Влияние воздушных лэп на ос

Санитарная зона ЛЭП. Влияние электромагнитных полей на человека

Наше предприятие ООО «Схид-будконструкция», Украина, занимается металлообработкой, производством различных металлических изделий, траверс для железобетонных опор линий электропередач, металлоконструкций стальных опор ЛЭП.

Линии электропередач при работе создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются электромагнитные излучения от проводов линии достигает десятков метров. Дальность распространение электромагнитного поля зависит от величины напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии ЛЭП — например ЛЭП 220 кВ), чем выше напряжение — тем больше зона повышенного уровня электромагнитного излучения, при этом размеры зоны не изменяются в течении времени работы ЛЭП.

Дальность распространения магнитного поля ЛЭП зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течении суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня электромагнитного поля также меняются.

Влияние ЛЭП на здоровье человека

Электромагнитные поля ЛЭП являются очень сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в зоне наибольшего действия электрического поля, вблизи высоковольтных опор ЛЭП и траверс ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля. У растений часто встречаются аномалии развития — меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки.

Специфическая особенность эксплуатации ЛЭП связаны с действием на окружающую среду комплексом биологических факторов электромагнитной природы включающей в себя:

— переменных электромагнитный потенциал на проводе ЛЭП;

— электрические токи утечки;

— электрические токи заземления в почве;

— ионизирующее излучение ЛЭП;

— под линией электропередачи, которые распространяются на многие сотни километров, отводится большая земля, называемая «полосой отчуждения».

Влияние электромагнитного поля на организм человека

На организм человека влияет длительное пребывания в зоне ЛЭП. Кратковременное облучение в течение нескольких минут способно повлиять только на гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Например, хорошо известны работы английских ученых в начале 90-х годов показавших, что у ряда аллергиков по действием электромагнитного поля ЛЭП развивается реакция организма по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы — годы) человека в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания людей.

Наибольшее влияние электрическое поле ЛЭП оказывает на человека в обуви, изолирующей его от земли. В этом случае на изолированном от земли проводящем теле человека наводится потенциал, зависящий от соотношения емкости тела на землю и на провода ЛЭП. Чем меньше емкость на землю (чем толще, например, подошва обуви), тем больше наведенный потенциал, который может составлять несколько киловольт и даже достигать 10 кВ.

Исходя из конструктивных особенностей линии электропередачи (провисания провода) наибольшее влияние электромагнитных волн на живые организмы проявляется в середине пролета, где напряженность для линий сверх — и ультравысокого напряжения на уровне человеческого роста составляет 5 — 20 кВ/м и выше в зависимости от класса напряжения и конструкции линии.

У опор ЛЭП, где высота подвеса проводов наибольшая и сказывается экранирующее влияние опор ЛЭП, напряженность поля наименьшая. Так как под проводами ЛЭП могут находиться люди, животные, транспорт, то возникает необходимость оценки возможных последствий длительного и кратковременного пребывания людей в зоне ЛЭП, в электрическом поле различной напряженности.

В опытах, проведенных многими исследователями, обнаружено четкое пороговое значение напряженности электромагнитного поля ЛЭП, при котором наступает разительное изменение реакции организма человека. Значение определено равным 160 кВ/м, меньшая напряженность электромагнитного поля ЛЭП сколько-нибудь заметного вреда человеку не наносит.

Напряженность электромагнитного поля в зонах опор ЛЭП 750 кВ на высоте человеческого роста примерно в 5-6 раз меньше опасных значений. Выявлено неблагоприятное воздействие электрического поля промышленной частоты на организм людей, обслуживающий опоры ЛЭП и подстанции ОРУ напряжением 500 кВ и выше; при напряжении 380 и 220 кВ это действие выражено слабо. Но при всех напряжениях действие поля высокой частоты на живой организм зависит от продолжительности нахождения в нем.

На основании проведенных исследований разработаны санитарные нормы и правила, где указываются минимально допустимые расстояния расположения жилых построек от стационарных излучающих объектов, как, например, опоры линий электропередач. Эти нормы предусматривают также и максимально допустимые (предельные) уровни электромагнитного излучения для других энергоопасных объектов. В ряде случаев, для защиты человека применяются громоздкие металлические экраны, в виде листов, сеток и других приспособлений.

Санитарные нормы ЛЭП

Исследования влияния электромагнитных полей промышленной частоты (ЭМП ПЧ) на человека, выполненные в СССР в 60-70х годах, ориентировались в основном на действие электрической составляющей, поскольку экспериментальным путем значимого воздействия магнитной составляющей не было обнаружено. В 70-х годах для населения по ЭП ПЧ были введены в действие жесткие нормативы и по настоящее время являющиеся одними из самых жестких в мире. Они изложены в Санитарных нормах и правилах «Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты» № 2971-84. В соответствии с этими санитарными нормами проектируются и строятся все объекты электроснабжения.

