6.2. Електромагнітні поля промислової частоти в електроустановках надвисокої напруги
При експлуатації відкритих розподільних пристроїв та повітряних ліній електропередач напругою понад 330 кВ у просторі навколо струмоведучих частин діючих електроустановок виникає сильне електромагнітне поле, котре негативно впливає на здоров'я людей.
Ступінь впливу електромагнітного поля на біологічні об'єкти оцінюється кількістю електромагнітної енергії, поглинутої об'єктами, що знаходяться в полі. При малих частотах (до 50 Гц) електромагнітне поле розглядається як таке, що складається з електричної та магнітної складових, практично не пов'язаних між собою.
В будь-якій точці поля в електроустановках надвисокої напруги поглинута тілом: людини енергія магнітного поля приблизно в 50 разів менша, ніж поглинута ним енергія електричного поля. В робочих зонах відкритих розподільних пристроїв та проводів ВЛ-750 кВ напруженість магнітного поля складає 20—25. А/м при небезпеці шкідливого впливу 150—200 А/м. Таким чином, небезпечна дія електромаг полів електроустановок надвисокої напруги при f =50 Гц зумовлюється електричним полем, тобто нормується напруженість Е, кВ/м.
Поблизу електроустановок напруженість електричного поля має різні значення і залежить від номінальної напруги, відстані по висоті та горизонталі розглядуваної точки від струмоведучих частин.
6.2.1. Параметри електричного поля промислової частоти високовольтних ліній та відкритих розподільних пристроїв
Основними параметрами електричного поля промислової частоти є поте; точки поля відносно землі q>, кВ та напруженість електричного поля Е, кВ/м.
На характер розподілу та на величину параметрів електричного поля промис. частоти біля високовольтної лінії та на відкритий розподільчий пристрій вплив,
напруга електроустановок, режим роботи та провисання дротів. Напруженісі потенціал електричного поля промислової частоти прямо пропорційно і лінійно зале;
від напруги лінії. Провисання дротів на лініях надвисоких напруг за нормальних} складає 10—13 м, внаслідок чого в 3—5 разів збільшуються параметри електричні поля промислової частоти. Заземлені опори спричиняють екранувальну дію і чере
поряд
з опорами параметри поля в декілька
разів менші, ніж на деякій віддалі від
о (табл. 6.1, рис. 6.2).
a — напруженості від відстані точки до поверхні землі під крайніми фазами високовольтної лінії 750 кВ при різній висоті підвішування дротів; б — потенціале напруженості від. відстані точки до поверхні землі під крайніми фазами шин відкритого розподільчого пристрою 750 кВ; в — напруженості від відстані до осі високовольтної лінії 500 кВ на висоті 1,8—2 м від поверхні землі; г — приведеної напруженості електричного поля (£' = Е/ иф) до приведеної відстані до обладнання (/' = 1/1ДОП, де /" та ІДОП — відповідно фактична та допустима віддалі) на відкритому розподільчому пристрої на висоті 1,8—2 м від поверхні землі
6.3. Вплив електромагнітних полів на організм людини
Електромагнітні поля радіочастотних установок при перевищенні нормативних значень їхніх складових можуть стати причиною професійних захворювань. Внаслідок дії електромагнітних полів на організм людини виникають функціональні зміни центральної нервової системи. При цьому спостерігається підвищена втомлюваність, біль голови. Первинний прояв дії електромагнітної хвилі — нагрівання, яке призводить до пошкодження тканин і органів.
Поля надвисоких частот впливають на очі, викликаючи виникнення катаракти.
Багаторазовий вплив випромінювання малої інтенсивності призводить до стійких функціональних змін центральної нервової системи. Ступінь біологічного впливу електромагнітних полів на організм людини залежить від частоти коливань, напруженості та інтенсивності поля, тривалості його впливу.
Внаслідок тривалого перебування в зоні дії електромагнітних полів наста передчасна втомлюваність, сонливість або порушення сну, часто болить голова виникають розлади нервової системи. Систематичне опромінення викликає стійк нервово-психічні захворювання, зміни тиску крові, сповільнення пульсу, гіпотонію аб< гіпертонію, випадання волосся, ламкість нігтів, знижується точність робочих рухів виникнення болю серця, що супроводжується аритмією.
