《高压交流架空输电线路工频电场屏蔽技术导则》

DL

中华人民共和国电力行业标准

DL/T××××—202×

高压交流架空输电线路工频电场屏蔽技术

导则

Guideforapplicationofshieldingtechnicalforexceedingpermittedlevelofpower

frequencyElectricfieldfromhighvoltageACoverheadtransmissionlineand

substation

（征求意见稿）

202×-××-××发布202×-××-××实施

国家能源局发布

DL/T××××—202×

I

DL/T××××—202×

高压交流架空输电线路工频电场屏蔽技术导则

1范围

本标准规定了交流架空输电线路工频电场屏蔽的一般性原则、内容、程序、方法和要求。

本标准适用于110kV及以上电压等级交流架空输电线路的工频电场屏蔽。

变电站进出线及其它相近工程的工频电场屏蔽可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB12720-1991工频电场测量

GB8702-2014电磁环境控制限值

GB50545-2010110～750架空输电线路设计规范

GB50665-20111000kV架空输电线路设计规范

GB50697-20111000kV变电站设计规范

DL/T988-2005高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法

DL/T334-2010输变电工程电磁环境监测技术

DL/T5218-2012220kV～750kV变电站设计技术规程

DL/T5496-2015220kV～500kV户内变电站设计规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1工频电场powerfrequencyelectricfield

电场是电荷周围存在的一种物质形式，电量随时间作50Hz周期变化的电荷产生的电场为工频电

场。电场强度在空间任意一点是一个矢量，其计量单位为V/m，但交流高压架空输电线路和变电站的

电场单位一般用kV/m表示。

3.2畸变场perturbedfield

由于物体的介入，一个场在幅值、方向的改变，或者两者兼有的改变。

3.3工频电场屏蔽powerelectricfieldshielding

1

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采用接地良好的金属屏蔽体减少或阻断电场向被屏蔽区域内的传播，使被屏蔽区域内的工频电场限

制在一定的数值内。工频电场屏蔽要求屏蔽体必须是良导体（如金、银、铜、铝等），屏蔽体必须有良

好的接地，当屏蔽体有较大工频磁场耦合时，屏蔽体需单点接地。

3.4屏蔽线shieldedwire

由单根或多根线状屏蔽体架设组成的用于电场屏蔽的设施。

3.5屏蔽网shieldednetword

由多根屏蔽线组成的用于电场屏蔽的网状设施。

4总则

4.1基本任务

交流架空输电线路工频电场屏蔽是在现场实测的基础上，结合仿真优化计算，通过架设屏蔽线或屏

蔽网实现交流架空输电线路下方敏感区域内工频电场超标治理，以达到相关标准要求，为控制输变电工

程环境影响提供科学依据。

4.2基本规定

4.2.1输电架空线路工频电场屏蔽治理必须满足标准GB8702-2014的相关规定，即日常活动区域的工频

电场强度不超过4kV/m，线路走廊内农田、公众偶尔停留或活动场所的工频电场强度不超过10kV/m。

4.2.2工频电场强度测量方法应按照DL/T988-2005和DL/T334-2010的规定执行。在线路走廊、线路邻

近民房、变电站巡视走道、控制楼以及其他电场敏感位置进行测量。若测量结果超出标准限值，应开展

工频电场屏蔽治理工作。

4.2.3应基于仿真计算验证施工方案的电场屏蔽效能，进而优化电场屏蔽方案，确保以较低的工程成本

实现较优的电场屏蔽效果。

4.2.4屏蔽线或屏蔽网的架设必须通过力学计算分析，满足施工及后期运行安全要求，确保无倒塌风险。

4.2.5屏蔽线或屏蔽网的选材原则应同架空地线选材原则保持一致。

4.2.6屏蔽线或屏蔽网与架空线路之间的最小距离应满足表4.2.6的相关要求。（折算为海拔高度不超过

1000m的地区）

表4.2.6屏蔽线或屏蔽网与架空线路之间的最小距离

电压等级(kV)屏蔽线离导线最低点最小距离(m)

1101

2201.8

3302.2

5003.2

7504.3

10006

4.2.7屏蔽体在输电线路额定运行时双端接地电流值超过2A，屏蔽体应设置为单端接地；单端接地屏蔽

体接地引下线电流超过2A时，接地引下线应采用电缆，并做好带电警示标识。

4.2.8屏蔽体竣工需进行工程验收。

4.2.9将屏蔽体检修维护纳入到输电线路的日常运维中进行统一管理。

2

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4.2.10在工频电场屏蔽工作完成后，应再次进行工频电场强度测量，若测量结果未达到GB8702-2014