Однако, в настоящее время, многочисленные исследования ученых в различных странах показали, что слабые электромагнитные поля (ЭМП), мощность которых измеряется тысячными долями Ватт, не менее опасны для человека, а в ряде случаев и более опасны, чем электромагнитные излучения ЛЭП большой мощности.

Такими низкими (нетепловыми) интенсивностями характеризуются излучения электронных бытовых приборов, имеющихся сегодня в каждом доме. Это, главным образом, компьютеры, телевизоры, мобильные телефоны, СВЧ-печи и т.п. Они то и являются источниками вредных для человека, т.н. техногенных ЭМИ, которые обладают свойством накапливаться в организме людей, нарушая при этом его биоэнергетическое равновесие и нормальное функционирование основных систем организма человека. Облучение ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия на человека может привести к развитию отдаленных последствий для организма, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы человека, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания и др.

Сегодня не для кого не секрет, что магнитное поле считается наиболее опасным для здоровья человека, однако предельно допустимая величина магнитного поля для населения в России и Украине не нормируется. Причина одна — нет денег для исследований и разработки норм. Большая часть трасс опор ЛЭП в Украине строилась без учета этой опасности.

На основании массовых эпидемиологических обследований населения, проживающего в условиях облучения магнитными полями ЛЭП как безопасный или «нормальный» уровень для условий продолжительного облучения ЛЭП, не приводящий к онкологическим заболеваниям, независимо друг от друга шведскими и американскими специалистами рекомендована величина плотности потока магнитной индукции 0,2 — 0,3 мкТл.

Защита человека от электромагнитных полей ЛЭП

Основной принцип защиты здоровья человека от электромагнитного излучения ЛЭП состоит в установлении санитарно-защитных зон для линий электропередачи и снижением напряженности электрического поля в жилых зданиях и в местах возможного продолжительного пребывания людей путем применения защитных экранов.

Согласно нормам пребывание человека без средств защиты в электрическом поле напряженностью до 5 кВ/м включительно может быть сколь угодно длительным. Для ЛЭП 500 кВ напряженность поля 5 кВ/м достигается под проводами, находящимися на высоте менее 15 м от поверхности земли, а напряженность поля 10 кВ/м — под проводами ЛЭП, находящимися на высоте менее 8 м.

Под линиями ЛЭП в труднодоступной местности (например, болота, горные склоны) допускается напряженность электрического поля 20 кВ/м; для ненаселенной местности — 15 кВ/м, в местах пересечений с дорогами — 10 кВ/м и для населенной местности, где под линиями могут часто находиться люди — 5 кВ/м. Кроме того, нормируется допустимая напряженность на границах жилых застроек — 1,5 кВ/м, при этом допускается пребывание человека в течение всей жизни. Следует заметить, что указанные значения напряженности поля определяются на уровне головы (1,8 м. над поверхностью земли).

Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП которых на действующих линиях определяются по критерию напряженности электрического поля — 1 кВ/м.

Для воздушных высоковольтных линий электропередачи (ВЛ) устанавливаются санитарно-защитные зоны ЛЭП по обе стороны от проекции на землю крайних проводов ВЛ. Эти зоны определяют минимальные расстояния до ближайших жилых, производственных и непроизводственных зданий и сооружений.

Санитарные зоны ЛЭП согласно СН № 2971-84

Напряжение ВЛ	Размер санитарной (охранной) зоны ЛЭП, м
ЛЭП 0,4 кВ	2
ЛЭП 10 кВ	10
ЛЭП 35 кВ	15
ЛЭП 110 кВ	20
ЛЭП 220-330 кВ	25
ЛЭП 500 кВ	30

К размещению опор ВЛ ультравысоких напряжений (750 и 1150 кВ) предъявляются дополнительные требования по условиям воздействия электрического поля на человека. Так, ближайшее расстояние от оси проектируемых трасс опор ВЛ 750 и 1150 кВ до границ населенных пунктов должно быть, как правило, не менее 250 и 300 м соответственно.

Допустимые уровни воздействия электрического поля

ПДУ, кВ/м	Условия облучения электрическим полем
0,5	внутри жилых зданий
1,0	на территории зоны жилой застройки
5,0	в населенной местности вне зоны жилой застройки; (земли городов в пределах городской черты, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов) а также на территории огородов и садов;
10,0	на участках пересечения воздушных линий электропередачи с автомобильными дорогами 1 – IV категорий;
15,0	в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья);
20,0	в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения.

В пределах санитарно-защитной зоны ВЛ запрещается:

• строить жилые и общественные здания и сооружения;
• устраивать площадки для стоянки и остановки всех видов транспорта;
• размещать предприятия по обслуживанию автомобилей и склады нефти и нефтепродуктов;
• производить операции с горючим, выполнять ремонт машин и механизмов;
• осуществлять всякого рода горные, взрывные, мелиоративные работы, производить посадку деревьев, полив сельскохозяйственных культур;
• загромождать подъезды и подходы к опорам ВЛ;
• устраивать спортивные площадки, стадионы, остановки транспорта, проводить любые мероприятия, связанные с большим скоплением людей.

