（焦作市电力勘察设计有限责任公司河南省焦作市454100）
摘要：随着我国经济发展速度的不断提升，各行各业蓬勃发展，电力应用范围越来越广，电力需求缺口也随之逐步增大。目前我国普遍使用220KV高压输电方式来实现电力远距离输送，这种方式具有供电效果好，输电过程耗能少的优点，十分符合我国地幅广阔的实际国情。高压输电过程中，会产生工频电场，会对人体健康安全造成一定的不良影响，因此我国相关政府部门出台了相应的法律法规，电力行业也形成了相应的行业规范。本文通过高压输电线对进去高层建筑所造成的工频电场污染进行初步分析，研究相应的抑制措施方案，从而为日后的高压输电线架设工作提供一定的参考依据。
关键词：输电线路；工频电场；抑制措施
近年来，我国经济快速增长，城乡现代化建设脚步不断加快，各行各业得到了大幅度的发展，对于电力能源的需求缺口随着日渐扩大。我国地幅广阔，第十类型繁多，电力输送方式成为了实现电力分配输送的重要问题之一。目前国内普遍采用220KV高压输电方式来实现远距离电力输送，通过这种方式能够减少输送过程中的电力损耗额定，提升电力输送效率，十分符合我国的实际国情。但是使用高压输电方式进行远程输电的过程中，往往会形成工频电场，对周边人民群众的身体健康造成不良影响，需要进行相应的抑制屏蔽，当前国内外对工频电场的研究课题主要集中在如何对其进行测量计算以及造成的危害方面，对于工频电场抑制方面的研究并不多。通过对工频电场进行有效抑制，可以降低电磁环境对人民群众的危害，更好地帮助电力行业向前发展，因此研究如何抑制工频电场具有一定的现实意义和实际价值。
一、工频电场的概念和危害
工频电场是一种由交流输变电设施所形成的，频率较低波长较长的电场，这种电场常见于高频交流输电设施，例如变电站、220KV高压输电线等，工频电场不仅会对电气设备绝缘能力带来一定的威胁，还会对人体造成一定的危害，根据相关研究表明，长期接触工频电场，容易导致人体出现记忆力减弱和神经衰竭等疾病，并会提升肿瘤发生的风险，增大人体患上白血病的可能性，因此如何对工频电场进行抑制屏蔽成为了目前环境保护领域和电力行业共同的关注课题之一[1]。
二、高压输电线工频电场的计算
在高压输电线进行电力输送过程中，经常会形成相应的工频电场，而一般情况下，工频电场的计算方式一般使用由国际大电网会议中地3601号工作组所推荐的计算方法，即等效电荷法。这种计算方法首先选取一定单位长度的导线，再将导线上分布的等效电荷计算出来，进而对电荷所产生的电场进行计算，从而有效地计算出高压输电线的工频电场。
在进行计算时，假设输电线路长度无限，和地面平行，以地面作为良性导体，将多导线线路中单位长度导线的等效电荷设为Q，Q的数值是由矩阵方程[Q]=[P-1][U]计算得出的，在矩阵方程中，P为导线电位系数，而U是导线电压。
当求出单位长度导线上的等效电荷后，可以通过高斯定理E=Q*2περ-1得出电场强度。在公式中，ρ是从计算点到地面导体或者其镜像的距离，空间任意位置的电场强度可以通过叠加原理来进行计算，点（x.y）的电场强度可以用Ex和Ey来进行表示，其具体计算公式为：
在公式中，导线坐标为xi、yi，i=1,2....n，n为实际导线数，导线到计算点的距离为Ll，其镜像到计算点的距离为Li。
屏蔽线安装后的输电线路工频电场场强计算方式和之前的输电线路工频电场场强计算方式完全一致，只需要将屏蔽导线电位数值设置为0，通过对各根导线所带电荷进行计算，可以得出合成场强分布情况，屏蔽网可以看做是多根屏蔽线交叉密集排列所组成的，其场强在计算结果上和多根屏蔽线叠加场强一致。
三、对高压输电线工频电场造成影响的主要因素
根据上述的工频电场强度计算方式可知，输电线下区域内任意一点的电场强度值和每根导线上所具有的电荷数量及两者之间的距离有着一定关系，导线上电荷数量不仅取决于施加在导线上的电压，还和导线所在的位置及导线自身尺寸有关，通过对导线的对地距离、布置形式、间隔距离、分裂根数以及双回路间的电压相序等因素进行调整，能够直接对输电线下工频电场的电场分布和电场强度进行影响。