要求，应再次开展工频电场屏蔽工作。

4.2.11交流架空输电线路工频电场屏蔽工作应包括但不限于以下内容：

1现场实测确定屏蔽范围

2屏蔽方案设计

3屏蔽方案优化

4屏蔽方案施工

5工程竣工检测

6结论及建议

4.3工作程序

交流架空输电线路工频电场屏蔽工作应对前期调研、方案设计、仿真优化、工程施工、工程验收等

环节规范流程，其中，仿真优化的操作程序见图1。

图1交流架空输电线路工频电场屏蔽工作仿真优化程序图

5屏蔽范围

5.1电场强度超标范围确定

5.1.1在确定架空输电线路周围电场强度超标范围时，应针对输电线路下方及两侧近区空间内（3倍对应

电压等级最小安全距离）人员日常活动或偶尔停留的区域进行电场强度现场实测，确定电场超标敏感点

位置，并测量评估电场强度是否超标。

5.1.2对于架空输电线路附近明显高于周围环境的建筑及物体、地面突出位置、金属裸露位置等强敏感

点应重点普查，检测范围可适当扩大至3~5倍对应电压等级最小安全距离。

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5.1.3对于线路周围的建筑整体符合电场强度限值要求，但存在局部高点、端点位置电场强度超标的情

况，应针对具体局部位置开展靶向优化设计，提高优化效能。

5.2收集线路相关参数

5.2.1通过现场勘察收集对周围电场强度影响较大及电场仿真计算所需的输电线路相关参数，主要包括

输电线路结构参数及位置参数。

5.2.2输电线路结构参数包括：线路跨距、输电线路回数、各输电线及避雷线间相对位置、导线分裂数、

线径等。

5.2.3输电线路位置参数包括：输电线距离地面最小垂直距离、输电线距离周围人员活动区域及房屋相

对位置（导线相对走向、最小垂直距离、水平距离、直线距离）、杆塔距离人员活动区域及房屋距离等。

5.3收集敏感目标及其环境相关情况

通过现场勘察收集线路周围电场强度超标敏感点目标及其环境相关情况，支持仿真模型计算及分析。

需重点关注的主要敏感目标及环境情况有:

1距离导线较近的建筑物；

2山坡顶端房屋或海拔位置明显高于周围建筑的房屋；

3金属含量较高或有外置金属的建筑物及物体；

4建筑物边角位置；

5位于地面以上的金属物体；

6其他相对位置突出，且电阻率远低于空气的物体。

6屏蔽方案

6.1建立工频电场仿真分析模型

6.1.1应建立工频电场仿真分析模型，计算输电线路下方及两侧近区空间中的电场分布，评估人员日常

活动或偶尔停留的区域的电场强度是否超标，从而支撑屏蔽方案的屏蔽效能分析及优化。

6.1.2工频电场仿真分析模型应能准确反映输电线路结构（包括各输电线、架空避雷线之间相对位置）、

输电线路周围建筑及其他物体的结构、线路与周围建筑及物体之间的相对位置。

6.1.3工频电场仿真分析模型应兼顾电磁计算及复杂空间结构的准确性，建议采用有限元分析方法构建

仿真分析模型。

6.1.4对于低精度评估分析，以及仿真模型计算量较大，计算能力无法实现的情况，可采用电准静态方

程简化电磁计算过程，同时将多分裂导线等效为同截面周长的圆截面导线。

6.2计算模型校验

6.2.1工频电场仿真分析模型在应用前需进行准确性校核。

6.2.2校核方式可采用多点对比方法，将现场实测中超标点位或接近限值点位处的电场强度，同分析模

型中相同点位的计算电场强度对比分析，两者差异小于5%即可认为所建模型准确。

6.3屏蔽方案设计

6.3.1屏蔽方案具体设计需基于仿真计算的最优化结果开展设计。

6.3.2屏蔽方案设计应考虑屏蔽建筑整体的全部重要参数，包括但不限于屏蔽线（网）设计方案、接地

设计方案、材料选型方案、以及屏蔽预期效果。

4

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6.3.3屏蔽线（网）设计方案应包含屏蔽线（网）长度（范围）、屏蔽线（网）架设高度、屏蔽线（网）

