电力电缆高频辐射电磁场防治对策-经济部标准检验局.PDF

電力電纜高頻輻射電磁場防治對策 經濟部標準檢驗局台南分局 技正 林昆平 摘要 國內變電所設置引來強大抗爭，這是大家在新聞上常看到的，不過民眾似乎把焦點放在 圍牆内的變電設備，而忽略了傳導電荷的高壓輻射電纜 ，一般高壓設備均有金屬外殼， 本身就有屏蔽效果，因此高頻輻射電磁場的傳送，主要元兇在電纜，而不是變電設備。 本文除了介紹環境電磁場的國內外標準外，把相當大的篇幅擺在高低壓電纜及控制電纜 電磁輻射防治對策，不管在材料上或是電纜配置，多所註解，希望對變電站的設計工程 師，在阻隔電磁場輻射上，有所助益。 一、前言 電力電纜為本局檢驗項目之一，其配置方式通常有兩種，一種為架空高壓電纜， 一種為地上工廠大樓配電用高低壓電纜，前者作大功率電力傳送，後者則為一般民生供 電用。電纜由於傳送大量負載電流，因此四周有電磁場的存在，致癌之說喧囂塵上，只 要有台電架空電纜經過及變電所興建的地方，無不遭受村民強大阻力。高壓電纜一般電 壓都很高(345KV 、161KV 、69KV 、24KV 、12KV) ，但電流卻很小，因此電場較強，磁 場較弱。低壓電纜則電壓較低(440V,380V,220V,120V) ，但電流卻很大，因此電場較弱， 磁場較強。電纜的最外層一般均包有銅帶 ，其主要功能提供洩漏電流導至大地的管道， 故最後都會以接地端子接地，以維護使用上的安全，但也因這層銅帶，使得電場無法輻 射出來，故這銅帶又稱『遮蔽銅帶』。因此探討電力電纜的電磁輻射問題，主要對像就 只剩下磁場了。 工廠大樓由配線電纜所引發的磁場干擾案例，80%是電腦螢幕閃爍，造成業務停 擺，由於電纜必需與各樓層負載分電箱連結，因此建築物天花板、高架地板及牆壁內， 幾乎都可發現它的蹤跡 ，對擺設在鄰近的電腦產生干擾，就在所難免了。一般電腦螢幕 大約 8~10mG(毫米高斯)磁場干擾，即產生晃動；30~40mG 磁場，則顏色變調；而電纜 匯 地--變電站， 另一個關注的焦點，尤其門口四個大字「高壓危險」，更 讓民眾 危恐避之，深怕電磁效應傷身致癌。為了釐清疑義 ，本文首先就國際環境電磁場輻射標 準作一番介紹，其次討論電力電纜及變電站的磁場遮蔽技術 ，最後以一實際案例，說明 改善成效 ，相信對讀者於工廠大樓電力電纜衍生之電磁輻射問題上，有新的認知 。 二、環境電磁場管制標準推薦值[1][2] 電磁輻射依頻率波段分級約有三種 ，第一種頻率波段 3x1016HZ~3x1022HZ 游離輻射能量最強， 可破壞生物細胞份子 ；第二種頻率波段 3x109HZ~3x1016HZ 非游離輻射能量弱，有熱效應 ，不 8 會破壞生物細胞份子，第三種頻率波段 0HZ~3x10 HZ 非游離輻射能量最弱，無熱效應且不會 破壞生物細胞份子。電線電纜由於輸送 60HZ 頻率電力，產生電磁場波段應屬第三種，會致癌 尚無定論 ，實在沒必要過度反應 。至於國際上對 60Hz 或 50Hz 環境電場及磁場限制推薦值 ， 如表一及表二所示 ，原則上一般民眾全天曝露在 1000mG 磁場環境，對健康比較有影響 ， 曝露 10000mG ，最好在數小時內離開 ，至於其它頻段 ，依行政院環保署公告第 0003219 號文， 非職業場所之一般民眾於環境中曝露非游離輻射之電磁場環境建議值 ，如表三所示 。 表一 60HZ/50HZ 環境電場強度(kv/m)安全承受推薦值 表二 60HZ/50HZ 環境磁場強度(mG)安全承受推薦值 表三各頻段 環境電磁場限制建議值 三、電線電纜電磁干擾防治技術介紹[4][5][6] 3-1 遮蔽架空電力傳輸線磁場策略 在架空電力傳輸線下方，安置金屬遮蔽線並將兩端以接地電阻與大地連接，形成回 路 ，該回路受上頭電力傳輸線磁場感應 ，會產生一大小相同 ，方向相反的電流，並在金 屬遮蔽線四周建立反向磁場，與原傳輸線磁場抵消 ，此原理稱為楞次定理 ，國中物理大 家都上過，圖 1 是其整個架構 ，至於提高遮蔽效果，主要四點： (1)金屬遮蔽線密度: 同時採用多條遮蔽線並排 ，遮蔽效果越好 (2)金屬遮蔽線範圍: 遮蔽線配置範圍越廣 ，遮蔽效果越好 (3)金屬遮蔽線高度: 離電力傳輸線越近 ，遮蔽效果越好 (4)金屬遮蔽線兩端接地電阻:接地電阻越小(一般