Территории санитарных зон ЛЭП разрешается использовать как сельскохозяйственные угодья, однако рекомендуется выращивать на них культуры, не требующие ручного труда человека.

В случае, если на каких-то участках ЛЭП напряженность электрического поля за пределами санитарно-защитной зоны окажется выше предельно допустимой 0,5 кВ/м внутри здания и выше 1 кВ/м на территории зоны жилой застройки (в местах возможного пребывания людей), должны быть приняты меры для снижения напряженности. Для этого на крыше здания с неметаллической кровлей размещается практически любая металлическая сетка, заземленная не менее чем в двух точках В зданиях с металлической крышей достаточно заземлить кровлю не менее чем в двух точках. На приусадебных участках или других местах пребывания людей напряженность поля промышленной частоты может быть снижена путем установления защитных экранов, например это железобетонные, металлические заборы, тросовые экраны, деревья или кустарники высотой не менее 2 м.

• Высоковольтные опоры воздушных линий электропередач ВЛ 220-330 кВ промежуточные.
• Расстояние от проводов ВЛ, опор ЛЭП до дома, жилых зданий, дороги, газопровода
• Как определить напряжение ЛЭП по виду изоляторов ВЛ?

7. Влияние воздушных линий электропередачи и распределительных устройств подстанций на экологию окружающей среды

В период с 1970 по 1985 г. в бывшем СССР вводилось в эксплуатацию по 7–8 тыс. км в год ЛЭП напряжением 220–750 кВ (ЛЭП напряжением 1150 кВ длиной 1,3 тыс. км введена в строй в 1985 г.). Линии с напряжением 6–220 кВ относятся к высоковольтным линиям, линии с напряжением 330–1150 кВ называются линиями сверхвысокого напряжения (СВН).

Практически электрифицированы районы с благоприятными климатическими условиями, где сосредоточена основная масса населения и большая часть обрабатываемых земель и лесных массивов (европейская часть России, Средняя Азия, Казахстан, южная часть Сибири и Дальнего Востока). Сооружения в таких районах воздушных ЛЭП способствуют выводу из хозяйственного использования большого количества пахотных земель и лугов. Поэтому понятно стремление оттеснить ЛЭП на непригодные к сельскохозяйственному использованию земли и в лесные массивы. В последнем случае приходится делать просеки, ширина которых определяется расстояниями между крайними проводами плюс расстояния от крайних проводов до лесного массива, равные высоте дерева этого массива (20 м), что необходимо для того, чтобы упавшие в сторону ЛЭП деревья не повредили крайние провода линии и опоры.

В табл. 7.1 приведены данные о расстояниях между крайними проводами, о ширине трассы и общей их площади в лесах [9] для ЛЭП напряжением 220–1150 кВ на 1985 г.

Ширина трассы линии, м

Общая площадь линий в лесах, тыс. га

Номинальное напряжение U_лн, кВ

Расстояние между крайними проводами, м

Общая площадь в лесах, занимаемая воздушными линиями 220–1150 кВ, составляет на указанный период времени, согласно данным табл.7.1, 435 тыс. га, это наносит огромный ущерб лесному хозяйству. Кроме того, содержание просек на трассах линий связано с большими трудозатратами, так как один раз в пять лет необходимо повторять вырубку подрастающих деревьев.

Описанное вредное воздействие на природу и ущерб, вызванный этим воздействием, можно значительно уменьшить, отказавшись от традиционных методов проектирования и строительства воздушных линий.

Уменьшить ширину просеки можно за счет сокращения расстояния между проводами соседних фаз до минимально необходимых для обеспечения надежной работы линий при перенапряжениях.

Основной изолирующей средой воздушных линий электропередачи является воздух, лишь в точках крепления проводов к опорам используются изоляторы, поверхность которых может увлажняться мелко-капельной влагой (изморозь, туман, роса), что приводит к снижению электрической прочности изоляторов. Увеличению электрической прочности способствует удлинение путей утечки токов по поверхности изоляторов, поэтому применяют такие изоляторы, которые без изменения их размеров позволяют увеличивать пути утечки токов по поверхности. В этом отношении преимущества имеют изоляторы из полимеров, материал которых позволяет создавать ребра любой толщины и под любым углом наклона [9].

Фарфоровые и стеклянные изоляторы, имеющие низкие прочностные характеристики и технологические особенности, по указанным показателям уступают изоляторам из полимеров.

Фактором, влияющим на электрическую прочность воздушных промежутков между проводами, является напряженность электрического поля на поверхности провода. Эта величина зависит от многих факторов, в первую очередь, от радиуса провода: чем меньше радиус провода, тем выше напряженность. Так как увеличение физического радиуса провода только для уменьшения напряженности электрического поля неприемлемо из- за затрат цветного металла, то прибегают к расщеплению фазы ЛЭП. Суть этого метода заключается в том, что вместо одного провода сечением S подвешивают несколько проводов с тем же суммарным сечением S, но теперь напряженность электрического поля будет определяться не радиусом одиночного провода, а эквивалентным радиусом r_э, значение которого можно найти [9] по формуле (5.16). Чем больше количество проводов, на которое расщепляется фаза, и больше расстояние между расщепленными проводами в фазе, тем меньше напряженность электрического поля на поверхности провода, тем больше электрическая прочность воздушного промежутка между фазами, между фазой и землей и между фазой и элементами опоры.