Під впливом електромагнітних полів відбувається поглинання енергії пол5 тканинами тіла. При цьому в опромінюваних тканинах виникає іонна дисперсія: дипольне та резонансне поглинання. Тканини живого організму складаються з клітин з рідким вмістом. В постійному електричному полі вона поляризується. Іони, котрі знаходяться в рідкому середовищі тканин організму, внаслідок електролітичної дисоціації молекул переміщаються вздовж силових ліній поля в бік полюсів, протилежних їхнім зарядам (рис. 6.3 а, б). Дипольні молекули (переважно молекули води) орієнтуються в тому ж напрямку (рис. 6.3 в, г). Іонні струми протікають лише по міжклітинній рідині, оскільки при постійній напрузі біологічні мембрани клітин, як хороші ізолятори, надійно ізолюють внутріклітинний вміст.
У змінних електромагнітних полях електричні властивості живих клітин залежать від частоти. Зі зростанням частоти вони набувають властивостей провідників. Енергія електромагнітного випромінювання перетворюється в тепло. Ступінь нагрівання тканин тіла людини залежить від інтенсивності, частоти поля та інтенсивності опромінення. Нагрівання особливо небезпечне для органів з невисокою терморегуляцією, які мають невелику кількість кровоносних судин або недостатньо інтенсивний кровообіг (мозок, шлунок, кришталик очей, кишечник, жовчний та сечовий міхурі, яєчники). Електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі 1 —20 см шкідливо впливає на очі, викликаючи катаракту і втрату зору. Під впливом магнітного поля частотою 50 Гц виникає відчуття блимання.
Нетеплова дія електромагнітного поля стосується будови та зовнішнього виду тканин і органів тіла людини (опіки, змертвіння, крововиливи, зміни структури клітин крові, судинні зміни, розлади живлення тканин, органів).
Під впливом НВЧ-випромінювань виникає орієнтаційний ефект. При цьому тверді завислі частинки, котрі містяться в жировій тканині, розчинах еритроцитів, молока, крові
Гранично допустимі величини електромагнітної енергії в населених пункта наведено в табл. 6.6.
Гранично допустимі величини електромагнітної енергії при експлуатації побутових НВЧ-печей не повинні перевищувати 0,1 Вт/м2 при триразовому щоденному опроміненні по 40 хв. та загальній тривалості опромінення не більше 2 год. за добу.
В табл. 6.7 наведено допустимий час перебування людини в електричному полі промислової частоти надвисокої напруги (400 кВ і вище).
У випадку, коли напруженість поля на робочому місці перевищує 25 кВ/м, або ж коли необхідно забезпечити більшу тривалість перебування людини в полі, ніж вказано в табл. 6.7, необхідно використовувати екранувальні костюми або екранувальні пристрої.
Простір, у котрому напруженість електричного поля складає 5 кВ/м і більше, називають небезпечною зоною або зоною впливу. Ця зона знаходиться в межах круга з центром у точці розташування найближчої струмоведучої частини, котра знаходиться під напругою, радіусом R = 20 м для електроустановок напругою 400—500 кВ і R = 30 м для електроустановок напругою 750 к5 (рис. 6.4).
Ці відстані отримано замірами всередині прольоту високовольтної лінії при найбільшій стрілі провисання дротів та біля повітряних вимикачів на відкритому розподільчому пристрої.
Допустиме значення струму, який тривалий час проходить через тіло людини і зумовлений впливом електричного поля електроустановок надвисокої напруги, складає 50-60 мкА, що відповідає напруженості електричного поля 5 кВ/м. Це значенн вважається допустимим, оскільки при електричних розрядах, які виникають в момен дотику до металевої конструкції, яка має інший, ніж людина, потенціал, больові відчутт не виникають.
Межею зони впливу є віддаль від струмоведучих частин до точок на поверхні земл напруженість поля над котрими на висоті 18 м (рівень голови людини) складає 5 кВ/м