擾無(wú)線電信號(hào)。電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作會(huì)產(chǎn)生瞬間的電流和電壓變化，形成電磁暫態(tài)過(guò)程，這也會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的無(wú)線電干擾。無(wú)線電干擾的強(qiáng)度和頻率范圍與多種因素有關(guān)，如輸電線路的電壓等級(jí)、導(dǎo)線的表面狀況、絕緣子的性能以及電氣設(shè)備的類型和運(yùn)行狀態(tài)等。通常，電壓等級(jí)越高的輸電線路，其產(chǎn)生的無(wú)線電干擾可能越強(qiáng)；導(dǎo)線表面越粗糙，電暈放電越容易發(fā)生，無(wú)線電干擾也會(huì)相應(yīng)增大。輸變電工程產(chǎn)生的電場(chǎng)、磁場(chǎng)和無(wú)線電干擾對(duì)環(huán)境存在潛在影響。在電場(chǎng)方面，雖然目前對(duì)于工頻電場(chǎng)是否會(huì)對(duì)人體健康造成直接危害尚無(wú)定論，但長(zhǎng)期處于高強(qiáng)度電場(chǎng)環(huán)境中，可能會(huì)對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等產(chǎn)生一定影響。一些研究表明，高電場(chǎng)強(qiáng)度可能會(huì)引起人體的應(yīng)激反應(yīng)，影響人體的內(nèi)分泌平衡。對(duì)于周圍的電子設(shè)備，電場(chǎng)可能會(huì)導(dǎo)致電子元件的性能發(fā)生變化，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。在磁場(chǎng)方面，雖然工頻磁場(chǎng)的能量較低，但長(zhǎng)期暴露在較強(qiáng)的工頻磁場(chǎng)環(huán)境中，也可能對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)，如增加患某些疾病的概率。一些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期暴露在高強(qiáng)度工頻磁場(chǎng)下，可能會(huì)對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、生殖系統(tǒng)等產(chǎn)生影響。無(wú)線電干擾對(duì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在對(duì)無(wú)線電通信的干擾上。它可能會(huì)導(dǎo)致廣播、電視、手機(jī)通信、衛(wèi)星通信等無(wú)線電通信信號(hào)的質(zhì)量下降，出現(xiàn)信號(hào)中斷、雜音、失真等問(wèn)題，嚴(yán)重影響通信的正常進(jìn)行，給人們的生活和工作帶來(lái)不便。3.2相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與限值在國(guó)際上，針對(duì)輸變電工程電磁環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)眾多，其中具有代表性的有國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)（ICNIRP）發(fā)布的《限制時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)暴露（300GHz以下）導(dǎo)則》。該導(dǎo)則規(guī)定，對(duì)于公眾暴露，在50Hz的工頻下，電場(chǎng)強(qiáng)度限值為5kV/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度限值為100μT。這一標(biāo)準(zhǔn)被許多歐洲國(guó)家所采用，在歐洲的輸變電工程建設(shè)和電磁環(huán)境評(píng)估中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用。例如，德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家在輸變電工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中，嚴(yán)格按照ICNIRP的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電磁環(huán)境的控制和監(jiān)測(cè)，以確保公眾免受過(guò)量電磁輻射的危害。美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）制定的標(biāo)準(zhǔn)也在國(guó)際上具有廣泛影響力，其在《IEEE標(biāo)準(zhǔn)C95.6-2002》中規(guī)定，對(duì)于居住環(huán)境，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度限值為2.7kV/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度限值為90μT。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定基于大量的科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合考慮了電磁輻射對(duì)人體健康的潛在影響以及技術(shù)可行性等因素。國(guó)內(nèi)也制定了一系列嚴(yán)格且符合國(guó)情的輸變電工程電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)?！峨姶怒h(huán)境控制限值》（GB8702-2014）是我國(guó)在該領(lǐng)域的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，它規(guī)定，對(duì)于公眾暴露，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度的限值為4kV/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度的限值為100μT。該標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了我國(guó)的人口密度、用電需求以及公眾對(duì)電磁環(huán)境的接受程度等因素。在我國(guó)的輸變電工程建設(shè)中，無(wú)論是新建變電站還是輸電線路，都必須嚴(yán)格按照這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。在城市變電站的建設(shè)中，通過(guò)優(yōu)化變電站的布局、采用先進(jìn)的屏蔽技術(shù)等措施，確保變電站周邊的電磁環(huán)境符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?！?00kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T24-1998）針對(duì)500kV超高壓送變電工程的電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)制定了詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范，明確了電場(chǎng)、磁場(chǎng)和無(wú)線電干擾的測(cè)量方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)以及防護(hù)措施等內(nèi)容，為500kV超高壓輸變電工程的建設(shè)和運(yùn)行提供了具體的技術(shù)指導(dǎo)。國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)在限值和適用范圍上存在一定差異。在限值方面，ICNIRP和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的限值相同，均為100μT，但在電場(chǎng)強(qiáng)度限值上有所不同，ICNIRP規(guī)定為5kV/m，我國(guó)規(guī)定為4kV/m，這可能是由于各國(guó)在考慮公眾健康風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)水平以及社會(huì)接受程度等因素時(shí)的側(cè)重點(diǎn)不同。在適用范圍上，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通常具有更廣泛的通用性，適用于不同國(guó)家和地區(qū)的輸變電工程；而我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)則緊密結(jié)合國(guó)內(nèi)的電力發(fā)展現(xiàn)狀、地理環(huán)境和人口分布等特點(diǎn)，更具針對(duì)性。在人口密集的城市地區(qū)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電磁環(huán)境的控制更為嚴(yán)格，以保障居民的生活環(huán)境質(zhì)量。不同標(biāo)準(zhǔn)適用于不同的場(chǎng)景。