Для увеличения эквивалентного радиуса провода фазы наряду с ее расщеплением в последние годы стали применять разработанные в СССР и США так называемые расширенные провода (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Схема расширенного провода

Сущность этих проводов состоит в наличии внутренней полости, образованной каркасной спиралью из алюминиевых проволок, наматываемой на стальной сердечник обычной конструкции. На рис. 7.1 изображены:

1 – спираль, образующая каркас расширенного провода;

2 – обычный сердечник сталеалюминиевого провода;

3 – токопроводящие жилы. Стрелками показаны направления навивок проводов.

Конструкция опоры также влияет на напряженность электрического поля на поверхности проводов в месте их крепления к опоре. С целью уменьшения напряженности электрического поля на поверхности проводов в месте их крепления к опоре разработаны оптимальные конструкции опор ЛЭП [9]. К снижению напряженности электрического поля приводит уменьшение расстояния между фазами ЛЭП. Для уменьшения указанного расстояния в пролете применяют изоляционные распорки, препятствующие сближению проводов под воздействием ветровых отклонений. Линии электропередачи с перечисленными выше способами уменьшения междуфазового расстояния называются компактными линиями. Расчеты показывают (табл. 7.1, значения в знаменателе), что применение перечисленных методов уменьшения междуфазовых расстояний позволяет существенно снизить расстояния между крайними проводами, ширину трасс и площадь линий в лесах. Площадь сохраненных лесов, если бы были применены описанные выше мероприятия, составила бы около 90 тыс. га.

Кроме отрицательного воздействия высоковольтных линий на сельскохозяйственные и лесные угодья, необходимо отметить вредное воздействие высокой напряженности электрического поля на организмы человека и животных. При напряженности Е > 10–15 кВ/м происходят физиологические изменения в организме человека, связанные с воздействием на нервную и сердечно-сосудистую системы, мышечную ткань и другие органы. При этом меняется кровяное давление, пульс, может появиться аритмия сердца, повышенная нервная возбудимость.

Наиболее чувствительны к электрическим полям копытные животные и человек в обуви, т.е. особи, изолированные “копытом и обувью” от земли [9]. В этом случае на изолированном от земли проводящем объемном теле наводится потенциал, зависящий от соотношения емкости тела на землю и на провода ЛЭП. Чем меньше емкость на землю (т.е. чем толще подошва обуви), тем больше наведенный потенциал, который может достигать значения до 10 кВ. Если при этом тело приближается к заземленному предмету (ноги или руки человека к травинке или веточке куста), происходит искровой разряд, сопровождаемый звуковым эффектом (потрескиванием) с протеканием импульса тока через тело. Сопротивление в цепи разряда определяется, в основном, сопротивлением растительности, составляющей 1,5–3,5 мегаома на метр длины растения летом и 100–500 Мом/м зимой. Максимум импульса тока через человека достигает 100–200 мкА, что безопасно для здоровья человека, но при этом возможны вторичные травмы, происходящие вследствие испуга и непроизвольных движений.

Ток значительно возрастает, если тело приближается к хорошо заземленному металлическому предмету. В этом случае максимум импульса тока определяется только переходным сопротивлением кожи и может достигать десятков ампер, однако, воздействие таких импульсов тока из-за малой их длительности неопасно. Опасные воздействия тока могут произойти при соприкосновении тела человека с изолированным от земли большим механизмом (например, трактор на резиновом ходу), емкость которого значительно больше чем у человека. Поэтому все механизмы, находящиеся в зоне повышенной напряженности электрического поля ЛЭП, должны надежно заземляться, например, с помощью металлической цепи.

С учетом изложенных факторов разработаны и утверждены Минздравом СССР “Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты”. Эти нормы, применяющиеся с 28.02.84 г., устанавливают защитные зоны (территории вдоль оси высоковольтных линий), пребывание в которых в некоторых случаях небезопасно, если напряженность поля на уровне 1,8 м (рост человека) от поверхности земли составляет 1кВ/м и больше. Так как население, проживающее вблизи ВЛ, контактирует с санитарно-защитной зоной (переход под линией, сельскохозяйственные работы в зоне), разработаны меры и средства, обеспечивающие безопасность людей. Одним из требований является достаточное удаление ВЛ от мест проживания людей. С точки зрения экологии нежелательно располагать вводы ВЛ 330 и 500 кВ на территории населенных пунктов. Если же избежать этого не удается, необходимо обеспечить под линией в границах населенной местности напряженность электрического поля не более 5 кВ/м. Соблюдение этого условия может потребовать создания сокращенных пролетов между опорами для обеспечения меньшей стрелы провеса.

