变配电站的电磁污染
一个高度发展的国家,必然有强大输配电线路作为基础保障,即雄厚的动力保障.例如,工业高度发达的美国,其高压与超高压输配电网路总长度约为80×104Km。我国电力事业一直发展较快,高压与超高压输配电网的架设与投入运行必将与日俱增 ,110KV、220KV、380KV、550KV等不同电压等级的大型输配电线与变电站分布区域很广,作用日益突出。然而,在其发展的同时,电磁辐射污染正在日益威胁着相关行业的从业人员与人民群众的身体健康.此外,它所形成的工业干扰也十分突出。架设在一定高度的配电线与输电电网、变电站可以引起空间电波的反射,或者由于电磁感应而引起线路再辐射现象的发生。与此同时,输配电线及变电站在传输高压大电流的过程中,可以产生各种类型的电磁波.众所周知,输电线路的电晕放电、间隙放电等引发的干扰杂波直接进行辐射是构成工业性干扰的主要原因。对于来自高压、超高压输电线路与变配电站的工频污染, 早在二次世界大战之前,人们就已经发觉,并开始有所认识,但没引起充分关注。20世纪60年代,世界工业大繁荣,输电线路、铁路网线和地下铁道遍布各地, 高压电磁场危害健康的警告才真正多了起来。在美国的科罗拉多州发现并确认了第一例因工频电磁场作用引起一些儿童白血球增加的病例。时至今日,许许多多的事实已使人们不得不相信,高压输电线路和配电装置等形成的工频电磁场可以对人体健康产生非常有害的影响。在工业电频率电磁场的长时间作用下,人容易疲劳、容易诱
发心脏病、导致中枢神经系统和内分泌系统失调.专家们特别警告,高压电磁场对于儿童尤为有害。
一、输电线路下的工频场强分布特点
高压、超高压输电线,高压变电站和电气设备,以及导线周围都存在着频率为50Hz的交流电场,即工频电场。
我国国标《作业场所工频电场卫生标准》(GB16203-1996)规定标准限值为5 KV/m。若就24h环境标准建议值1 KV/m而言,220～500 KV输电线路边距导线对地投影20～30m之外才属于完全区域。
二、高压输电线及变电站电磁污染对人体健康危害
国外医学研究结果表明, 超高压输电线的电磁场对人体组织产生有害影响。据原联邦德国医学杂志报道,住在超高压输电线附近的居民,由于强电场的长时间作用,血液和神经系统发生变化,使一些居民受电的污染而死亡。原联邦德国有一位妇女也曾向法院告状;自从电力总局在她的农场附近架设高压输电线以后,她家奶牛的产奶开始减少,因此要求赔偿损失。后经鉴定,高压输电线附近的电场确实能影响家畜乳腺的正常功能。在美国,电磁环境问题,特别是超高压输电线下的电磁环境问题是在1972年500 KV输电线开始应用时提出来的。这一电磁环境问题已经发展成为居民的切身利害问题。引起电磁环境问题
的因素是输电线电晕放电的杂波(可见噪声、电视、收音机、杂波等) 、臭氧以及导体内电流与电压产生的磁场和电场。通常, 由于输电电压的提高,更大功率的输电成为可能,土地也能得到更有效的利用。在美国,1回路765KV与30回路138KV伏相当,但可节约大量土地及建筑费。进一步的计划是将更多的交流及直流的输电电压提高到1200KV以上。这时输电线下的电磁环境问题就会进一步的恶化。
日本在1976年修改的电气设备技术标准第112条第3项明确指出,考虑对人体的影响,规定在离地面高度为1m处的电场强度应为3KV/m以下。在美国电气安全规范(NESC)等文件中虽没有明确规定超高压输电线下电场强度允许值,但通常取8～10KV/m。原苏联