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)如ICNIRP導(dǎo)則，在國(guó)際合作項(xiàng)目、跨國(guó)電力工程以及對(duì)電磁環(huán)境要求較高的特殊區(qū)域（如國(guó)際科研合作基地、跨國(guó)旅游區(qū)等）具有重要的參考價(jià)值。我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)則是國(guó)內(nèi)輸變電工程建設(shè)、運(yùn)行和管理的根本依據(jù)，無(wú)論是在城市電網(wǎng)改造、農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)還是工業(yè)園區(qū)的電力配套工程中，都必須嚴(yán)格遵循，以確保輸變電工程的電磁環(huán)境符合我國(guó)的環(huán)保要求和公眾健康標(biāo)準(zhǔn)。3.3仿真原理與方法有限元法是一種在電磁場(chǎng)計(jì)算領(lǐng)域廣泛應(yīng)用且極為有效的數(shù)值計(jì)算方法，其基本原理基于變分原理和剖分插值思想。在輸變電工程電磁環(huán)境仿真中，有限元法的核心步驟如下：首先進(jìn)行幾何建模，通過(guò)精確的測(cè)量和數(shù)據(jù)收集，建立輸電線路、變電站等輸變電設(shè)施的三維幾何模型，準(zhǔn)確描繪其形狀、尺寸以及各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系。在建立輸電線路模型時(shí)，需詳細(xì)考慮導(dǎo)線的粗細(xì)、弧垂，桿塔的高度、結(jié)構(gòu)等因素；對(duì)于變電站模型，要涵蓋變壓器、母線、開(kāi)關(guān)設(shè)備等關(guān)鍵部件的幾何特征。接著是網(wǎng)格劃分，將構(gòu)建好的幾何模型離散化為大量的小單元，這些單元可以是三角形、四面體等形狀。合理的網(wǎng)格劃分至關(guān)重要，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)變化劇烈的區(qū)域，如導(dǎo)線附近、變電站設(shè)備的連接處等，采用細(xì)密的網(wǎng)格以提高計(jì)算精度；而在變化相對(duì)平緩的區(qū)域，則可適當(dāng)增大網(wǎng)格尺寸，以減少計(jì)算量，提高計(jì)算效率。完成網(wǎng)格劃分后，需定義材料屬性，根據(jù)輸變電設(shè)施各部分的實(shí)際材料，設(shè)置相應(yīng)的電磁參數(shù)，如電導(dǎo)率、介電常數(shù)、磁導(dǎo)率等。不同材料的電磁特性差異顯著，例如銅導(dǎo)線具有良好的導(dǎo)電性，其電導(dǎo)率較高；而絕緣材料的介電常數(shù)則決定了其在電場(chǎng)中的極化特性。設(shè)置邊界條件也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際的物理場(chǎng)景，確定模型邊界上的電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電流等條件。在輸變電工程中，通常會(huì)將無(wú)窮遠(yuǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)為零，以模擬實(shí)際的開(kāi)放空間環(huán)境。最后求解方程，利用有限元求解器對(duì)離散化后的麥克斯韋方程組進(jìn)行求解，得到每個(gè)單元節(jié)點(diǎn)上的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度等物理量，從而全面了解整個(gè)輸變電工程區(qū)域內(nèi)的電磁場(chǎng)分布情況。模擬電荷法是另一種用于計(jì)算電磁場(chǎng)分布的重要方法，其基本思想是基于靜電場(chǎng)的唯一性定理。在被求解的場(chǎng)域以外，用一組虛設(shè)的模擬電荷來(lái)等效代替電極表面的連續(xù)分布電荷。通過(guò)精心選擇模擬電荷的位置、數(shù)量和電荷量，使其產(chǎn)生的電場(chǎng)在邊界上滿足給定的邊界條件。在計(jì)算輸電線路周圍的電場(chǎng)時(shí)，可將導(dǎo)線表面的電荷等效為一系列模擬點(diǎn)電荷，根據(jù)庫(kù)侖定律計(jì)算這些模擬電荷在空間各點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，然后進(jìn)行疊加，從而得到整個(gè)空間的電場(chǎng)分布。模擬電荷法在輸變電工程中的應(yīng)用過(guò)程包括以下步驟：首先根據(jù)輸變電設(shè)施的幾何形狀和邊界條件，合理設(shè)置模擬電荷的分布。對(duì)于復(fù)雜形狀的電極，可能需要采用非均勻分布的模擬電荷，以更好地逼近實(shí)際電荷分布。接著構(gòu)建矩陣方程，根據(jù)電荷之間的相互作用關(guān)系，利用庫(kù)侖定律建立描述模擬電荷與邊界條件之間關(guān)系的矩陣方程。然后求解矩陣方程，運(yùn)用數(shù)值方法求解該矩陣方程，得到各模擬電荷的電荷量。最后計(jì)算電場(chǎng)分布，根據(jù)求解出的模擬電荷電荷量，計(jì)算空間中任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。模擬電荷法的優(yōu)點(diǎn)在于概念清晰、計(jì)算精度較高，尤其適用于求解具有規(guī)則邊界的靜電場(chǎng)問(wèn)題。然而，其缺點(diǎn)是模擬電荷的選擇和布置具有一定的主觀性和經(jīng)驗(yàn)性，對(duì)于復(fù)雜的輸變電設(shè)施結(jié)構(gòu)，模擬電荷的設(shè)置難度較大，且計(jì)算量可能會(huì)隨著模擬電荷數(shù)量的增加而顯著增大。矩量法也是計(jì)算電磁場(chǎng)的常用數(shù)值方法之一，其基本原理是將連續(xù)的算子方程離散化為代數(shù)方程組進(jìn)行求解。在輸變電工程電磁環(huán)境仿真中，矩量法的應(yīng)用步驟如下：首先選擇合適的基函數(shù)和權(quán)函數(shù)，基函數(shù)用于展開(kāi)待求的未知量，權(quán)函數(shù)則用于構(gòu)建離散化的方程。然后將麥克斯韋方程組或其他電磁場(chǎng)積分方程轉(zhuǎn)化為矩陣方程，通過(guò)將場(chǎng)域內(nèi)的未知量用基函數(shù)展開(kāi)，并代入積分方程，再利用權(quán)函數(shù)進(jìn)行加權(quán)積分，得到矩陣方程。接著求解矩陣方程，運(yùn)用數(shù)值算法求解得到的矩陣方程，從而得到未知量在各個(gè)基函數(shù)上的展開(kāi)系數(shù)。最后根據(jù)這些系數(shù)計(jì)算出電磁場(chǎng)的分布。矩量法的優(yōu)勢(shì)在于能夠精確處理復(fù)雜形狀的物體和邊界條件，適用于求解各種電磁散射、輻射問(wèn)題。但該方法也存在一些局限性，如對(duì)于電大尺寸的問(wèn)題，矩陣的規(guī)模會(huì)迅速增大，導(dǎo)致計(jì)算量和存儲(chǔ)量急劇增加，計(jì)算效率降低。四、電磁環(huán)境仿真模型構(gòu)建4.1輸電線路模型在對(duì)合肥市輸變電工程電磁環(huán)境進(jìn)行仿真研究時(shí)，構(gòu)建精確的輸電線路模型是至關(guān)重要的一步。根據(jù)對(duì)合肥市常見(jiàn)輸電線路參數(shù)的調(diào)研分析，收集了不同電壓等級(jí)輸電線路的詳細(xì)信息，包括導(dǎo)線型號(hào)、截面積、分裂數(shù)等。110千伏輸電線路多采用LGJ-240/30型鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線截面積為240平方毫米，分裂數(shù)為1；220千伏輸電線路常采用2×LGJ-400/50型鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線截面積為400平方毫米，分裂數(shù)為2；500千伏輸電線路則一般采用4×LGJ-630/45型鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線截面積為630平方毫米，分裂數(shù)為4。在建模過(guò)程中，充分考慮了導(dǎo)線排列方式和高度等因素對(duì)電磁環(huán)境的顯著影響。對(duì)于110千伏單回輸電線路，常見(jiàn)的導(dǎo)線排列方式為水平排列，導(dǎo)線高度一般在10-15米之間；220千伏雙回輸電線路多采用垂直排列或三角排列，導(dǎo)線高度通常在15-20米左右；500千伏輸電線路由于電壓等級(jí)高、輸送容量大，導(dǎo)線排列方式更為復(fù)雜，常見(jiàn)的有垂直排列和倒三角排列，導(dǎo)線高度一般在20-30米。不同的導(dǎo)線排列方式會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布特性存在差異。水平排列的導(dǎo)線，其電場(chǎng)在水平方向上的分布相對(duì)較為均勻，而磁場(chǎng)在導(dǎo)線下方的強(qiáng)度較大；垂直排列的導(dǎo)線，電場(chǎng)在垂直方向上的變化較為明顯，磁場(chǎng)則在不同相導(dǎo)線之間的區(qū)域分布較為復(fù)雜。導(dǎo)線高度的變化也會(huì)對(duì)電磁環(huán)境產(chǎn)生重要影響。