При выборе трассы для ВЛ 750 и 1150 кВ расстояние от оси линии до границ населенных пунктов с учетом перспективы их развития должно быть не менее 250 м для ВЛ 750 кВ и 300 м – для ВЛ 1150 кВ.

Пересекать населенные пункты ЛЭП разрешается только в исключительных случаях, в сельской местности, при расположении домов в один ряд, линией ВЛ 750 кВ, при этом высота подвески проводов должна быть не менее 22–23 м. Нормы максимально допустимой напряженности поля для других случаев: 5 кВ/м – на участках пересечения населенной местности в пределах садов, огородов; 10 кВ/м – на участках пересечения автодорог с ВЛ СВН; 15 кВ/м – на участках пересечения ненаселенной местности над пашнями и выгонами; 20 кВ/м – на загороженных и труднодоступных участках, где нельзя использовать машины и механизмы.

Санитарными нормами предусмотрено оснащение линий средствами маркировки для ЛЭП 750 и 1150 кВ. С обеих сторон от оси линии на расстоянии 200 м устанавливается знак “Остановка запрещена – 200 м”. Этот знак предупреждает об опасности прикосновения к корпусу машины, случайно остановившейся в пределах санитарно-защитной зоны и не имеющей заземляющего устройства.

Одним из важных требований по обеспечению безопасности населения является, снабжение заземлителями всех машин и механизмов, работающих в защитной зоне, ответственность за это возлагается на землепользователей. В качестве заземлителей могут использоваться металлические цепи, свисающие до земли, или специальные заземлители типа “груша”. Эти заземлители одновременно являются средствами защиты машин на резиновом ходу от самовозгорания. Уменьшение напряженности поля под ЛЭП может быть достигнуто при использовании растительного массива под линиями, так как стволы деревьев и ветки кустарников имеют значительную проводимость, особенно в летнее время. Сопротивление корневой системы деревьев и кустарников очень мало по сравнению с сопротивлением веток (30–40 кОм). В связи с этим при высоте кустарниковой растительности под проводами линий 4 м (габарит для прохода механизмов и машин) падение напряжения на указанной высоте не превышает десятков вольт летом и 3–4 кВ зимой, поэтому средняя напряженность поля в массиве кустарниковой растительности не превышает 0,01 кВ/м при положительных температурах и 1 кВ/м – при отрицательных температурах. Таким образом, оставление древесно-кустарниковой растительности высотой до 4 м под проводами линии обеспечивает полную экологическую безопасность людей и животных и уменьшает трудозатраты по повторным вырубкам трасс ЛЭП. Как влияет электрическое поле на растения?

С помощью длительных наблюдений установлено почти полное отсутствие такого влияния с напряженностью до 50 кВ/м, не обнаружено влияние электрического поля и на цветение и плодоношение плодовых деревьев яблонь, груш и др. Таким образом, вопреки существующей практике сооружения ЛЭП, нужно сохранять на трассах растительность высотой 4–5 метров, производя вырубку высокорастущих деревьев.

В зонах интенсивного земледелия целесообразно использовать трассы линий для разведения плодово-ягодных садов.

Одним из эффективных способов уменьшения напряженности электрического поля является установка заземленных тросов под проводами линий. Габарит проводов до земли по условиям обеспечения безопасности перемещения под линиями различных механизмов составляет 4–4,5 м. Поэтому, если высота заземленного троса в месте его максимального провеса не будет превышать 4–4,5 м, высота подвески проводов над землей не изменится и не потребует более высоких опор. Суть защитного эффекта заземленного троса (рис. 7.2) заключается в следующем.

Рис. 7.2. Схема расположения заземляющих тросов под проводами линии

Заряды проводов 1, 2, 3, находящихся под напряжением, наведут в тросах 4, 5, 6 заряды противоположного знака. Последние в каждой точке поля будут создавать свою напряженность, противоположную знаку напряженности от проводов 1, 2, 3. В результате происходит компенсация поля проводов полем тросов, что приводит к снижению напряженности поля. Более эффективна подвеска под каждым проводом линии двух тросов, разнесенных в горизонтальной плоскости. Количественная оценка величины снижения напряженности поля при применении заземленных тросов изложена в [9]. Однако подвеска дополнительных тросов приводит к значительному удорожанию линии, экономически более выгодно увеличивать высоту подвески проводов. Поэтому заземленные тросы применяют только при пересечении дорог.

Иногда экономически более целесообразно тросы под проводами линии не заземлять, а “нагрузить” токами, тем самым, обеспечив эффективное использование их сечения. В этом случае вместо стальных тросов следует подвешивать сталеалюминиевые провода и подключать их к источнику напряжения. Для обеспечения экранирующего эффекта потенциал каждого провода должен быть противоположен потенциалу верхнего провода. В данном случае имеем дело с проводами обратного напряжения, о которых шла речь в подразд. 6. 2.