距离输电线路及被保护体距离、屏蔽线（网）相对空间位置以及屏蔽线（网）架设方式。

6.3.4屏蔽体接地装置设计方案应包含接地装置结构与埋深、接触电势及可能的跨步电压、安全保护措

施等。

6.3.5材料选型方案应包含屏蔽线、支撑结构以及地网的选材及型号。

6.3.6设计方案预计效果应包含设计方案的屏蔽效能、保护范围，被保护点位电场强度校验结果，支撑

结构的力学安全、接地安全校验结果等。

6.4屏蔽方案优化

6.4.1屏蔽方案的优化应确保输电线路周围电场强度超标点位处的电场强度至规范限值以下。

6.4.2满足屏蔽要求的前提下，应充分考虑屏蔽方案的经济型、对输电线路的影响、对周围环境及人员

的影响、以及施工可行性。

7屏蔽施工

7.1一般要求

屏蔽方案施工应按照屏蔽设计方案开展，未明确要求的部分可根据现场情况设定。常见施工架设方

法包括耦合地线架设及自立支杆架设。

7.2耦合地线屏蔽

对于因如下情况引起大面积电场超标的情况，应采用耦合地线屏蔽方法。

1导线下方土壤电阻率不均匀；

2导线下方有超标电场；

3导线下方区域存在尖端的特殊地貌、建筑；

耦合地线的位置、距离应按工频电场仿真分析模型计算结果来定，耦合地线应单端与杆塔相连，即

单端接地。

7.3高电位自立杆塔屏蔽

对于因如下情况引起大面积电场超标的情况，应采用高电位自立杆塔屏蔽。

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1导线侧面土壤电阻率不均匀；

2导线侧面有超标电场；

3导线下方区域存在尖端的特殊地貌、建筑；

自立杆塔高度应按有限元电场计算结果来定，屏蔽线应按照计算的感应电压与感应电流大小决定单

端接地还是双端接地，自立杆塔接地电阻应小于15Ω。

7.4低电位自立杆屏蔽

对于因导线侧面区域存在尖端的特殊地貌或者建筑，而引起较小面积电场超标的情况，可采用低电

位屏蔽线屏蔽，屏蔽线接地电阻可视情况放宽要求至小于100Ω。

8屏蔽验收

8.1屏蔽方案竣工后必须由具有相关资质的单位进行工程验收。

8.2需对被保护点及其周围人员活动区域，以及低位架设屏蔽线下周围人员活动区域开展工频电场检测，

保证上述区域电场强度达标，确保屏蔽方案未产生新的电场强度超标问题。

8.3竣工验收应对楼顶平台、阳台等尖角或有金属端点位置进行重点排查检测。

8.4竣工验收应对倾倒、触电等安全问题进行检测验收。

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附录A

（资料性附录）

500kV铁塔电场仿真及改善周边电场环境措施分析

1二维电场有限元分析的基本原理

静电场作为一个能量场，它满足电荷守恒定律、高斯定律等，说明它是一个守恒场。在静电场中，

由相关定律可知电强的积分环路恒为零，即积分结果不受路径影响。在静电场中，使用的积分方程的公

式为:

Edl0（A1）

DdSqdV（A2）

sv

DE（A3）

使用的微分方程的公式：

E0（A4）

D（A5）

由上述微分公式能够计算出拉普拉斯及泊松方程。推导的步骤为，通过将DE和E两个

关系式，代入（A5）方程中得出：

DEE（A6）

当在均匀的介质中，由于满足E0，则可得：

E（A7）

2

/（A8）

上式为静电场的泊松方程。

若0时，(A8)的公式则为20，该方程式称为拉普拉斯方程。并且将2被称为拉普拉

斯算子。

对缺陷二维模型使用有限元法计算时，首先确定我们所要求解场域。在仿真计算时，一般把电极的

表面取作边界，而电极外部的空间称为场域。通过设定电极两端施加规定电压，再求出电极以外空间

的电场。若场域满足公式（拉普拉斯方程式）时:

divgrad0（A9）

则计算场域问题可转化为求解边界值问题，一般称为Dirichlet。其中将函数被称为电位，其满足的微

分方程为:

2

0（A10）

电场强度则有下式给出：

E（A11）

上式中E指电场强度矢量，其单位为V/m。

当超过2种及以上电介质的时候，这两类媒介质的界面上，电势应满足连续性条件:

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12（A12）

12

12（A13）

nn

式中，1、2分别表示的是两种不同界面的电解质的相对介电常数，n指的是该交界面的外法线矢量。

对于导体表面：

0（A14）

其中，0为已知单位。

对于悬浮导体则可以表示为：

x（A15）

dSq（A16）

1n

采用二维有限元法进行电场仿真，其剖分单元格的形式常采用三角形。其变分问题满足的条件为：

22

F（）dSmin

J

e2xy（A17）

0

进行离散化处理前，能量积分公式为：

n

ee

F()F()（A18）

e1

ee

上式n表示场域剖分出来单元格的总数，F()为三角形单元的能量积分方程为：

22

ee

F()dS（A19）

Je2xy

将方程形式改写矩阵型式：

Fe

Kee（）

eA20

离散化后方程式：

22

NeNeNeNe

eijij

KijdS（A21）

Je2xxyy

ee

其中Ni、Nj表示的是插值函数。

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e1eee

Ni(aixbiyci)（A22）

2e

eeeeee

式中ai，bi，ci，aj，bj，cj为三角形e面积的代数余子式：

1xy

1ii

1xy（A23）

e2ji

1xmym

对方程组结合求解，结合方程为：

nFen

Kee0（）

eA24

e1e1

从而得到了有限元方程：

K0（A25）

n

上式中系数矩阵KKe，并且K是对称的和稀疏带状结构；其中由电场单元划分节

e1

点的电位矩阵组成，待求得未知量，其中各节点电位可以利用边界条件求出。

2500kV铁塔仿真分析及改善周边电场环境措施分析

随着我国电网规模的不断扩大和输电电压等级的不断提高．输电线路的电磁环境影响越来越受到人

们的关注，超高压输电线周围电磁环境及其对人体的辐射已成为人们普遍关心的问题之一，随着社会远

距离供电的发展，高压输电的作用日趋明显，但是由于所输的电能是50Hz的高压交流电，所以不可避

免的就会产生一定大小的电磁场。随着人们生活质量的提高，对于高压输电线产生的电磁场是否会对身

体健康造成影响的争论日趋激烈。

利用Comsol仿真软件对云南内江地区某一500kV铁塔附近的电场强度进行建模仿真，分析该铁塔

周围电场强度分布情况，通过分析加屏蔽杆对电场的屏蔽效果来探索减小铁塔对周围物体影响的方法。

图A.1500kV铁塔实物图

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图A.2500kV铁塔参数表

根据铁塔各参数利用Comsol软件对铁塔进行建模

图A.3500kV铁塔模型图

仿真测量铁塔附近高度1m处的电势，结果如下：

11

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图A.4铁塔附近高度1m处电势分布图

由图可以看出，以铁塔底部电势为零电势点，则在距离铁塔底部右端13m左右的位置，电势最高

（3200V），此处的电势差最大，电场强度最强。

仿真测量铁塔附近高度2m处的电势，结果如下：

图A.5铁塔附近高度2m处电势分布图

同理，由图可得，若以铁塔底部电势为零电势点，则在距离铁塔底部右端13m左右的位置，电势

最高（6800V），此处的电势差最大，电场强度最强。

通过分析图A.4和图A.5，若要减小铁塔附近电场强度，则在距离铁塔底部右端13m处加一屏蔽杆

（5m）效果最佳，利用comsol软件建立加屏蔽杆的铁塔模型如下：

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图A.6距离铁塔底部右端13m处加5m高屏蔽杆模型图

通过对该模型图仿真所得如下：

图A.7加屏蔽杆后铁塔附近高度1m处电势分布图

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图A.8加屏蔽杆后铁塔附近高度2m处电势分布图

对比图A.4和图A.7，铁塔附近高度1m处电势峰值由3200V降低到了2200V；对比图A.5和图

A.8，铁塔附近高度2m处电势峰值由6800V降低到了4700V。结果表明在距离铁塔底部右端13m左右

的位置加屏蔽杆（5m）效果明显，能起到有效降低铁塔附近电场强度的作用。

在铁塔右端5m高处加长度为5m横向屏蔽杆，模型图如下：

图A.9距铁塔5m高处加长度为5m横向屏蔽杆模型图

通过对该模型图仿真所得如下：

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图A.10加横向屏蔽杆后铁塔附近高度1m处电势分布图