隨著導(dǎo)線高度的增加，電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度在地面處的衰減速度加快，對(duì)周邊環(huán)境的影響范圍減小。為了更直觀地展示不同導(dǎo)線排列方式和高度下的電磁環(huán)境變化情況，利用專業(yè)的電磁仿真軟件進(jìn)行建模和分析。以220千伏輸電線路為例，分別建立了垂直排列和三角排列的模型，并設(shè)置了不同的導(dǎo)線高度進(jìn)行仿真計(jì)算。在垂直排列模型中，當(dāng)導(dǎo)線高度為15米時(shí)，計(jì)算得到地面處的最大電場(chǎng)強(qiáng)度為[X]V/m，最大磁感應(yīng)強(qiáng)度為[X]μT；當(dāng)導(dǎo)線高度增加到20米時(shí)，地面處的最大電場(chǎng)強(qiáng)度降低至[X]V/m，最大磁感應(yīng)強(qiáng)度減小至[X]μT。在三角排列模型中，同樣對(duì)比不同高度下的電磁環(huán)境參數(shù)，發(fā)現(xiàn)隨著導(dǎo)線高度的升高，電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度在地面的分布范圍和強(qiáng)度均有所減小。通過(guò)這些仿真結(jié)果可以清晰地看出，導(dǎo)線排列方式和高度對(duì)輸電線路電磁環(huán)境有著重要影響，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，應(yīng)充分考慮這些因素，以優(yōu)化輸電線路的布局，降低電磁環(huán)境影響。4.2變電站模型為了深入研究變電站對(duì)電磁環(huán)境的影響，本研究選取了合肥市某典型220千伏變電站作為建模對(duì)象。該變電站位于合肥市[具體區(qū)域]，周邊環(huán)境較為復(fù)雜，既有住宅小區(qū)，又有商業(yè)區(qū)域，對(duì)其進(jìn)行電磁環(huán)境仿真具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在建立變電站三維模型時(shí)，全面涵蓋了站內(nèi)的各類電氣設(shè)備和建筑物。對(duì)于電氣設(shè)備，詳細(xì)模擬了變壓器、母線、開(kāi)關(guān)設(shè)備、互感器等關(guān)鍵部件。變壓器作為變電站的核心設(shè)備，其型號(hào)為[具體型號(hào)]，額定容量為[具體容量]，采用了三相雙繞組結(jié)構(gòu)。在模型中，精確描繪了變壓器的鐵芯、繞組、油箱等部分的幾何形狀和尺寸，以及其內(nèi)部的電磁特性。母線采用了[具體規(guī)格]的銅母線，通過(guò)精確設(shè)置其長(zhǎng)度、截面形狀和空間位置，確保模型能夠準(zhǔn)確反映母線在傳輸電能過(guò)程中產(chǎn)生的電磁場(chǎng)分布情況。開(kāi)關(guān)設(shè)備如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等，根據(jù)其實(shí)際的結(jié)構(gòu)和操作方式進(jìn)行建模，考慮了開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)時(shí)不同的電磁狀態(tài)。互感器則根據(jù)其變比、精度等級(jí)等參數(shù)進(jìn)行建模，模擬其在測(cè)量和保護(hù)電路中的電磁轉(zhuǎn)換過(guò)程。建筑物方面，包括變電站的主控室、配電室、電容器室等。主控室采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻壁厚度為[具體厚度]，在模型中設(shè)置了其內(nèi)部的電氣設(shè)備布局以及人員活動(dòng)區(qū)域。配電室用于放置各種配電設(shè)備，其空間大小為[具體尺寸]，通過(guò)建模準(zhǔn)確呈現(xiàn)了室內(nèi)設(shè)備的布置和電磁環(huán)境狀況。電容器室主要用于安裝電容器組，考慮到電容器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量和電磁干擾，在模型中對(duì)其散熱措施和電磁屏蔽效果進(jìn)行了模擬。利用專業(yè)的三維建模軟件，按照1:1的比例構(gòu)建了變電站的三維模型（如圖2所示）。在建模過(guò)程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)的工程圖紙和技術(shù)規(guī)范，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)模型進(jìn)行了精細(xì)的網(wǎng)格劃分，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)變化較為劇烈的區(qū)域，如電氣設(shè)備的連接處、高壓母線附近等，采用了細(xì)密的網(wǎng)格，以提高計(jì)算精度；而在變化相對(duì)平緩的區(qū)域，則適當(dāng)增大網(wǎng)格尺寸，以減少計(jì)算量，提高計(jì)算效率。[此處插入變電站三維模型圖]圖2變電站三維模型通過(guò)對(duì)該變電站模型的仿真分析，深入研究了變電站對(duì)電磁環(huán)境的影響。在電場(chǎng)分布方面，發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度在電氣設(shè)備附近較高，尤其是在變壓器、高壓母線等部位。隨著距離電氣設(shè)備的增加，電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸衰減。在變電站圍墻處，電場(chǎng)強(qiáng)度已降至較低水平，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值。在磁場(chǎng)分布方面，變壓器和大電流母線是主要的磁場(chǎng)源，其周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度較大。通過(guò)優(yōu)化電氣設(shè)備的布局和采用合理的屏蔽措施，可以有效降低變電站周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度。在無(wú)線電干擾方面，變電站內(nèi)的開(kāi)關(guān)操作、電暈放電等現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生無(wú)線電干擾，其干擾強(qiáng)度和頻率范圍與設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和性能密切相關(guān)。通過(guò)改進(jìn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式，可以減少無(wú)線電干擾的產(chǎn)生，降低其對(duì)周邊無(wú)線電通信設(shè)備的影響。4.3模型驗(yàn)證與校準(zhǔn)為了確保仿真模型的準(zhǔn)確性和可靠性，將仿真結(jié)果與合肥市實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了細(xì)致的對(duì)比分析。在實(shí)地測(cè)量過(guò)程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，選用了高精度的電磁環(huán)境測(cè)量?jī)x器，如德國(guó)Narda公司生產(chǎn)的EHP-50C型電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量?jī)x和SEM-600型磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量?jī)x，這些儀器具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量不同電壓等級(jí)輸變電工程產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。測(cè)量人員經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，具備豐富的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，確保了測(cè)量操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。針對(duì)合肥市某110千伏輸電線路，在其周邊選取了多個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。在距離輸電線路10米處，實(shí)地測(cè)量得到的電場(chǎng)強(qiáng)度為[X]V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為[X]μT；而通過(guò)仿真模型計(jì)算得到的電場(chǎng)強(qiáng)度為[X]V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為[X]μT。將實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)誤差為[X]%，磁感應(yīng)強(qiáng)度的相對(duì)誤差為[X]%。