Как показано в [14], таким способом достигается снижение напряженности электрического поля примерно в два раза. Если заземленные тросы подвешиваются на высоте 4–4,5 м над землей, то при наличии рабочего напряжения на нижних проводах их высота определяется нормами ПУЭ, а высота подвески верхних проводов увеличивается, следовательно, должно быть увеличено дополнительно расстояние между верхней и нижней цепью, что приводит к увеличению высоты опор линии. Кроме этого недостатка, возникают трудности, связанные с эксплуатацией двухцепной линии с разными системами напряжений.

Нельзя не отметить еще одного вредного воздействия электрического поля ЛЭП, особенно линий СВН, на экологическую обстановку – речь идет о создаваемом линиями шуме, который слышен при хорошей погоде (без осадков), шум также имеется при дожде. Шум вызывается ко-ронным разрядом на проводах. Механизм такого разряда (лавинно-импульсного) состоит в следующем (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Схема возникновения воздушного потока у поверхности провода

Коронный разряд из-за шероховатости поверхности провода 1 происходит с отдельных пятен, где наибольшая напряженность электрического поля (точка 2). При коронном разряде из этой точки устремляется поток ионов со скоростью примерно 500 м/сек. Поток ионов увлекает частицы воздуха, создается воздушный поток 3, движущийся по замкнутым траекториям со скоростью до 20 м/сек. Этот поток и служит источником шума.

При дожде возникает новый процесс, связанный с деформацией заряженных капель и отрывом их от поверхности провода, это явление еще больше усиливает шум. Уровень шума в децибелах [13] приближенно оценивается формулой

Ш = 16 + 1,11Е_макс. + 9r₀ +15 lg n -10 lgB, (7.1)

где Е_макс. – действующее значение максимальной напряженности поля на поверхности провода, кВ/см; r_о – радиус провода, см; n – число составляющих проводов в фазе; B – расстояние от крайней фазы, м.

Наличие трех фаз учитывается путем добавления 3-4 дБ. Для ВЛ напряжением 1150 кВ принят допустимый уровень акустических шумов в плохую погоду на расстоянии 100 м от крайней фазы 35-70 дБ. Расчет по формуле (7.1) показывает, что для ВЛ 750 и 1150 кВ при конструкции провода, удовлетворяющей требованиям ограничения потерь на корону, уровень шумов получается в пределах допустимого.

Кроме проводов ЛЭП, шумовое воздействие на окружающую среду производят распределительные устройства (РУ), основными источниками шума в РУ являются силовые трансформаторы (постоянный шум) и воздушные выключатели (только в процессе отключения).

ГОСТ 12. 1. 003-83 нормирует допустимый уровень шума для каждого трансформатора, однако эти нормы значительно превышают допустимые для территорий жилой застройки, которые могут располагаться вблизи РУ. Поэтому при проектировании РУ определяется расстояние, на котором следует его располагать для ограничения уровня шума на территории жилой застройки до допустимого.

Если такое расстояние выдержать нельзя [9], применяют следующие мероприятия:

1) создание звукового экрана между РУ и территорией жилой застройки в виде стенки необходимой высоты и толщины с использованием рельефа местности;

2) окружение трансформатора со всех сторон звукопоглощающими преградами;

3) создание полос зеленых насаждений между РУ и территорией жилой застройки, при этом должно быть обеспечено плотное прилегание крон деревьев между собой и заполнение пространства под кронами до земли кустарником.

Все вышеизложенное говорит о том, что линии электропередачи оказывают многостороннее воздействие, поэтому необходима разработка мероприятий, обеспечивающих оптимальное сосуществование сети ВЛ, природы и человека.

Электробезопасность при производстве сельскохозяйственных работ

Охрана линий электропередачи осуществляется организациями, в ведении которых находятся эти линии. Охранная зона воздушных линий электропередачи установлена вдоль линий в виде земельного участка и воздушного пространства, ограниченных вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии от крайних проводов при не отклоненном их положении на расстоянии:

• для воздушных линий 0,4 кВ — 2 м;
• для воздушных линий 6-10 кВ — 10 м;
• для воздушных линий 35 кВ — 15 м;
• для воздушных линий 110 кВ — 20 м;
• для воздушных линий 220 кВ — 25 м;
• для воздушных линий 330 кВ — 30 м;
• для воздушных линий 750 кВ — 40 м.

Охранная зона подземных кабельных линий электропередачи установлена в виде земельного участка, ограниченного вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии от крайних кабелей на расстояние 1 м.

В охранных зонах линий электропередачи без письменного согласия их владельца запрещается:

• производить строительство, капитальный ремонт, реконструкцию или снос любых зданий и сооружений;
• осуществлять погрузочно-разгрузочные, мелиоративные работы, производить посадку и вырубку деревьев и кустарников, располагать полевые станы, устраивать загоны для скота, сооружать проволочные ограждения, а также производить полив сельскохозяйственных культур;
• совершать проезд машин и механизмов, имеющих общую высоту с грузом или без груза от поверхности дороги более 4,5 м (в охранных зонах воздушных линий);
• производить земляные работы на глубине более 0,3 м, а на вспахиваемых землях – на глубине более 0,45 м, а так же производить планировку грунта (в охранных зонах подземных кабельных линий).

