随着我国电网建设的快速发展，特高压直流输电工程在我国电网中所占比例与日俱增。特高压直流换流站的电磁特性对其周边地区的影响是变电站设计和运行所要考虑的问题之一^[1]。为确保换流站的经济效益及其周边居民的正常生活，本文将对±800千伏特高压某换流站进行电磁环境布点检测并分析其对周围环境的影响，同时讨论特高压换流站敏感点和场界的电磁环境分布特点以及影响因素^[2-7]。本文的研究分析为今后的特高压换流站电磁环境研究以及相关政策的制定提供了理论基础和方法指导，同时对消除公众对换流站电磁环境的恐惧心理起到积极作用，对我国电力建设及处理电力纠纷问题皆具有指导意义^[8-12]。

特高压输电分为直流特高压输电和交流特高压输电。根据定义，直流特高压输电针对的是电压等级为±800 kV及以上超远距离的直流输电，其优点是可实现电厂和负荷间点对点的大容量超远距离传输，线路中间无需建设中转站，节约了投资成本。某换流站作为特高压直流工程的受电端，额定功率双极1 000万千瓦，额定电流6 250 A, 安装换流变压器14+2(备用)台，单台容量493.08 MV，网侧采用分层接入方案，分别接入1 000千伏和500千伏系统，是国内第一个换流站、调相机站、变电站三站合一并同时开工的受端工程。并且，该站调相机工程是国家电网公司首批调相机示范工程，创下了国网系统建设规模最大、施工难度最高、逻辑控制最复杂纪录。因此，对该换流站电磁环境的检测具有重大意义。

1 材料与方法 1.1 检测方法与仪器 1.1.1 STT-HDSW高压直流电磁环境检测系统

探头：HDEM-1；量程：-100 kV/m~+100 kV/m；精度：0.01 kV/m；测量及布点方法按照DL/T 1089—2008《直流换流站与线路合成场强、离子流密度测量方法》中的标准执行。

此套系统用来测量合成场强，合成场强是直流电晕产生的空间电荷形成的场强和标称场强合成后的电场强度。其测试需在风速小于2 m/s，良好的天气条件下进行，测试时间段大于30 min。测量仪表直接放置在地面上，探头与地面的间距小于0.2 m，接地板需接地良好，否则会造成严重偏差。系统测量时间间隔为30 s，每个测点测量数据为100个。在测量时，仪表的场磨和离子流收集板与测量人员及其他物体保持至少2.5 m的距离，这样可避免在场磨处产生较大的电场畸变。对极Ⅰ、极Ⅱ出线间最大合成场强进行测量的测点按照出线的法向方向布置，间隔10 m一点，极线两侧各多出10 m，总跨度220 m，共测22个点。对极Ⅰ直流出线的两侧和极Ⅱ直流出线的两侧进行测量的测点按照各自的法向方向布置，从极线正下方开始向两边延伸，间隔5 m一点，各跨度100 m，各测21个点。

快门型场磨传感器结构如图 2所示，其探头由两个同轴安装的圆形扇片构成，上扇片由电机驱动而转动，下扇片为固定扇片。当场磨位于均匀电场E中，电动机带动上扇片做转速为ω的定速旋转，此时下扇片暴露于电场E的面积呈周期性变化。周期性变化引起电荷的积聚与流散，通过测量电阻R上的压降即可测得其所在位置的合成场强。

1.1.2 NBM550工频电磁场测试仪器

主机为Narda NBM550，探头为EHP50D。测量及布点方法按照《交流输变电工程电磁环境监测方法》(HJ 681—2013)中的标准执行。

工频电磁场强仪由主机NBM-550宽带场强计和EHP50D工频电磁场探头组成。此套仪器用来测量变电站的工频电场强度与磁感应强度，工频电场强度是当一导体带电时，导体周围受到影响，当带电粒子进入此空间，则在任意瞬间均受到方向一定的力，此种力说明有一电场存在于此空间。在任意点的电场强度为矢量，等于位于该点单位正电荷所受的力，用每米的伏特数的单位表示。磁感应强度是指描述磁场强弱和方向的物理量，也被称为磁通量密度或磁通密度，用特斯拉的单位表示。

EHP50D工频电磁场探头内置三个平板电容器作为工频电场、工频磁场的接收器，平板电容器能够感应空间中的工频电场生成感应电压、工频磁场生成感应电流，EHP50D内置的处理器对感应电压、感应电流进行一系列的采样和数据处理后得到工频场强值、工频磁感应强度值，通过光纤传输到主机NBM550上显示。

检测时，应将EHP50D探头安装在三脚架上，三脚架的支撑杆必须是塑料杆，高度是1.5 m，通过光纤将EHP50D连接到NBM-550上，测试时，测试人员应距离探头2.5 m以上。首先按探头EHP50D的开关机键保持2s以上，红灯闪烁，再将主机NBM-550开机，待其自检后，进入测试页面。在设置页面中，选择接口设置，将EHP50D显示连接开关打开，返回到主页面，即正常连接EHP50D。