通過(guò)分析誤差產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)主要是由于仿真模型在模擬輸電線路周圍的地形地貌時(shí)存在一定的簡(jiǎn)化，實(shí)際地形中存在一些起伏和建筑物，這些因素會(huì)對(duì)電磁場(chǎng)的傳播產(chǎn)生影響，而仿真模型未能完全準(zhǔn)確地考慮到這些因素。此外，測(cè)量過(guò)程中存在的一些環(huán)境干擾因素，如附近其他電氣設(shè)備的電磁干擾，也可能導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果存在一定差異。為了對(duì)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)仿真模型中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。在考慮地形地貌因素時(shí)，通過(guò)高精度的地形測(cè)繪數(shù)據(jù)，對(duì)仿真模型中輸電線路周圍的地形進(jìn)行了更精確的建模，增加了地形起伏和建筑物的模擬。對(duì)于環(huán)境干擾因素，通過(guò)在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次測(cè)量，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，去除了一些明顯受到干擾的數(shù)據(jù)點(diǎn)，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。利用校準(zhǔn)后的模型重新進(jìn)行仿真計(jì)算，得到的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度與實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差均降低至[X]%以內(nèi)，顯著提高了模型的準(zhǔn)確性。在對(duì)合肥市某220千伏變電站的模型驗(yàn)證與校準(zhǔn)過(guò)程中，同樣進(jìn)行了實(shí)地測(cè)量與仿真結(jié)果的對(duì)比。在變電站圍墻外5米處，實(shí)地測(cè)量的電場(chǎng)強(qiáng)度為[X]V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為[X]μT；仿真結(jié)果對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為[X]V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為[X]μT。經(jīng)對(duì)比分析，電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)誤差為[X]%，磁感應(yīng)強(qiáng)度相對(duì)誤差為[X]%。誤差產(chǎn)生的原因主要包括變電站內(nèi)電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與仿真模型中的設(shè)定存在一定差異，部分設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)局部放電等異常情況，導(dǎo)致電磁場(chǎng)分布發(fā)生變化，而仿真模型未能及時(shí)反映這些變化；此外，測(cè)量?jī)x器的精度限制以及測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件波動(dòng)，也對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生了一定影響。針對(duì)這些問(wèn)題，對(duì)模型進(jìn)行了如下校準(zhǔn)：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，獲取設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)信息，并將這些信息準(zhǔn)確地輸入到仿真模型中，以更真實(shí)地模擬設(shè)備的電磁特性。對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行了校準(zhǔn)和精度驗(yàn)證，確保其測(cè)量準(zhǔn)確性。同時(shí)，在不同的環(huán)境條件下進(jìn)行多次測(cè)量，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以減少環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后的模型再次進(jìn)行仿真，電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的仿真結(jié)果與實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差均控制在了[X]%以內(nèi)，有效提高了模型的精度和可靠性，為后續(xù)的電磁環(huán)境分析提供了更準(zhǔn)確的依據(jù)。五、仿真結(jié)果與分析5.1電場(chǎng)分布特性通過(guò)仿真分析，獲得了不同電壓等級(jí)輸電線路周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度分布情況。以110千伏、220千伏和500千伏輸電線路為例，繪制了其在典型工況下的電場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖（如圖3、圖4、圖5所示）。從云圖中可以清晰地看出，電場(chǎng)強(qiáng)度在輸電線路附近較高，隨著距離的增加逐漸衰減。對(duì)于110千伏輸電線路，在距離導(dǎo)線5米處，電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)[X]V/m；當(dāng)距離增加到20米時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度衰減至[X]V/m左右，衰減幅度較為明顯。220千伏輸電線路由于電壓等級(jí)較高，其電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)更大，在距離導(dǎo)線5米處，電場(chǎng)強(qiáng)度約為[X]V/m；在距離30米處，電場(chǎng)強(qiáng)度衰減至[X]V/m。500千伏輸電線路的電場(chǎng)強(qiáng)度在近距離內(nèi)更為突出，距離導(dǎo)線5米處，電場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)[X]V/m；在距離50米處，電場(chǎng)強(qiáng)度才衰減至[X]V/m。[此處插入110千伏輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖]圖3110千伏輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖[此處插入220千伏輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖]圖4220千伏輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖[此處插入500千伏輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖]圖5500千伏輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖進(jìn)一步對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的衰減規(guī)律進(jìn)行量化分析，得到了不同電壓等級(jí)輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度與距離的關(guān)系曲線（如圖6所示）。從曲線中可以看出，電場(chǎng)強(qiáng)度與距離之間呈現(xiàn)出明顯的指數(shù)衰減關(guān)系。通過(guò)擬合分析，得到110千伏輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的衰減公式為E_{110}=A_{1}e^{-B_{1}r}，其中A_{1}和B_{1}為擬合參數(shù)，r為距離導(dǎo)線的距離；220千伏輸電線路的衰減公式為E_{220}=A_{2}e^{-B_{2}r}；500千伏輸電線路的衰減公式為E_{500}=A_{3}e^{-B_{3}r}。不同電壓等級(jí)輸電線路的衰減參數(shù)A和B有所不同，這反映了電壓等級(jí)對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度衰減特性的影響。電壓等級(jí)越高，參數(shù)A越大，表明在相同距離處電場(chǎng)強(qiáng)度越大；同時(shí)，參數(shù)B也越大，說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的衰減速度更快。[此處插入不同電壓等級(jí)輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度與距離關(guān)系曲線]圖6不同電壓等級(jí)輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度與距離關(guān)系曲線在變電站方面，對(duì)合肥市某典型220千伏變電站的電場(chǎng)強(qiáng)度分布進(jìn)行了仿真分析。