Korobkova 夫人曾向CIGRE提交了报告,介绍原苏联对在400～500KV级变电所内工作的45名工作人员进行健康诊断的情况:在平均电场强度为 7.8～10KV/m直接感应电流为120μA/m(微安/米)环境中的工作人员,有26人患有神经衰弱、中枢神经机能障碍等疾病,有12人患有心血管系统失调等疾病,14人心电图异常,41人诉说有头痛、疲劳、失眠、消化系统失调等病状。早在第二次世界大战之前,人们就已经认识到,在工业用电频率的电磁场长时间作用下,人容易疲劳,容易诱发心脏病,导致中枢神经系统和内分泌系统失调。
到20 世纪60年代,世界工业大发展,许多工业化国家的输电线路、铁路网和地下铁道遍布各地,高压电磁场的危害与相关警告才真正多了起来,反响很大。在美国的科罗拉多州发现并确认了第一例因
工业用电频率的电磁场引起一些儿童白血病增加的病例。继之,从1995年到1973年,瑞士对16岁以下少年儿童进行类似的研究。为了验证架空高压输电线路对附近居民身体健康的影响,瑞士进行了大规模的流行病学调查,此项研究于1992年结束,瑞士的这次普查涉及的范围包括沿 200KV至400KV高压输电线500m范围内居住1～25年的所有居民,总共为50万人。通过对调查资料所作的细致的统计分析表明:肿瘤、特别是儿童白血病的发生与高压电线磁场有直接关系,电磁场强度每高出0.μ/T(微特斯拉),致病概率就高出3倍之多。丹麦曾对居住在高压输电线路附近的1707名分别患有脑瘤、恶性淋巴和白血病的16岁以下儿童进行了调查与研究,结果表明:电磁场强度的均值在0.3～0.4μT(微特斯拉)以上居所里居住的儿童易患癌症。
科研人员对变电站、变压器、铁路输电线和高压输电线周围150m以内的建筑物的电磁场强进行测试,发现其中46户居民住房周围的电磁场强超过0.3μT(微特斯拉),这些居民患癌症和白血病增高症要比正常地域的正常人患病高出1倍多。
英国研究人员,对344名白血病儿童作出详细调查,发现其中多数人生活在高压线经过的附近地带,他们认为,电磁波会促使儿童体内细胞发生癌变,引起白血病。
1983年,瑞士的格洛研究后指出,从事电气产业的人,患癌症的概率是其他行业的3倍。
1989年,塔诺博士以纽约州电话公司5万名职工作为研究对象,进行免疫调查,其结果:从事电话线路作业的职工患白血病和乳腺癌
的多,特别是从事中央配线的男性,患白血病的概率是其他人员的6.5倍。1993年1月30日,瑞典斯得哥尔摩市的卡洛淋斯卡大学的科学家们公布了对43万名长期居住在高压线附近的居民的调查结果,他们明确指出:电波与癌症,尤其是脑瘤和儿童白血病有直接关系。
对于移动电话、输电线路、雷达是否会引起包括癌症和老年性痴呆症在内的疾病问题,世界卫生组织非常重视。前不久,邀请了17个国家的专家集会日内瓦,展开研讨活动。会上该组织的官员指出:“高科技(指电磁波辐射)有潜伏危险,已成为危及公众健康的严重问题。”早在1996年5月起,该组织对0～300kHz电磁场的有关危险开始实施评估。
由于上述类似事件的不断发生, 美、日、德诸国很早就开始了这方面的研究工作。研究发现:高压强辐射可以使人体血清中性脂肪浓度异常增高,这是中风与心脏冠动脉异常的症状。用动物实验发现,猴子的行为反常,对时间的感觉发生错乱;狗的血压升高;昆虫的遗传发生突变;鸭子与鹅失去平衡感觉;奶牛的乳腺分泌功能常„„这些研究结果证明了高压输电线辐射的电磁能量对人体和动植物产生危害是毫无疑问的。
三、输电线及变电站电磁辐射影响人体及生物健康的典型事例
