科学认识电磁场
随着国民经济持续发展和人民生活水平的不断提高，社会各行各业对电能的需求日益增长。据了解，2009年武汉市全社会用电量大约310亿千瓦时，是1999年全社会用电量的2.48倍，2010年最大负荷已达683万千瓦。电能作为一种清洁、环保而且便利的能源，已与群众生活和城市发展密切相关。公众在享受电能带来的舒适生活的同时，对供电设施是否产生电磁辐射、是否影响人体健康也产生了很多疑虑。其实，电与电磁场并不神秘，在我们身边普遍存在。科普知识——认识工频电磁场
1、工频电场与工频磁场
电场是在带电体周围的空间，存在的一种看不见的特殊物质，对电荷有力的作用。电场在自然界普遍存在，人体在冬天将化纤及毛料衣服混合穿着，摩擦时就会产生较高静电场；带电云团对地也同样存在电场。当电气设备接通电源(即加上电压或称为带电)时，在其周围空间就形成了工频电场。电场强度的计量单位为伏每米(V/m)。
磁场是电流回路或永久磁铁周围空间存在的一种看不见的特殊物质，对运动电荷经过时有力的作用，人类生存的地球本身就是一个大磁场。电气设备工作或运转时，其电流便在周围空间产生磁场，称为工频磁场。磁感应强度的计量单位是特斯拉(T)。
交流电力设施产生的电场和磁场属于工频电场和工频磁场。工频的特点是频率低、波长长、衰减快。我国电力工频是50赫兹(Hz)，波长是6000公里。
2、静电屏蔽原理
英国科学家法拉第曾经做过一个著名的实验——法拉第笼实验，法拉第把自己关在金属笼内，当外界对笼体发生强大的静电放电时，他并未受到任何影响，并且验电器也无任何显示。物理学将这种现象称为静电屏蔽。同样，带电体封闭在接地的金属容器内也会产生静电屏蔽，对金属容器外部不产生电场。
3、电磁辐射
电磁辐射是指电磁辐射源以电磁波的形式发射到空间的能量流，计量单位是：毫瓦/平方厘米。电磁辐射源发射的电磁波频率越高，它的波长就越短，电磁辐射就越容易产生。国际电磁标准规定，9000赫兹以上的频率称射频，即是说，频率在9000赫兹以下的电源，不会产生电磁辐射。
4、电能的输送
电力系统主要由发电厂、电力线路和变电站等送电系统和用户组成。发电厂发出的电，先由升压变电站的变压器升高电压后，经输电线路送到用电地区；到达用电地区后，由降压变电站的变压器降低电压，再经配电线路分送到各电力用户。
我国交流电压目前有：低压220/380伏，中压有1、3.5万伏，高压有11、22、33万伏，超高压有50、75万伏，特高压有100万伏等系列，分电压等级的目的就是满足不同输送距离和用户的用电需求。
释疑解惑——电网建设与可靠供电
1、变电站为什么要建在居民区
随着城市经济建设的不断发展和人民生活水平的不断提高，居民住宅越来越密集，电能需求越来越大。80年代以前，一座变电站的供电范围是30-50平方公里，一台配电变压器供应500～800户居民用电；而在目前，中心城区一座变电站的供电范围只有2-10平方公里左右，供电半径约为0.5～2公里，一台配电变压器仅能提供150户左右的居民用电。
要保证供电可靠性和供电质量，就要兴建更多的变电站和配电变压器。在居民密集的小区的周边，必须新建变电站才能把高质量的电能输送到居民家中。
2、工频电磁场相关标准
国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)于1998年发布了《限制时变电场、磁场和电磁场曝露的导则(300GHz以下)》。在这个导则中，对公众的工频电场强度限值是5000伏/米，工频磁感应强度的限值是0.1毫特斯拉(即100微特斯拉)。此限值得到世界卫生组织(WHO)的认可与推荐，已被包括欧美发达国家在内的许多国家所采用。
中国国家环境保护总局对500千伏电压等级以下的输变电工程环境影响评价推荐标准为，对公众的工频电场强度限值是4000伏/米，工频磁感应强度限值是100微特斯拉。其工频电场强度限值较世界卫生组织的认可值更加严格。
3、变电站是否产生电磁辐射
变电站设施只产生工频电场和工频磁场。工频电、磁场的频率只有50赫兹，是极低频率，其衡量单位是：伏/米和特斯拉。由前面科普知识可知，变电站设施是不可能向其周围空间形成有效的能量辐射的。
空间的电场很容易被导电物质所屏蔽或削弱，磁感应强度随着与磁场源(载流的导体)距离的增加而迅速衰减。随着全金属封闭组合电器(GIS)、高压电缆等新技术在变电站的应用，屏蔽了电磁场对外的影响。在变电站周界或围墙外，由变电设备产生的电磁场水平已经很低。
下表是武汉市实测几座变电站附近的电场强度、磁感应强度值：
变电站名称 电场强度 磁感应强度
(*1000伏/米) (微特斯拉)变电站外1米 变电站外 变电站外1米 变电站外
5米 5米国家推荐 ≤4 ≤4 ≤100 ≤100标准值110kV某户内型变电站 0.015 0.014 0.064 0.052110kV某户外型变电站 0.502 0.421 0.032 0.028220kV某半户内型变电站 0.153 0.151 1.308 1.232
下表是几种家用电器的工频(50赫兹)磁感应强度值：
家用电器 距离Z处的磁感应强度(微特)
Z=3厘米 Z=30厘米 Z=100厘米电动剃须刀 15-1500 0.08-9 0.01-0.3真空吸尘器 200-800 2-20 0.13-2荧光台灯 40-400 0.5-2 0.02-0.25微波炉 75-200 4-8 0.25-0.6电视机 52.5-50 0.04-2 0.01-0.15洗衣机 0.8-50 0.15-3 0.01-0.15电冰箱 0.5-1.7 0.01-0.25 0.01
引自中化人民共和国国标准化 指 导 性 技 术 文 件 GB/Z18039.6-2005/IEC 6000-2-7：1998《电磁兼容 环境 各种环境中的低频磁场》。由以上数据对比可知，在居民区常见的110千伏户内式变电站周边1米处，实测电场强度只有国家标准的1/267，磁感应强度只有国家标准的1/1526，与是否建变电站基本上没有联系。变电站对外界的磁感应强度甚至比某些家用电器还低。
畅享未来——看武汉电网发展与规范管理
1、展望武汉电力需求
随着武汉“两型社会”及“1+8”城市圈建设的不断深入，全社会用电量将呈现出持续稳定增长的态势。预计到2030年，武汉地区电力需求将达到3000万千瓦，必须建设更加强大的电网来满足电能输送和分配的要求。
2、电网项目的规范管理
从2004年起，国家对电网建设项目实行了核准制，项目核准必须具备三个最基本条件，一是城市规划行政主管部门出具的城市规划意见，二是国土资源行政主管部门出具的项目用地预审意见，三是环境保护行政主管部门出具的环境影响评价文件的审批意见。
据了解，武汉的变电站工程建设项已纳入城市总体规划和土地利用规划，项目核准除需具备上述三个条件外，还应对环境保护设施与主体工程实行同时设计、同时施工、同时投入使用。项目建成后，必须通过竣工环境保护验收，经环境影响评价报告审批的环境保护行政主管部门验收合格后，才能正式投产。
随着科学技术的不断发展和进步，更节能、更环保的高科技设备将被广泛应用于电网，在满足民众日益增长的用电需求的同时，使民众安全用电、健康用电，畅享绿色电力生活。
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