5.2. Биологическое влияние электромагнитного поля линий электропередачи

На энергетических объектах, в зоне влияния линий электропередачи (ЛЭП), воз­действию электромагнитных полей [15, 16] подвергается следующая категории лиц: оперативный персонал; ремонтный персонал; население.

Каждая из этих групп в силу своих профессиональных обязанностей имеет доступ к различным объектам и поэтому может находиться в разных ситуациях, связанных с электромагнитными полями.

Оперативный персонал основное рабочее время проводит за пультом управления, однако по разным причинам он обязан выходить на тер­риторию открытого распределительного устройства (ОРУ) для осмотра и ревизии оборудования, произведение переключений, допуска бригад для работы на территории ОРУ и т.п. Следова­тельно, оперативный персонал может подвергаться воздействию элект­ромагнитных полей, образующихся у земли на территории ОРУ система­ми шин, подходящими к ОРУ линиями, спусками от аппаратов и т.д. Надо отметить, что эти поля могут быть интенсивнее образующихся под проводами воздушных линий из-за небольших расстояний до источника полей.

В наибольшей степени подвержен влиянию электромагнитных полей ремонтный персонал. Это вызвано тем, что ремонтные работы могут производиться в самых различных условиях: на территории ОРУ на земле или вблизи нее, а также и с подъемом на высоту. В последнем случае, например, при ремонте выключателя, соседние ячейки могут находиться под напряжением. Поэтому, в месте ремонта напряженность (например, электрического поля) может оказаться существенно больше, чем у поверхности земли. Для ее снижения в некоторых случаях воз­никает необходимость установки специальных экранов между ячейками ОРУ.

Расчеты и измерения, проведенные на ОРУ разных классов напряжен­ия, показывают, что напряженность электрического поля у поверхнос­ти земли может достигать 20 – 30 кВ/м (в отдельных случаях и боль­ше), а магнитного поля 80 – 100 А/м. Такие напряженности электро­магнитных полей требуют применения защитных мер и устройств при Е_НОРМ = 25 кВ/м.

При ремонтных работах как вблизи, так и на самой ВЛ перечень случаев, в которых ремонтный персонал подвергается воздействию электромагнитных полей, еще шире. Ремонтные работы могут выпол­няться на отключенной линии при наличии идущих рядом линий, нахо­дящихся под напряжением; на опорах линий как отключенных, так и на­ходящихся под напряжением; на линиях, находящихся под напряжением (этот вид работ называется «ремонт под напряжением"). В нем учас­твует бригада, состоящая из шести – семи человек. Члены бригады на­ходятся как на земле у опоры, так и на самой опоре, и непосредственно на проводах или, как говорят, «на потенциале провода", как показано на рис. 5.1.

Наибольший объем работ под напряжением на ВЛ-330 – ВЛ-750 кВ свя­зан с ремонтом гирлянд изоляторов (выемка гирлянд целиком, от­дельных дефектных изоляторов, ремонт арматуры и т.д.) и заменой распорок на расщепленных проводах. В отдельных энергосистемах объ­ем работ под напряжением (имеются в виду только члены бригады, непосредственно работающие «на потенциале провода") достигает десят­ков тысяч чел./ч.

Р и с. 5.1. Расположение людей около проводов линий электропередачи

Воздействию наиболее интенсивных электромагнитных полей подвер­гаются, естественно, те люди. которые работают в непосредственной близости от проводов. Максимальные значения напряженности электри­ческого поля могут достигать 2000 – 2500 кВ/м, а магнитного – бо­лее 1000 А/м. Большие напряженности электрического и магнитного полей могут также воздействовать на членов бригады, находящихся на опоре.

Важной и самой массовой категорией лиц, подвергающихся воздействию электро­магнитных полей – население.