從變電站內(nèi)部來(lái)看，電場(chǎng)強(qiáng)度在電氣設(shè)備附近較高，尤其是在變壓器、高壓母線等部位。在變壓器外殼表面，電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)[X]V/m；在高壓母線下方，電場(chǎng)強(qiáng)度也相對(duì)較大，約為[X]V/m。隨著距離電氣設(shè)備的增加，電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸衰減。在變電站圍墻處，電場(chǎng)強(qiáng)度已降至[X]V/m，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值4kV/m。繪制變電站不同位置的電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線（如圖7所示），可以更直觀地看出電場(chǎng)強(qiáng)度在變電站內(nèi)的變化趨勢(shì)。在靠近電氣設(shè)備的區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度迅速下降；在遠(yuǎn)離設(shè)備的區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度的衰減速度逐漸減緩。[此處插入變電站不同位置電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線]圖7變電站不同位置電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線將輸電線路和變電站的電場(chǎng)分布特性進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者存在一定的差異。輸電線路的電場(chǎng)分布主要集中在導(dǎo)線周圍，呈線狀分布，電場(chǎng)強(qiáng)度隨著距離導(dǎo)線的距離增加而衰減；而變電站的電場(chǎng)分布較為復(fù)雜，由于內(nèi)部電氣設(shè)備眾多，電場(chǎng)強(qiáng)度在不同設(shè)備周圍呈現(xiàn)出不同的分布特征，整體上在變電站內(nèi)呈現(xiàn)出多點(diǎn)源分布的特點(diǎn)。在衰減速度方面，輸電線路的電場(chǎng)強(qiáng)度在近距離內(nèi)衰減較快，隨著距離的進(jìn)一步增加，衰減速度逐漸變緩；變電站的電場(chǎng)強(qiáng)度在靠近設(shè)備的區(qū)域衰減迅速，在遠(yuǎn)離設(shè)備的區(qū)域衰減相對(duì)較慢。這些差異主要是由于輸電線路和變電站的結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備布置以及運(yùn)行方式等因素的不同所導(dǎo)致的。5.2磁場(chǎng)分布特性通過(guò)仿真得到了不同電壓等級(jí)輸電線路周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布情況。同樣以110千伏、220千伏和500千伏輸電線路為例，繪制其磁場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖（如圖8、圖9、圖10所示）。從云圖中可以看出，磁場(chǎng)強(qiáng)度在輸電線路附近較大，隨著距離的增加逐漸減小。110千伏輸電線路在距離導(dǎo)線5米處，磁場(chǎng)強(qiáng)度約為[X]μT；當(dāng)距離增加到20米時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減至[X]μT左右。220千伏輸電線路在距離導(dǎo)線5米處，磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)[X]μT；在距離30米處，磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減至[X]μT。500千伏輸電線路由于傳輸電流較大，其在近距離內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度更為突出，距離導(dǎo)線5米處，磁場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)[X]μT；在距離50米處，磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減至[X]μT。[此處插入110千伏輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖]圖8110千伏輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖[此處插入220千伏輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖]圖9220千伏輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖[此處插入500千伏輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖]圖10500千伏輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度分布云圖對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的變化規(guī)律進(jìn)行深入分析，得到不同電壓等級(jí)輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度與距離的關(guān)系曲線（如圖11所示）。從曲線中可以發(fā)現(xiàn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度與距離也呈現(xiàn)出一定的衰減關(guān)系，且近似符合反比例函數(shù)關(guān)系。隨著距離的增加，磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，但衰減速度相對(duì)較慢。不同電壓等級(jí)輸電線路的磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減曲線存在差異，電壓等級(jí)越高，在相同距離處的磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，這是因?yàn)殡妷旱燃?jí)高的輸電線路通常傳輸?shù)碾娏饕草^大，根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，電流越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度越大。[此處插入不同電壓等級(jí)輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度與距離關(guān)系曲線]圖11不同電壓等級(jí)輸電線路磁場(chǎng)強(qiáng)度與距離關(guān)系曲線對(duì)于合肥市某典型220千伏變電站，其內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度分布具有明顯的特征。在變壓器周圍，由于變壓器繞組中流過(guò)較大的電流，產(chǎn)生了較強(qiáng)的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)[X]μT；在母線附近，磁場(chǎng)強(qiáng)度也相對(duì)較高，約為[X]μT。隨著距離這些主要磁場(chǎng)源的增加，磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸衰減。在變電站圍墻處，磁場(chǎng)強(qiáng)度已降至[X]μT，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值100μT。繪制變電站不同位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線（如圖12所示），可以清晰地看到磁場(chǎng)強(qiáng)度在變電站內(nèi)的變化趨勢(shì)。在靠近磁場(chǎng)源的區(qū)域，磁場(chǎng)強(qiáng)度下降較快；在遠(yuǎn)離磁場(chǎng)源的區(qū)域，磁場(chǎng)強(qiáng)度的衰減速度逐漸減緩。[此處插入變電站不同位置磁場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線]圖12變電站不同位置磁場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線將輸電線路和變電站的磁場(chǎng)分布特性進(jìn)行對(duì)比，兩者存在一定的不同之處。輸電線路的磁場(chǎng)分布主要集中在導(dǎo)線周圍，呈線狀分布，磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著距離導(dǎo)線的距離增加而逐漸衰減；而變電站的磁場(chǎng)分布較為復(fù)雜，由于內(nèi)部存在多個(gè)磁場(chǎng)源，如變壓器、母線等，磁場(chǎng)強(qiáng)度在不同區(qū)域呈現(xiàn)出不同的分布特征，整體上在變電站內(nèi)呈現(xiàn)出多點(diǎn)源分布的特點(diǎn)。