特高压交流输电实验线路 [1]

高压输电线是现代电网的重要组成部分。高压输电线的“高压”指的是输电线端口的电压属于高压(10kv以上)的范畴。根据欧姆定律和焦耳定律，传输同样的功率，电压越高，电流越小，发热越少。因此，端口电压越高，由传输线本身阻抗带来的电路损耗越小，负载侧能够获得的最大功率越多。为了尽可能增大传输的功率减小损耗，人们不断提升传输线的电压等级。高压输电线也因此越来越普遍的出现在电气化的社会中。但是有电的地方就有电磁波。电磁波的辐射危害也渐渐成为大众关注的焦点。

电磁波频谱 [2]

电磁波的辐射，主要分为电离辐射和非电离辐射。非电离辐射指的是低于紫外线频率的电磁波；其余电磁波的频率很高，粒子性非常明显，属于电离辐射。电离辐射的安全剂量非常低。所幸，电离辐射并不是生活中常见的辐射，其主要在核设施和医院的放射科附近，日常常见的马路上的高压线并不会产生这类辐射。由于电离辐射的粒子特性很强，合理安装防护装置，如铅版等设备就可以做到合理的屏蔽。

非电离辐射则是生活中最常见的类型。这类辐射波动的性质较为显著，其以自身激发的电磁场为介质。在不考虑干涉衍射反射的情况下，距离对这类辐射的衰减是明显的。非电离辐射对人体的作用主要在于感应电流和感应电压产生的连锁效应。有研究表明，由于人体血液中的带电离子的作用，电磁场会和他们产生力的作用，引发机械振动。如果这些机械振动的频率在人体的机械共振频率（主要集中于20Hz及以下 [3]）附近，并且周围环境对这个频率的机械振动抑制较弱，其与人体自身形成振动正反馈加强，产生高幅值的次声波。许多住在高层建筑上的人在有暴风时会感到头晕恶心，这就是次声波作怪的缘故[4]。也因此，个别频率的非电离辐射对人的脾气，性格，睡眠质量等方面会有明显的作用 [5,6]，这也被称为电磁污染(EMF)。不过，大多数的电磁污染对人的影响都是可以通过远离电磁污染环境得到恢复的。

高压线会产生电磁波，并对周围环境产生作用，由高压线本身的电压和负载电流所决定。尽管高压线的基波分量集中于50Hz或者60Hz，但是由于非线性负载在现代电网中的占比越来越高，高压线产生的电磁波也有分频谐波(sub-harmonic)的分量 [7]。以尼日利亚220kV, 180MVA高压线为例：高21米，间距28米两组输电线之间产生的电磁场在其正下方离地面1米处产生的电场强度为1.78kV/m, 磁场强度为2.74uT [8]。比较之下，其他日常生活用电设备的磁场强度如下：

表1 常见家用电器磁场强度具体测试结果[9]：

目前在我国关于电磁污染防护治理的标准是 《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）和 《环境电磁波卫生标准》（GB9175-88）。《电磁辐射防护规定》对电磁辐射照射限值作了规定：50Hz工频按磁场强度大小为标准计算，单位为μT。辐射在0.4μT以上属于较强辐射，对人体有一定的危害；辐射在0.4μT以下，相对安全。因此，高压线的非电离辐射属于较强辐射，属于对人体有一定危害的量级，不建议长时间暴露在这类环境中。

总结一下，高压线有电磁辐射和噪音。长时间暴露在这类环境下可能会导致性格、睡眠质量等方面的影响，但是通常离开这类环境就可以恢复正常。

参考文献：

[1] D. Huang, Y. Shu, J. Ruan and Y. Hu, "Ultra High Voltage Transmission in China: Developments, Current Status and Future Prospects," in Proceedings of the IEEE, vol. 97, no. 3, pp. 555-583, March 2009, doi: 10.1109/JPROC.2009.2013613.

[2] World Health Organization. Radiation, Environmental Health, World Health Organization. Establishing a dialogue on risks from electromagnetic fields[M]. World Health Organization, 2002.

[3] Brownjohn J M W, Zheng X. Discussion of human resonant frequency[C]//Second International Conference on Experimental Mechanics. International Society for Optics and Photonics, 2001, 4317: 469-474.

[4] Persinger M A. Infrasound, human health, and adaptation: an integrative overview of recondite hazards in a complex environment[J]. Natural Hazards, 2014, 70(1): 501-525.

[5] Genuis S J. Fielding a current idea: exploring the public health impact of electromagnetic radiation[J]. Public Health, 2008, 122(2): 113-124.

[6] Barsam T, Monazzam M R, Haghdoost A A, et al. Effect of extremely low frequency electromagnetic field exposure on sleep quality in high voltage substations[J]. Iranian journal of environmental health science & engineering, 2012, 9(1): 1-7.

[7] Ozovehe A, Ibrahim M, Hamdallah A. Analysis of Electromagnetic Pollution due to High Voltage Transmission Lines[J].

[8] Tourab W, Babouri A. Measurement and modeling of personal exposure to the electric and magnetic fields in the vicinity of high voltage power lines[J]. Safety and health at work, 2016, 7(2): 102-110.

[9] 郭鹞等著 《电磁辐射生物效应及其医学应用》 第四军医大学出版社.

作者介绍：

周明德

周明德，博士研究生。本科毕业于山东大学控制科学与工程学院。2019年加入上海科技大学电力电子与再生能源实验室。目前主要从事宽增益范围谐振双向变换器、同步整流和功率因数校正电路方面的研究。