综述：电力系统中电磁场暴露的综合评述：计算模型、测量方法与缓解措施

【编辑推荐】本综述系统梳理了电力系统环境中电磁场（EMF）暴露的评估体系，涵盖变电站/输电线路的计算建模（如有限元法）、现场测量技术及暴露缓解策略，为职业与公众EMF安全指南的实践提供方法论支持，并展望了智能电网时代的新型暴露评估挑战。

　　

计算模型：从理论到实践

电力系统产生的低频电磁场（EMF）暴露评估依赖于精确的计算模型。有限元法（FEM）和边界元法（BEM）被广泛应用于变电站三维场分布模拟，其中FEM对复杂几何结构的适应性较强，但计算量随网格细化呈指数增长。输电线路建模则多采用矩量法（MoM），其优势在于可整合导体 sag（垂度）和地形起伏参数。值得注意的是，IEEE Std 644-2019 推荐的模拟电荷法在工频电场计算中误差可控制在±5%以内，但对磁场谐波分量的敏感性不足。

测量技术的革新

住宅区与交通系统的EMF评估主要依赖现场测量。新型各向同性探头（如Narda-ELT-400）实现了1μT-10mT量程的磁场全频段捕获，而无人机搭载测量系统使高压走廊扫描效率提升300%。地铁车厢的实测数据显示，牵引供电系统产生的脉冲磁场峰值可达2.3mT，但持续时间仅0.1ms，这为瞬态暴露评估提出了新挑战。

暴露缓解的多元策略

变电站采用分层屏蔽设计时，铝合金网栅可使控制室场强降低60dB。输电线路的相序优化排列可使边导线下方电场强度从8kV/m降至3kV/m。住宅环境中，智能电表位置距床体1.5m以上时，射频EMF暴露量可减少至ICNIRP限值的0.1%。值得关注的是，碳纳米管改性混凝土在实验室条件下展现出80%的50Hz磁场屏蔽效能，为建筑一体化防护提供了新思路。

未来展望

随着无线充电技术和±800kV特高压直流工程的推广，宽频带（DC-100kHz）复合暴露评估将成为研究重点。人工智能辅助的实时剂量计算系统，结合个人暴露监测设备，可能重构现有的防护标准体系。生物电磁学（Bioelectromagnetics）领域亟待建立基于神经元钙信号变化的微观剂量-效应模型，这将是下一代暴露指南制定的科学基础。