在衰減速度方面，輸電線路的磁場(chǎng)強(qiáng)度在近距離內(nèi)衰減相對(duì)較快，隨著距離的進(jìn)一步增加，衰減速度逐漸趨于平緩；變電站的磁場(chǎng)強(qiáng)度在靠近磁場(chǎng)源的區(qū)域衰減迅速，在遠(yuǎn)離磁場(chǎng)源的區(qū)域衰減相對(duì)較慢。這些差異主要是由于輸電線路和變電站的結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備布置以及電流分布等因素的不同所導(dǎo)致的。5.3無(wú)線電干擾特性輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中，電暈放電是產(chǎn)生無(wú)線電干擾的主要原因之一。當(dāng)輸電線路的導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)一定閾值時(shí)，導(dǎo)線周圍的空氣會(huì)發(fā)生電離，形成電暈放電現(xiàn)象。電暈放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的高頻脈沖電流，這些脈沖電流會(huì)輻射出高頻電磁波，從而產(chǎn)生無(wú)線電干擾。根據(jù)相關(guān)理論和實(shí)際研究，輸電線路電暈放電產(chǎn)生的無(wú)線電干擾強(qiáng)度與導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度密切相關(guān)，導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電暈放電越劇烈，無(wú)線電干擾強(qiáng)度也就越高。通過(guò)仿真分析，得到了不同電壓等級(jí)輸電線路在不同頻率下的無(wú)線電干擾水平。以110千伏、220千伏和500千伏輸電線路為例，繪制了其無(wú)線電干擾強(qiáng)度與頻率的關(guān)系曲線（如圖13所示）。從曲線中可以看出，在低頻段，無(wú)線電干擾強(qiáng)度相對(duì)較高，隨著頻率的增加，無(wú)線電干擾強(qiáng)度逐漸衰減。110千伏輸電線路在頻率為0.5MHz時(shí)，無(wú)線電干擾強(qiáng)度約為[X]dB（μV/m）；當(dāng)頻率增加到10MHz時(shí)，無(wú)線電干擾強(qiáng)度衰減至[X]dB（μV/m）左右。220千伏輸電線路在相同頻率下的無(wú)線電干擾強(qiáng)度相對(duì)更高，在0.5MHz時(shí)，約為[X]dB（μV/m）；在10MHz時(shí)，衰減至[X]dB（μV/m）。500千伏輸電線路由于電壓等級(jí)高，其無(wú)線電干擾強(qiáng)度在各頻率下均較為突出，在0.5MHz時(shí)，高達(dá)[X]dB（μV/m）；在10MHz時(shí)，仍有[X]dB（μV/m）。[此處插入不同電壓等級(jí)輸電線路無(wú)線電干擾強(qiáng)度與頻率關(guān)系曲線]圖13不同電壓等級(jí)輸電線路無(wú)線電干擾強(qiáng)度與頻率關(guān)系曲線進(jìn)一步分析無(wú)線電干擾強(qiáng)度與距離的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著距離輸電線路距離的增加，無(wú)線電干擾強(qiáng)度逐漸減小。對(duì)于110千伏輸電線路，在距離導(dǎo)線10米處，無(wú)線電干擾強(qiáng)度為[X]dB（μV/m）；當(dāng)距離增加到50米時(shí)，無(wú)線電干擾強(qiáng)度衰減至[X]dB（μV/m）。220千伏輸電線路在距離導(dǎo)線10米處，無(wú)線電干擾強(qiáng)度約為[X]dB（μV/m）；在距離50米處，衰減至[X]dB（μV/m）。500千伏輸電線路在距離導(dǎo)線10米處，無(wú)線電干擾強(qiáng)度高達(dá)[X]dB（μV/m）；在距離50米處，仍有[X]dB（μV/m）。通過(guò)擬合分析，得到無(wú)線電干擾強(qiáng)度與距離的關(guān)系公式為I=I_{0}e^{-kr}，其中I為距離導(dǎo)線r處的無(wú)線電干擾強(qiáng)度，I_{0}為導(dǎo)線表面的無(wú)線電干擾強(qiáng)度，k為衰減系數(shù)，不同電壓等級(jí)輸電線路的衰減系數(shù)k有所不同，電壓等級(jí)越高，衰減系數(shù)越小，說(shuō)明無(wú)線電干擾強(qiáng)度隨距離的衰減速度越慢。根據(jù)仿真結(jié)果，評(píng)估了輸電線路無(wú)線電干擾對(duì)通信系統(tǒng)的影響范圍。當(dāng)無(wú)線電干擾強(qiáng)度超過(guò)通信系統(tǒng)的抗干擾能力時(shí)，會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。對(duì)于一般的廣播電視通信系統(tǒng)，其抗干擾能力約為[X]dB（μV/m）。以110千伏輸電線路為例，其無(wú)線電干擾強(qiáng)度超過(guò)[X]dB（μV/m）的影響范圍約為距離導(dǎo)線[X]米；220千伏輸電線路的影響范圍約為[X]米；500千伏輸電線路的影響范圍則可達(dá)[X]米。在實(shí)際應(yīng)用中，為了減少輸電線路無(wú)線電干擾對(duì)通信系統(tǒng)的影響，可以采取增加輸電線路與通信線路之間的距離、采用屏蔽電纜等措施。六、影響因素分析6.1線路參數(shù)影響不同類型的導(dǎo)線，其電導(dǎo)率、半徑、表面粗糙度等參數(shù)各不相同，這些參數(shù)的差異會(huì)顯著影響輸電線路周圍的電磁環(huán)境。以常用的鋼芯鋁絞線和鋁合金絞線為例，鋼芯鋁絞線由于其內(nèi)部鋼芯的存在，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，能夠承受較大的拉力，適用于長(zhǎng)距離、大跨度的輸電線路；而鋁合金絞線則具有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，在一些對(duì)導(dǎo)線性能要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用廣泛。通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn)，在相同的輸電條件下，采用鋁合金絞線的輸電線路，其周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)較低。這是因?yàn)殇X合金絞線的電導(dǎo)率相對(duì)較高，電流在導(dǎo)線中分布更加均勻，從而使得導(dǎo)線表面的電荷密度相對(duì)較小，進(jìn)而降低了周圍電場(chǎng)強(qiáng)度。在磁場(chǎng)方面，由于兩種導(dǎo)線的磁導(dǎo)率差異較小，對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響相對(duì)不明顯，但鋁合金絞線在一定程度上能夠減少導(dǎo)線電阻，降低電流傳輸過(guò)程中的能量損耗，間接影響磁場(chǎng)的產(chǎn)生。導(dǎo)線表面的粗糙度也是影響電磁環(huán)境的重要因素之一。表面粗糙的導(dǎo)線更容易發(fā)生電暈放電現(xiàn)象，從而增加電場(chǎng)強(qiáng)度和無(wú)線電干擾。當(dāng)導(dǎo)線表面存在凸起、毛刺等缺陷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致局部電場(chǎng)強(qiáng)度集中，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，就會(huì)發(fā)生電暈放電。電暈放電會(huì)產(chǎn)生大量的帶電粒子，這些粒子在電場(chǎng)的作用下運(yùn)動(dòng)，形成電暈電流，從而增加了電場(chǎng)強(qiáng)度。同時(shí)，電暈放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高頻電磁波，這些電磁波會(huì)對(duì)周圍的無(wú)線電通信產(chǎn)生干擾。相序排列方式對(duì)電磁環(huán)境也有著重要影響。在三相輸電線路中，常見(jiàn)的相序排列方式有正序排列（A-B-C）、逆序排列（C-B-A）和混序排列。不同的相序排列方式會(huì)導(dǎo)致三相導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁場(chǎng)相互疊加的方式不同，從而影響輸電線路周圍的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分布。通過(guò)仿真對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，逆序排列方式在一定程度上可以降低輸電線路周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度。這是因?yàn)槟嫘蚺帕袝r(shí)，三相導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在某些區(qū)域會(huì)相互抵消，從而使得合成磁場(chǎng)強(qiáng)度減小。為了優(yōu)化線路參數(shù)以降低電磁環(huán)境影響，在導(dǎo)線選型方面，應(yīng)根據(jù)輸電線路的具體工況和環(huán)境要求，綜合考慮導(dǎo)線的各項(xiàng)性能指標(biāo)，選擇合適的導(dǎo)線類型。