По данным Международного комитета по большим электрическим сетям (СИГРЭ) протяженность ВЛ с номинальным напряжением 300 кВ и выше в развитых промышленных странах состав­ляет тысячи и десятки тысяч километров: в Австралии, ФРГ, Япо­нии – около 10000 км; Бразилии, Южной Африке – около 15000 км; Ка­наде – около 28000 км; США и России – около 80000 км. Ни в одной стране не принимается никаких мер, препятствующих нахождении людей под проводами воздушных линий. Если приближенно принять ширину санитарной зоны вблизи воздушных линий, т.е. зоны, в которой напряженность выше нормируемой для населения, около 50 м, то ее площадь для России составит около 4000 кв. км. Это примерно в четыре раза больше территории г. Москвы в границах кольцевой автодороги. Приведенный пример показывает, что воздействию электромагнитных полей воздушных линий может подвергаться достаточ­но большое количество людей.

В последние годы в России стихийно сложилась практика строительства дачных домов вблизи воздушных линий, а иногда прямо под проводами линий, включая линии ВЛ-500 кВ. При этом в зоне влияния электромагнитных полей оказываются дети и больные люди, т.е. лица наиболее подверженные вредным воздействиям. С учетом этих обстоятельств следует признать проблему воздействия электро­магнитных полей весьма серьезной.

Кроме непосредственного влияния электромагнитного поля на людей следует обратить внимание еще на один эффект, связанный с потен­циальной опасностью. Он состоит в том, что автомобили, автобусы и другие механизмы на резиновых колесах приобретают в электрическом поле воздушных линий некоторый потенциал относительно земли. В случае прикосно­вения человека, имеющего хороший контакт с землей, к машине по телу человека будет протекать ток. Как правило, этот ток не превышает нескольких миллиампер и сам по себе для жизни не представляет пря­мой опасности. Однако, он может быть выше порога чувствительности. Неожиданное прикосновение, связанное с протеканием тока может выз­вать непроизвольные движения. По этой причине возможны травмы, па­дения и т.п.

Таким образом, об этом явлении следует иметь четкое представление и знать, как избежать различных неприятных последс­твий.

Рассмотрим механизм воздействия электромагнитного поля промышленной частоты на организм человека.

Следует отметить, что организм человека электрически активен. Это значит, что выпол­нение его нормальных жизненных функции связано с протеканием электрических токов. При этом, плотность тока по нервным волокнам, мышечным тканям, тканям мозга не превышает 0,1 мкА/см².

Оценивая воздействие на человека приложенного к нему напряже­ния или электромагнитного поля современные ученые считают, что ис­точник или причина появления тока в организме не имеет значения. Определяющим является только значение плотности тока. При этом, плотность тока в теле человека от головы к ногам уменьшается.

Известны следующие эффекты. При плотности тока j = 1 мкА/см² доказана реакция мозговых тканей, а плотность тока j = 10…50 мкА/см² является пороговой для стимуляции сенсорных рецепторов нервных и мышечных клеток. Эти значения плотности тока хорошо согласуются с известны­ми значениями, так называемых, пороговых ощутимых токов при промыш­ленной частоте [11]. Среднее значение порогового ощутимого тока составляет около 900 мкА.

Если принять, что сечение мышц руки сос­тавляет около 20…30 см², то плотность порогового неотпускающего то­ка составит 45…30 мкА/см², что лежит внутри приведенного выше диа­пазона 10…50 мкА/см².

Существенное отличие минимального значения плотности тока j = 10 мкА/см² может быть вызвано как различной чувс­твительностью разных тканей, так и способом регистрации.

Очевидно, что реакция может быть не только болевой, но и выражаться в других эффектах, которые могут проявляться при меньших значениях плотнос­ти тока. Считается, что длительное протекание в жизненно важных тканях (например, в сердце) тока, плотность которого превышает j = 1 мкА/см² , сопряжено с возможными отрицательными последствиями.

Та­ким образом, что длительное протекание по орга­низму токов примерно на порядок меньших, чем пороговый ток также может приводить к отрицательным последствиям. Такой же вывод име­ется и в [11, 14-16].