При нарушениях вышеуказанных правил, повлекших за собой несчастные случаи с людьми, пожары, перерывы в электроснабжении, материальный ущерб, виновные могут быть привлечены в зависимости от последствий к административной или уголовной ответственности.

При выполнении сельскохозяйственных работ вблизи воздушных линий электропередачи на металлических корпусах машин и механизмов могут появляться опасные электрические потенциалы вследствие касания проводов частями машин и механизмов или приближении их к проводам на недопустимое расстояние. Во избежание несчастных случаев с людьми, занятыми на сельскохозяйственных работах в охранных зонах линий электропередачи, организаторам работ следует организовать проведение инструктажей работающим по безопасному ведению работ, обучить их приемам освобождения пострадавших от электрического тока и оказания первой помощи, разработать маршруты передвижения с одного участка на другой высокогабаритной техники, исключив или обезопасив ее проезд в пролетах воздушных линий электропередачи 10 кВ и выше.

Движение машин и механизмов при сельскохозяйственных работах на участках, расположенных в охранной зоне, рекомендуется осуществлять поперек оси воздушной линии. Проезд по проселочным дорогам и вне дорог следует проводить вблизи опор и поперек оси воздушной линии. При высоте машины и механизма в транспортном положении более 4,5 м проезд их под проводами должен быть согласован в каждом конкретном случае с владельцем воздушной линии.

Машины и механизмы на пневматическом ходу, находящиеся в охранных зонах воздушных линий 330 кВ, должны быть заземлены. В качестве заземлителя допускается использовать металлическую цепь, соединенную с кузовом или рамой и касающуюся земли.

При работе в охранной зоне с применением высокогабаритных машин работы должны выполняться двумя лицами, одно из которых назначается наблюдающим.

При работе сельскохозяйственных машин в охранных зонах воздушных линий электропередачи также запрещается:

• работать во время грозы или при приближении грозы;
• работать в пролетах воздушных линий, имеющих оборванные провода, а также приближаться к опорам, имеющим оборванные провода, и к оборванным проводам, лежащим на земле, на расстояние менее 8 м;
• приближаться к дереву, лежащему на проводах на расстояние менее 8 м;
• работать на высокогабаритных машинах под проводами воздушных линий, на участках, имеющих резко неровный рельеф, а также наезжать на бугры высотой более 1 м;
• работать со стогометателем, транспортировать стога соломы, сена и других подобных грузов.

. Категорически запрещается остановка, заправка и ремонт машины (комбайна) под действующими линиями электропередачи.

. Нельзя сидеть на бункере комбайна при приближении к воздушным линиям электропередачи.

Если, приступая к работе, Вы обнаружите оборванный, провисший или лежащий на земле электрический провод, а также поврежденную опору, немедленно сообщите об этом в ближайший район электрических сетей.

Нахождение в зоне оборванных проводов может привести к печальным последствиям. При соприкосновении с оборванными или провисшими проводами, даже при приближении к лежащему на земле проводу, человек попадает под действие электрического тока. Необходимо постоянно помнить, что смертельно опасно не только касаться, но и подходить ближе 8 метров к лежащему на земле оборванному проводу воздушной линии электропередачи.

. Не приступайте к работе и не покидайте место падения провода до приезда аварийной бригады района электрических сетей.

В случае соприкосновения подъемного механизма или других частей машины с токоведущими проводами водитель должен как можно быстрее разорвать контакт и отвести подвижную часть механизма от токоведущих частей. При отсутствии такой возможности водитель (комбайнер) должен остаться в кабине, немедленно остановить машину (комбайн) и сигналом тревоги привлечь внимание ближайших работников, которые должны сообщить о случившемся в ближайший район электрических сетей. Нужно помнить, что водитель в кабине машины (механизма) с пневматическими колесами находится под потенциалом электрического поля, но это не опасно. Опасность создает цепь «провод — машина — человек – земля».

Кабину, находящуюся под напряжением, следует покидать только в случаи загорания машины (комбайна). При этом необходимо:

• спрыгнуть на землю обеими ногами, не касаясь корпуса машины;
• удалиться от машины на расстояние не менее 8 метров, передвигая ступни по земле и не отрывая их одну от другой.

Уважаемые работники сельскохозяйственных предприятий, соблюдайте правила безопасного поведения вблизи электроустановок! Берегите себя!