對(duì)于城市中心等對(duì)電磁環(huán)境要求較高的區(qū)域，可優(yōu)先選用電導(dǎo)率高、表面光滑的導(dǎo)線，以減少電場(chǎng)強(qiáng)度和無(wú)線電干擾。在導(dǎo)線表面處理方面，應(yīng)采用先進(jìn)的工藝，提高導(dǎo)線表面的光潔度，減少表面缺陷，降低電暈放電的可能性。在相序排列優(yōu)化方面，可根據(jù)輸電線路的實(shí)際走向和周邊環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇相序排列方式。對(duì)于平行架設(shè)的多條輸電線路，可通過(guò)調(diào)整相序排列，使各條線路產(chǎn)生的電磁場(chǎng)相互抵消，進(jìn)一步降低電磁環(huán)境影響。通過(guò)對(duì)某區(qū)域多條平行輸電線路的仿真分析，發(fā)現(xiàn)采用優(yōu)化后的相序排列方式后，該區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度平均降低了[X]%。6.2變電站布局影響不同的變電站布局方案會(huì)導(dǎo)致電磁環(huán)境產(chǎn)生顯著差異。常見(jiàn)的變電站布局方式有戶外式、戶內(nèi)式和半戶內(nèi)式。戶外式變電站設(shè)備大多露天布置，占地面積較大，設(shè)備與外界環(huán)境直接接觸；戶內(nèi)式變電站將設(shè)備安裝在建筑物內(nèi)，通過(guò)建筑物的屏蔽作用可有效降低電磁輻射；半戶內(nèi)式變電站則是部分設(shè)備露天布置，部分設(shè)備安裝在室內(nèi)。以合肥市某區(qū)域規(guī)劃建設(shè)變電站為例，對(duì)不同布局方案下的電磁環(huán)境進(jìn)行了仿真分析。在戶外式布局方案中，由于設(shè)備露天布置，電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度在變電站周邊相對(duì)較高。在距離變電站圍墻5米處，電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)[X]V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度約為[X]μT。隨著距離的增加，電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸衰減，但在較遠(yuǎn)的距離仍能檢測(cè)到一定強(qiáng)度的電磁場(chǎng)。在戶內(nèi)式布局方案中，由于建筑物的屏蔽作用，變電站周邊的電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度明顯降低。在相同距離處，電場(chǎng)強(qiáng)度僅為[X]V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度降至[X]μT。這表明戶內(nèi)式布局在降低電磁環(huán)境影響方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。半戶內(nèi)式布局的電磁環(huán)境影響則介于戶外式和戶內(nèi)式之間，在距離變電站圍墻5米處，電場(chǎng)強(qiáng)度為[X]V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為[X]μT。不同布局方案下的電磁環(huán)境差異對(duì)變電站規(guī)劃具有重要的參考價(jià)值。在人口密集的城市中心區(qū)域，由于周邊居民和建筑物眾多，對(duì)電磁環(huán)境要求較高，應(yīng)優(yōu)先考慮采用戶內(nèi)式布局。戶內(nèi)式布局不僅能有效降低電磁輻射對(duì)周邊居民的影響，還能減少對(duì)城市景觀的影響，提高土地利用率。對(duì)于一些對(duì)電磁環(huán)境要求相對(duì)較低，且土地資源較為豐富的地區(qū)，如工業(yè)園區(qū)的邊緣地帶或農(nóng)村地區(qū)，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇戶外式或半戶內(nèi)式布局。在選擇布局方案時(shí)，還需綜合考慮建設(shè)成本、運(yùn)行維護(hù)便利性等因素。戶內(nèi)式布局雖然在電磁環(huán)境控制方面具有優(yōu)勢(shì)，但建設(shè)成本相對(duì)較高，運(yùn)行維護(hù)也相對(duì)復(fù)雜；戶外式布局建設(shè)成本較低，運(yùn)行維護(hù)方便，但電磁環(huán)境影響較大。因此，在變電站規(guī)劃過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)具體的場(chǎng)地條件、周邊環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等因素，權(quán)衡利弊，選擇最合適的布局方案。6.3環(huán)境因素影響溫度對(duì)輸變電工程電磁環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在對(duì)電氣設(shè)備性能的改變上。隨著溫度的升高，輸電線路導(dǎo)線的電阻會(huì)增大，根據(jù)焦耳定律Q=I^{2}Rt，電阻增大將導(dǎo)致導(dǎo)線在傳輸電流過(guò)程中產(chǎn)生更多的熱量，進(jìn)而使導(dǎo)線溫度進(jìn)一步升高。這種溫度的變化會(huì)影響導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分布。當(dāng)溫度升高時(shí)，導(dǎo)線表面的電荷分布可能會(huì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化。在高溫環(huán)境下，電氣設(shè)備的絕緣性能可能會(huì)下降，增加了電暈放電的可能性，進(jìn)而增大了無(wú)線電干擾強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)合肥市夏季高溫時(shí)段某110千伏輸電線路的仿真分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)環(huán)境溫度從25℃升高到35℃時(shí)，導(dǎo)線電阻增大了[X]%，電場(chǎng)強(qiáng)度在距離導(dǎo)線5米處增加了[X]V/m，無(wú)線電干擾強(qiáng)度在0.5MHz頻率下增大了[X]dB（μV/m）。濕度對(duì)電磁環(huán)境的影響主要涉及絕緣子的性能以及電暈放電現(xiàn)象。當(dāng)空氣濕度較大時(shí)，絕緣子表面容易吸附水分，形成水膜。水膜的存在會(huì)改變絕緣子的表面電阻和電場(chǎng)分布，降低絕緣子的絕緣性能，增加絕緣子發(fā)生局部放電的概率。局部放電會(huì)產(chǎn)生電磁脈沖，從而對(duì)周圍的電磁環(huán)境產(chǎn)生干擾。濕度還會(huì)影響電暈放電的起始電壓和放電強(qiáng)度。在高濕度環(huán)境下，電暈放電的起始電壓會(huì)降低，使得電暈放電更容易發(fā)生，且放電強(qiáng)度可能會(huì)增大，進(jìn)而增強(qiáng)了無(wú)線電干擾。對(duì)合肥市某220千伏變電站在不同濕度條件下的電磁環(huán)境進(jìn)行仿真研究，結(jié)果表明，當(dāng)濕度從50%增加到80%時(shí)，絕緣子表面的局部放電次數(shù)增加了[X]%，無(wú)線電干擾強(qiáng)度在1MHz頻率下增大了[X]dB（μV/m）。地形地貌對(duì)輸變電工程電磁環(huán)境的傳播特性有著顯著影響。在山區(qū)，由于地形起伏較大，輸電線路周圍的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分布會(huì)受到山體的阻擋和反射作用。當(dāng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳播到山體時(shí)，部分能量會(huì)被山體吸收和散射，導(dǎo)致在山體背后的區(qū)域，電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)明顯減弱。而在山谷等低洼地區(qū)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)可能會(huì)發(fā)生匯聚現(xiàn)象，使得該區(qū)域的電磁強(qiáng)度相對(duì)較高。在合肥市的丘陵地帶，通過(guò)對(duì)某500千伏輸電線路的實(shí)地測(cè)量和仿真分析發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過(guò)山體時(shí)，距離輸電線路相同距離處，山體背面的電場(chǎng)強(qiáng)度比正面降低了[X]%，磁場(chǎng)強(qiáng)度降低了[X]%；而在山谷區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度分別比平坦地區(qū)增加了[X]%和[X]%。為了降低環(huán)境因素對(duì)電磁環(huán)境的影響，在溫度控制方面，可以采取散熱措施，如在變電站內(nèi)安裝冷卻設(shè)備，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制散熱，降低設(shè)備運(yùn)行溫度，減少溫度對(duì)設(shè)備性能和電磁環(huán)境的影響。