(1) 电场模式

量程选择为1 kV/m，如果场强超过1 kV/m，就将量程切换到100 kV/m，选择显示模式为xyz模式，EHP50D的频率带宽选择为500 Hz。完成设置后可进行测量。测量参数为工频电场的总场强及垂直分量。

(2) 磁场模式

量程选择为100 μT，如果场强超过100 μT，就将量程切换到10 mT；选择显示模式为xyz模式，EHP50D的频率带宽选择为500 Hz。完成设置后可进行测量。测量参数为工频磁感应强度的垂直分量和水平分量。

(3) 读取数据

在对线路、变电站测量时，测量时间不小于1 min。若读数稳定，则读取稳定状态的最大值；如果读数有波动，则每1 min读一个数，取5 min的平均值为测量读数。按NBM-550的存储软键保存测试结果。对一般环境测量时，每个测点连续测5次，每次测量时间不小于15 s，并读取稳定状态最大值。

1.2 评价标准

本次检测是按照《环境影响评价技术导则输变电工程》(HJ 24—2014)、《建设项目竣工环境保护验收技术规范输变电工程》(HJ 705—2014)和《交流输变电工程电磁环境监测方法(试行) 》(HJ 681—2013)中的标准执行的。对于公众暴露参数，遵循了《电磁环境控制限值》(GB 8702—2014)、《±800 kV特高压直流线路电磁环境参数限值》(DL/T 1088—2008)和《高压直流架空送电线路技术导则》(DL/T 436—2005)。综上内容本次监测评价标准参数为:直流线路下地面最大合成场强(E95)：30 kV/m、民房合成场强：25 kV/m、农田公路等人员容易达到区域合成场强：30 kV/m、工频电场：4 000 V/m、工频磁场：100 μT。

2 结果 2.1 合成场强结果及分析

由于合成场强在换流站内的极值应出现在极Ⅰ、极Ⅱ直流出线的正下方，因此对极Ⅰ、极Ⅱ出线间最大合成场强进行测量，同时对极Ⅰ直流出线的两侧和极Ⅱ直流出线的两侧进行测量。对测量值进行分析可知(见图 3-5)，合成场强正值最大值为6.56 kV/m，位于正极线西侧10 m处，负值最大值为-10.8 kV/m，位于负极线东侧5 m处。以上最大合成场强绝对值皆不超过30 kV/m，满足直流线路下地面最大合成场强(E95)为30 kV/m的标准。通过图 3，还可以明显看出正负极线路之间，由于相互抵消合成场强变的很小。

2.2 电场强度结果及分析

通过对特高压换流站内不同区域及场界的电场强度进行测量(见表 1)，可知电场强度的最大值为483.5 V/m，出现在1 000 kV滤波场的北侧，满足工频电场4 000 V/m的标准。在其他区域，如1 000 kV滤波场南走廊的最大值为9.327 V/m，1 000 kVGI的最大值为6.328 V/m，±800 kV直流场的最大值为4.455 V/m，场界的最大值为429.6 V/m，均满足标准。其中场界南侧的电场强度明显大于其他一般区域，分析是由于交流进线所致。

在换流站大门口进行电场强度衰减测量，测量方法为垂直围墙方向，每隔5 m布一个点，直到50 m(见图 6)。分析可知，电场强度在距离大门20 m之前，由于墙门的阴影区效应，呈现逐步增大的趋势，而20 m之后，由于超出阴影区范围，表现出明显的衰减趋势。

2.3 磁感应强度结果及分析

通过对特高压换流站内不同区域及场界的磁感应强度进行测量(见表 2)，可知磁感应强度的最大值为1.402 μT，出现在场界的南侧，满足工频磁场100 μT的标准。在其他区域，如1 000 kV滤波场的最大值为0.7346 μT，1 000 kV GIS的最大值为1.122 μT，±800 kV直流场的最大值为0.0361 μT，均满足标准。其中由于交流进线，场界南侧的磁感应强度明显较大，与电场强度的表现十分相似。

在换流站大门口进行磁感应强度衰减测量，测量方法为垂直围墙方向，每隔5 m布一个点，直到50 m(见图 7)。分析可知，电场强度在距离大门25 m之前，由于墙门的阴影区效应，呈现逐步增大的趋势，而25 m之后，由于超出阴影区范围，表现出的衰减趋势，与电场强度的衰减规律近似，但在50 m处附近磁感应强度的增强，数值也不大，推测是周围环境值的正常波动。

3 结论

通过对±800千伏特高压某换流站电磁环境的检测，对测量数据进行研究分析，可知该特高压换流站满足直流线路下地面最大合成场强(E95)：30 kV/m、工频电场：4 000 V/m、工频磁场：100 μT的标准。其中正负极线路之间，有接近100 m的距离，其合成场强值基本为0 kV/m，表现出明显的正负极抵消现象。导线两侧的合成场强值分布图则呈现出U型结构，表明极值出现在导线正下方附近。电场强度及磁感应强度在距离大门20 m之前呈现逐步增大的趋势，20 m之后开始衰减，表现出墙门的阴影区效应。利用以上规律及效应，可以根据不同的站界情况设计出最合理的布线方式及墙门高度，在保证特高压换流站环境效益的同时增加一定的经济效益，使电力事业的绿色与经济做到协同发展。