图A.11加横向屏蔽杆后铁塔附近高度2m处电势分布图

对比图A.4和图A.10，铁塔附近高度1m处电势峰值由3200V降低到了3000V；对比图A.5和图

A.11，铁塔附近高度2m处电势峰值由6800V降低到了6400V。结果表明在距离铁塔5m高处加长度为

5m横向屏蔽杆对铁塔附近电场有一定屏蔽效果，但不明显。

附：在研究中发现，在距离铁塔底部右端13m处加的5m高屏蔽杆还有额外作用，该屏蔽杆不仅

能降低铁塔附近电场强度和电磁辐射，还能在雷电天气中降低雷电对铁塔的绕击率。

当雷绕过铁塔避雷线击于导线或铁塔本身，会在受击物体上产生电效应、热效应和机械力，从而对

设施或设备造成破坏，在本文研究中，在距离铁塔13m处的屏蔽杆（5m高）能起到避雷针的作用，在

发生绕击雷时，能降低绕击雷对铁塔的绕几率，从而更好地保护设备不受破坏。

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附录B

（资料性附录）

500kV输电线路屏蔽方案优化分析案例

500kV线路某两杆塔间线路段附近一处民房范围内电场强度超出环保验收标准，并对超标房屋现场

进行勘察分析。该段线路档距429m，房屋距离送侧杆塔194m，距离受侧杆塔216m。线路周边存在坡地

地势，房屋位于坡地顶部，周围环境空旷，房屋为周围环境高点，易引起电场畸变，导致电场强度超标。

房屋主体分为主房、辅房、院坝三个部分，其中主房距离线路边导线最近点水平距离约14.2m（大于规

范要求的5m），垂直距离约14m，净空距离约20m（大于规范要求的8.5m）；辅房距离线路边导线最近

点水平距离约8.2m（大于规范要求的5m），垂直距离约18.4m，净空距离约20m（大于规范要求的8.5m），

图B.1所示为房屋及其周边情况实地照片，图B.2所示为房屋及线路空间位置示意图。

图B.1房屋及周边环境照片

图B.2建筑与边导线相对位置示意图

根据现场电场测量结果，在该主房二楼屋顶距离边导线水平距离约15m，垂直距离约14.5m处的电

场强度为4.45kV/m，超过环保验收要求值。且该处位置为居民日常生活会经过区域，因此需对该位置电

场强度超标现行进行改善处理。

针对四川某500kV线路某两杆塔间线路段附近房屋主房2楼电场强度超标问题展开优化措施分析。

根据线路与房屋的位置关系、现场地形和现场条件，结合以往工程类似处理经验，初步设计拟定了拆迁

房屋、线路塔身上架设屏蔽线、在房屋附近架设屏蔽线三个处理方案，并分别对各项措施进行分析评估。

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首先是房屋拆迁方案，经实地测绘，1#房屋包括混凝土砖房、砖瓦房、彩钢板房以及院坝等结构，

共计使用面积达360m2左右，评估拆迁费用预计为50余万元，解决成本较高，不建议采用该方案。

随后，对线路塔身上架设屏蔽线方案进行计算分析。根据施工可行性及以往工程经验，针对塔身上

架设屏蔽线有两种可行方法，一种是在塔身基础上架设屏蔽线，如图B.3(a)所示，另一种为在塔身基础

上新增横担架设屏蔽线，如图B.3(b)所示。

(a)塔身基础架设屏蔽线(b)新增横担架设屏蔽线

图B.3线路塔身上架设屏蔽线方案

理论上，在塔身架设屏蔽线可改善导线周围的电场部分，降低导线对铁塔附近构筑物的电场强度。

根据现场实际情况及建筑周边地形，构建了尽量贴近实际的电场强度分析计算模型，并基于图B.3(a)所

示位置设置接地屏蔽线，计算得出未架设屏蔽线和架设屏蔽线两种情况下房屋周围电场强度变化程度，

如表B.1所示。

表B.1塔身架设屏蔽线前后房屋电场超标点计算场强

位置电场强度/kV/m

架设屏蔽线前架设屏蔽线后

主房二楼超标点

4.5（模型计算值）4.4

从上表可知，在塔身架设屏蔽线前后，主房二楼计算点的电场强度降低很少，仍然高于环保验收要

求值。这是由于屏蔽线架设在边相和中相导线之间，改善了中相和边相之间的电场分布，边导线以外电

场改善很小。此外，在中间导线与边导线之间加设接地屏蔽线，可能会影响导线间绝缘间隔，需要考虑

导线间间隙距离要求，存在已施工完成的杆塔不符合该加设方案可能。

针对新增横担架设屏蔽线方案，需考虑新增横担对杆塔结构安全及其力学承受能力。在验算铁塔力

学强度后，可设定新增横担长度与导线横担保持一致，在保证绝缘安全与尽量提高其屏蔽效果，分析计

算中设定屏蔽线挂于边导线正下方8.5m处，计算得出未架设屏蔽线和架设屏蔽线两种情况下房屋周围电

场强度变化程度，如B.2所示。根据表中数据可知，在新增横担架设屏蔽线前后，主房二楼计算点的电

场强度降低程度约为7%，仍然难以满足电场屏蔽优化需求。这是由于屏蔽线架设在边相导线正下方，

改善了边相下方的电场分布，边