在濕度控制方面，可在變電站內(nèi)設(shè)置除濕設(shè)備，保持室內(nèi)空氣干燥，防止絕緣子表面受潮，提高絕緣子的絕緣性能，減少局部放電和無(wú)線電干擾的產(chǎn)生。針對(duì)地形地貌因素，在輸電線路規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮地形特點(diǎn)，合理選擇線路路徑，盡量避開(kāi)不利于電磁環(huán)境的地形區(qū)域。在山區(qū)，可通過(guò)調(diào)整桿塔高度和導(dǎo)線弧垂，優(yōu)化電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布，減少地形對(duì)電磁環(huán)境的影響。七、電磁環(huán)境改善措施7.1技術(shù)改進(jìn)措施在降低輸變電工程電磁環(huán)境影響的技術(shù)改進(jìn)措施中，采用低噪聲設(shè)備是關(guān)鍵一環(huán)。以變壓器為例，低噪聲變壓器通過(guò)優(yōu)化鐵芯結(jié)構(gòu)、改進(jìn)繞組設(shè)計(jì)以及采用新型絕緣材料等技術(shù)手段，有效降低了電磁噪聲的產(chǎn)生。傳統(tǒng)變壓器在運(yùn)行時(shí)，鐵芯中的硅鋼片會(huì)因電磁力的作用而產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而發(fā)出噪聲。低噪聲變壓器采用了高導(dǎo)磁率的優(yōu)質(zhì)硅鋼片，其磁滯損耗和渦流損耗較低，能夠減少鐵芯的振動(dòng)幅度，從而降低噪聲。低噪聲變壓器在繞組設(shè)計(jì)上也進(jìn)行了優(yōu)化，采用了合理的繞組匝數(shù)和線徑，減少了繞組中的電流密度，降低了電磁力的產(chǎn)生，進(jìn)一步降低了噪聲。優(yōu)化導(dǎo)線結(jié)構(gòu)也是降低電磁環(huán)境影響的重要技術(shù)手段。采用分裂導(dǎo)線可以有效降低導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度，減少電暈放電現(xiàn)象的發(fā)生，從而降低無(wú)線電干擾和電場(chǎng)強(qiáng)度。分裂導(dǎo)線將一根導(dǎo)線分裂成多根子導(dǎo)線，使得電荷分布更加均勻，導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度得到分散。以500千伏輸電線路為例，采用四分裂導(dǎo)線后，導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度相比單根導(dǎo)線降低了[X]%左右，電暈放電現(xiàn)象明顯減少，無(wú)線電干擾強(qiáng)度在0.5MHz頻率下降低了[X]dB（μV/m）。在導(dǎo)線表面處理方面，采用光滑的導(dǎo)線表面涂層可以減少表面粗糙度，降低電暈放電的可能性。一些新型的導(dǎo)線表面涂層材料具有良好的絕緣性能和光滑度，能夠有效減少導(dǎo)線表面的電荷積聚，降低電場(chǎng)強(qiáng)度。通過(guò)在導(dǎo)線表面涂覆一層納米級(jí)的絕緣涂層，可使導(dǎo)線表面的粗糙度降低[X]%，電暈放電起始電壓提高[X]%，從而顯著降低電磁環(huán)境影響。屏蔽技術(shù)在降低電磁環(huán)境影響方面也發(fā)揮著重要作用。對(duì)于變電站等電磁輻射源，可以采用金屬屏蔽網(wǎng)、屏蔽罩等措施，對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽。金屬屏蔽網(wǎng)能夠有效地阻擋電場(chǎng)的傳播，其原理是根據(jù)靜電感應(yīng)原理，當(dāng)電場(chǎng)作用于金屬屏蔽網(wǎng)時(shí)，金屬網(wǎng)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷，這些感應(yīng)電荷會(huì)產(chǎn)生與原電場(chǎng)方向相反的電場(chǎng)，從而抵消部分原電場(chǎng)，起到屏蔽作用。在變電站的高壓設(shè)備周圍設(shè)置金屬屏蔽網(wǎng)，可使電場(chǎng)強(qiáng)度在屏蔽網(wǎng)外降低[X]%以上。屏蔽罩則主要用于屏蔽磁場(chǎng)，其利用高導(dǎo)磁率的材料制成，能夠引導(dǎo)磁場(chǎng)線通過(guò)屏蔽罩，減少磁場(chǎng)向外泄漏。在變壓器等設(shè)備上安裝屏蔽罩，可使磁場(chǎng)強(qiáng)度在屏蔽罩外降低[X]%左右。接地技術(shù)同樣至關(guān)重要，良好的接地可以有效降低設(shè)備的電磁輻射。通過(guò)將電氣設(shè)備的金屬外殼、屏蔽體等接地，能夠?qū)⒃O(shè)備產(chǎn)生的電荷及時(shí)導(dǎo)入大地，減少電荷在設(shè)備表面的積聚，從而降低電場(chǎng)強(qiáng)度。在變電站中，采用多點(diǎn)接地的方式，可使設(shè)備的電場(chǎng)強(qiáng)度降低[X]%左右。接地電阻的大小對(duì)電磁輻射也有影響，降低接地電阻可以提高接地效果，進(jìn)一步減少電磁輻射。7.2規(guī)劃優(yōu)化策略從電網(wǎng)規(guī)劃的角度來(lái)看，合理選址對(duì)于降低輸變電工程電磁環(huán)境影響至關(guān)重要。在選擇變電站站址時(shí)，應(yīng)充分考慮周邊環(huán)境和人口分布情況。盡量避開(kāi)人口密集區(qū)域，如大型住宅小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等人員活動(dòng)頻繁的場(chǎng)所。在合肥市某區(qū)域規(guī)劃新建變電站時(shí)，通過(guò)對(duì)多個(gè)候選站址的評(píng)估分析，最終選擇了一處距離居民區(qū)較遠(yuǎn)、周邊空曠的地塊作為站址。該地塊周圍主要為工業(yè)用地和少量商業(yè)用地，人口密度相對(duì)較低，從而有效減少了變電站運(yùn)行對(duì)居民的電磁輻射影響。應(yīng)遠(yuǎn)離環(huán)境敏感區(qū)域，如自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求較高的區(qū)域。在這些區(qū)域建設(shè)輸變電工程，可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和自然景觀造成破壞，同時(shí)也可能引發(fā)公眾對(duì)環(huán)境保護(hù)的擔(dān)憂。調(diào)整線路走向也是優(yōu)化電磁環(huán)境的重要策略之一。在輸電線路規(guī)劃階段，應(yīng)綜合考慮地形地貌、建筑物分布等因素，合理規(guī)劃線路路徑。盡量避免線路穿越人口密集區(qū)和環(huán)境敏感區(qū)，減少電磁輻射對(duì)周邊環(huán)境的影響。在穿越山區(qū)時(shí)，應(yīng)根據(jù)山體的走勢(shì)和地形特點(diǎn)，選擇合適的線路走向，避免因線路與山體的相對(duì)位置不合理而導(dǎo)致電場(chǎng)和磁場(chǎng)的異常分布。當(dāng)輸電線路必須穿越居民區(qū)時(shí)，可采用電纜敷設(shè)的方式替代架空線路。電纜敷設(shè)能夠有效降低電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)度，減少對(duì)周邊居民的影響。在合肥市某城區(qū)，由于原有架空輸電線路對(duì)周邊居民的電磁環(huán)境產(chǎn)生了一定影響，經(jīng)過(guò)改造，將該段架空線路改為電纜敷設(shè)。改造后，周邊居民處的電場(chǎng)強(qiáng)度降低了[X]%，磁感應(yīng)強(qiáng)度降低了[X]%，有效改善了居民的生活環(huán)境。合理規(guī)劃輸變電工程的布局，還可以與城市規(guī)劃相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展。在城市規(guī)劃中，應(yīng)預(yù)留足夠的輸變電設(shè)施用地，避免因土地資源緊張而導(dǎo)致輸變電設(shè)施布局不合理。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)城市的功能分區(qū)和用電需求，合理確定變電站和輸電線路的位置和規(guī)模，使輸變電工程能夠更好地服務(wù)于城市發(fā)展，同時(shí)減少對(duì)城市環(huán)境的影響。7.3管理與監(jiān)測(cè)建議建立全面、高效的電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)體系是確保輸變電工程電磁環(huán)境安全的重要舉措。在監(jiān)測(cè)體系建設(shè)中，應(yīng)合理規(guī)劃監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布局。在輸變電工程周邊的居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等人口密集區(qū)域，以及自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域，應(yīng)加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，以實(shí)時(shí)掌握電磁環(huán)