（一）导线对地高度和工频电场强度之间的影响
以导线规格为4*LGJQ-300mm2，间距为10m，单回路水平排列方式组合的220V交流线路及其下方距离地面1.5m处的工频电场为例，当工频电场和交流线路之间的距离为-40m时，电场强度为1kV*m-1，当两者距离为-20m时，电场强度为3.2kV*m-1，当距离为0时，电场强度为1kV*m-1，当工频电场和交流线路之间的距离为20m时，电场强度为3.2kV*m-1，当两者距离为40m时，电场强度为1kV*m-1，由此可见，电场强度和离地间距之间有着一定的联系，其数值随着离地距离的减少而增加，当导线和地面距离为15m时，工频电场的强度到达最大值5.913kV*m-1，超过这个距离每增加1m，测量得出的电场强度数值会依次减少0.529、0.455、0.393、0.341、0.299、0.264kV/M，当导线和地面的最低距离不大时，增加两者之间的距离，地面上的1.5米处工频电场场强会大幅度减少，随着距离的增加，电场强度数值的下降趋势会逐渐降低，因此当导线和地面之间距离达到一定程度时，通过抬高导线的方式来缩减地面附近位置工频电场的强度，投入的经济成本比较大[2]。
（二）导线间距的影响
通过缩减导线间距的方式，其高场强覆盖面积和最大场强值都会相应减小，虽然减小效果没有通过改变地面和线路距离的方式呈现的效果明显，但是如果使用大幅度缩减导线相间距离的方式来对工频电场控制，例如使用V型绝缘子串，可以明显地缩减线下的工频电场场强。缩减导线间距的方式容易受到相间绝缘的制约。
（三）导线分列尺寸结构的影响
通过减少分列导线间距和分列根数的方式，能够有效地缩减地面场强强度，但这种方法也有一定的弊端：分列根数的减少，会导致导线表面场强上升，造成可听噪音和无线电干扰增加，影响到周边居民的日常生活，子导线的半径变化不会对线下电场场强造成太大影响。
（四）导线布置方式对电场场强的影响
根据上述数据表明，对于单回路型输电线路，采取倒三角排列的方式能够最大程度地将对高场强覆盖区域和最大场强，对于双回路型输电线路来说，通过逆相序排列方式能够有效地减少高场强覆盖面积和最大场强强度，因此在进行线路设计导线布置时，应当使用倒三角排列方式进行单回路型输电线路的布置，使用逆相序排列的方式来进行双回路型输电线路的布置，只有这样才能缩减线下工频电场强度，节省线路走廊。
四、减少工频电场影响的抑制措施
在进行输电线路的规划设计工作时，应当对输电线路的成本造价、绝缘配合、电场效应和电晕效应等诸多方面因素进行综合考虑，合理科学地进行设计布置，为了缩减工频电场对周边环境造成的影响，在对线路主要性能不造成影响的前提下，可以采取以下措施：增加输电线路和地面之间的间距，在相间绝缘允许的前提下，适当地缩减相间距离，合理地减少分列导线根数，采取合理的导线布置方，例如倒三角排列方式和逆相序排列方式等。除此之外，对于不便进行调整的线路可以采取设置屏蔽网、屏蔽线的方式来抑制工频电场[3]。
总结：
工频电场会对人体造成一定的不良影响，因此在进行输电线路架设过程中，需要进行充分的考虑，通过调整线路离地间距、缩减相间距离、采取合理导线布置方式来对工频电场进行控制，从而有效地保障周边居民的身体健康，促进电气行业更好地向前发展。
参考文献：
[1]杨金龙.城区220kV输电线路电磁兼容设计探讨[J].中国高新技术企业,2016,12(12):15-16.
[2]邹岸新,徐禄文.特高压交流输电线路工频电场的计算与分析[C].//中国电机工程学会电磁干扰专业委员会第十四届学术会议论文集.2014，12(12):22-29.
[3]傅志浩,邬彪彪,吴明等.高压输电线路附近房屋电场屏蔽方法研究[J].陕西电力,2013,41(7):78-81,88.