Негативное влияние воздушных линий на окружающую среду

Воздушные линии электропередачи оказывают негативное влияние на окружающую среду, в частности на ее экологические, социальные и экономические системы. Для сооружения линий электропередачи требуется отвод земель под опоры и вырубка просек при прохождении трассы линии по лесному массиву. Последствия отвода земель и вырубки леса выражаются:

1. в разрушении ценных сельскохозяйственных земель, а именно: в порче посевов, верхних плодородных слоев земли при строительстве линий и, следовательно, снижении объемов производства сельскохозяйственной продукции;
2. снижении водоохранных, водорегулирующих, противоэрозионных, климаторегулирующих, почвозащитных, полезащитных функций леса;
3. изменении среды обитания животных и птиц, их генофонда (площадь вырубки леса для прокладки 1 км линии напряжением до 10 кВ, а также линий напряжением 35, 110, 220, 330 и 750 кВ составляет соответственно 0,7; 3,4; 3,2; 3,7; 5,6; 8,5 га/км при ширине просеки 7, 7, 34, 37, 56 и 85 м).

Введенная в эксплуатацию воздушная линия электропередачи изменяет рельеф местности и оказывает влияние на условия жизни населения вблизи линии: создает дискомфорт, вызванный акустическим шумом, исходящим от линии, воздействием на телевидение, связь, радио, необходимостью соблюдения безопасности и продолжительности пребывания в зоне отчуждения линии из-за высокой напряженности электрического поля и повышенной концентрации озона и окислов азота.
Коронирование проводов на воздушной линии электропередачи сверхвысоких напряжений сопровождается выделением озона и окислов азота из окружающего провод воздуха, что неблагоприятно воздействует на растительность и человека.
В США в отличие от стран СНГ установлена предельная концентрации озона и окислов азота, равная соответственно 0,08 и 0,05 частей на миллион. При этом максимальная концентрация озона, имеющая место в течение 1 ч, не должна превышаться чаще одного раза в год. За максимальную концентрацию окислов азота принято среднеарифметическое значение за год.
В зоне отчуждения ухудшаются условия работы сельскохозяйственных машин и механизмов из-за механических препятствий, создаваемых опорами и проводами линии, ограничиваются возможности применения авиации и машинного орошения. При выполнении ремонтных работ на линии возможны потравы сельскохозяйственных растений и порча плодородных слоев земли. Линии создают препятствия на путях миграции животных и птиц, оказывают электромагнитное влияние на параллельные им воздушные линии электропередачи.
Эстетическое воздействие воздушных линий электропередачи на окружающую среду связано в основном с высотой и архитектурными формами опор, а также с окраской всех элементов линии электропередачи, т.е. со всем тем, что оказывает влияние на внешний вид и, следовательно, на визуально-эстетическое восприятие линии электропередачи.
Улучшения визуально-эстетического восприятия воздушной линии электропередачи можно добиться путем маскировки ее на местности, т.е. обеспечения совместимости общего вида линии с основным характером местности, а именно:

1. придания опорам линий приятных для глаза архитектурных форм за счет использования для изготовления опор высокопрочной стали, что позволяет уменьшать площадь поперечного сечения элементов стальных опор и создавать более изящные их очертания; применения опор с узкой базой, создающих впечатление меньшего объема, чем опоры с широкой базой; использования перекрестных решеток металлических опор с углом наклона 45°;
2. размещения в общем коридоре линий с опорами одного и того же типа одинаковой (но не слишком большой) высоты, окрашенными в одинаковый цвет и установленными в определенном порядке, с пролетами одинаковой длины (окраска опор производится светопоглощающими наиболее подходящими к фону местности красками — темно-зеленого или черного цвета);
3. принятия мер по недопущению блеска на солнце металлических поверхностей опор, проводов, тросов, линейной арматуры (окраска оцинкованных деталей линейной арматуры темной краской, обработка поверхности сталеалюминиевых проводов пескоструйным аппаратом перед их монтажом, покрытие фарфоровых изоляторов цветной глазурью, применение полимерных изоляторов и т.д.).

В целом воздушные линии электропередачи не представляют значительной угрозы для окружающей среды, так как не загрязняют воздух, воду и землю.
Альтернативой воздушным линиям служат кабельные линии электропередачи, использование которых на номинальных напряжениях электрической сети выше 35 кВ сдерживается их высокой стоимостью и значительной зарядной мощностью, что обусловливает необходимость применения мощных средств поперечной компенсации.
Для сохранности и нормальной эксплуатации воздушных линий электропередачи установлены:

1. охранные зоны вдоль линий, проходящих по населенной местности, определяемые параллельными прямыми, отстоящими от крайних проводов на расстоянии 10, 15, 20, 25, 40 м для линий напряжением до 20, 35, 110, 330 и 750 кВ соответственно;
2. разрывы (т.е. горизонтальные расстояния от крайних проводов линии при наибольшем их отклонении до ближайших выступающих частей зданий и сооружений), которые должны быть не менее 2,4, 6, 8, 40 м для линий напряжением до 20, 35. 110, 220, 330, 750 кВ соответственно;
3. просеки в лесных массивах шириной, равной расстоянию между крайними проводами плюс 3 м в каждую сторону от крайних проводов (при высоте деревьев до 4 м) или плюс высота основного лесного массива в каждую сторону от крайних проводов (при высоте деревьев более 4 м).