1、1979年，美国的瓦尔特哈马博士的有关论文曾指出：在高压电网电线路和变电站附近这些较强电磁场的地方出生的婴儿，其白血病发病率较正常情况高2.98倍，癌症发病率高2.25倍。
2、1993年发表了一项北欧三国的有关调查材料的科研报告指出，输电线路的产生的磁场达到0.2μT以上时，婴幼儿的白血病发病率增加2.1倍，脑肿瘤发病率增长1.5倍。
3、日本大阪工业区某一变电站周围居住着众多的居民，十年来白血病的平均发病率为该市其他地区的127倍。
4、伦敦大学机械主任利夫弗里伯格说：“前几年在我们这里工作的职工当中发现6名癌症患者，其中4个都是由于电磁波辐射造成的。这几位都是研究电磁铁的科学家，它们整天生活在高达40μT的环境里，比其他人受到的辐射都多”。
5、北京某医院居民区约170～180人联名写信，提出该地区某较大型变电站的辐射问题，反映很强烈。
四、关于工频强场安全距离的研究
为了分析工频强场长期作用于人体的影响，国外近年来还曾对鼠类进
行了观察研究。实验中将老鼠分成两群，其中一群直接接受电磁场影响，而另一群则事先加以保护，从而观察两群老鼠的生活状况，进行对比，以分析工频强场对它们的影响。通过观察，发现工频电场对雌鼠影响较大，在饮水量，生长速度，体重及白血球指标等方面都出现了明显变化。需要说明的是，关于工频强场对人体影响的机理，现有文献论述尚不够详尽，也不完全一致，除美国，原苏联观点的差异外，原联邦德国、西班牙、日本等国家的多数文献均认为工频强场对人体有明显的不利影响，但也有一些国家认为工频电站周围电磁影响严重，而线网附近的环境污染较轻。国际大电网会议36.01 工作组1980年的文件也认为工频电场影响轻微。尽管如此，各国均在继续进行这方面的科学试验。这是因为某些生态效应依靠短时间少数试验，很难做出结论，而对人体长期影响的评估则尤为困难。这一问题尚有待进一步探索研究。至于由超高压输电线引起的工频场电场强度则可用镜像法加以确定。通过计算，如规定地面以上1.8m处场强不得超过5KV/m。对于330KV的工频输电线而言，人体与输电线中心线的距离应在22m以上，而与边线的距离应在10m以上；对 750KV的输电线而言，人体与输电线中心线的距离应在33m以上，而与边线的距离应分别在27m、35m、50m以上。此外，日本近年来还用平行平板电极产生的50KV/m电磁场对植物玉米和紫苜蓿的发芽及生长状况做了实验，在发芽过程中没有发现特别的变化，但在生长过程中，在叶尖看到电晕，发生了损伤及变色现象，这可能是由于电晕产生热及臭氧等影响。在25KV/m时却没有损伤，因此建议把产生电晕的阈限值定为22.5KV/m。
进入20世纪70年代，我国也开展了这项研究工作，模拟220KV的超高压电线进行动物实验，实验结果也初步发现：当场强超过一定限值后，较长时间的作用结果可能导致中枢神经系统、心血管系统等障碍。这场强一般均在几千伏/米以上。
为防止上述危害的发生，目前，瑞典全国辐射协会提出一项建议：今后架设电缆应尽可能远离城市、村庄，以免使人遭受电磁波辐射。在安装其他可能产生电磁波的设备时也应遵循这一原则。时至今日，许许多多的事实足以证明，高压输电线路和配电装置等形成的工频电磁辐射会对人体健康产生非常有害的影响。为此，为了预防“电磁肿瘤”，专家们指出：在工业用电电源周围必须划出防护带。一般认为：高压为20KV时，输电线路两侧宽度各20m之内应为防护带；高压为120KV时，输电线路两侧宽度为30m之内为防护带；高压为400KV时，输电线路两侧宽度各40m内为防护带；高压为735KV时，输电线路两侧宽度各50m为防护带