Влияние электрических полей на биосферу

Электрические сети высокого напряжения оказывают неблагоприятное воздействие на техно- и биосферу. Напряжения и токи в проводах линий электропередач создают электромагнитные поля в пространстве и блуждающие токи в земле. Вследствие этого могут возникнуть мешающие, и даже опасные влияния на биосферу. Опасное воздействие на персонал и население оказывают электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц). ВЛЭП создают в окружающем пространстве электрическое поле (ЭП), напряженность которого снижается по мере удаления от них. Электротехнический персонал подвергается воздействию электромагнитного поля, что может неблагоприятно сказываться на состоянии здоровья. Поэтому нормирование воздействия электромагнитного поля является важной задачей для обеспечения безопасности работ в электроустановках, посредством технических и организационных мероприятий.

Установлено, что количество поглощаемой живым организмом энергии для магнитной составляющей примерно в 50 раз меньше, чем для электрической. А измерения на мощных промышленных установках напряжением 500...750 кВ показали, что напряженность магнитного поля в местах нахождения обслуживающего персонала не превышает 20...25 А/м, в то время как вредное действие магнитного поля на живой организм проявляется при напряженностях 150...200 А/м. Поэтому при разработке мероприятий по защите персонала от влияния электромагнитного поля промышленной частоты учитывают только его электрическую составляющую.

Источником электрических полей промышленной частоты являются токоведущие части действующих ЭУ, находящиеся под напряжением (ЛЭП, генераторы, трансформаторы и др.).

Электрическое поле вблизи ВЛ может оказывать вредное воздействие на человека. Различают следующие виды воздействия:

1) непосредственное (прямое) воздействие, проявляющееся при пребывании в электрическом поле. Эффект этого воздействия усиливается с увеличением напряженности поля и времени пребывания в нем. Длительное воздействие электрического поля на организм человека может вызвать нарушение функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Это выражается в повышенной утомляемости, снижении качества выполнения рабочих операций, болях в области сердца, изменении кровяного давления и пульса;

2) косвенное воздействие:

- электрических разрядов (импульсного тока), возникающих при прикосновении человека изолированного от земли, к растениям, заземленным конструкциям и другим заземленным объектам;

- электрических разрядов (импульсного тока), возникающих при прикосновении человека к изолированным от земли конструкциям, корпусам машин и механизмов на пневматическом ходу;

- воздействие тока, проходящего через человека, находящегося в контакте с изолированными от земли объектами - крупногабаритными предметами, машинами и механизмами, протяженными проводниками - тока стекания.

Кроме того, электрическое поле может стать причиной воспламенения или взрыва паров горючих материалов и смесей в результате возникновения электрических разрядов при соприкосновении предметов или людей с машинами и механизмами.

Степень опасности каждого из указанных факторов возрастает с увеличением напряженности электрического поля.

Вредные последствия пребывания человека в сильном электрическом поле зависят от напряженности E и продолжительности его воздействия. Чем выше напряженность поля, тем меньшая допускается продолжительность пребывания в нем человека.

Нормы на предельно допустимые напряженности электрического поля на промышленной частоте для персонала установлены в СанПиН 2.2.4.1191-03:

- Е > 25 кВ/м - пребывание в ЭП без средств защиты не допускается;

- 20 <Е < 25 кВ/м пребывание в ЭП не более 10 мин;

- при 5 <Е < 20 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП вычисляют как:

,

где Е – напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м; Т – допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

- Е < 5 кВ/м пребывание в ЭП допускается в течение полного рабочего дня.

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время необходимо находиться вне зоны влияния ЭП или применять средства защиты.

Электрические поля ЛЭП также воздействуют на население. Существует определенная вероятность ошибок при проектировании и расположении питающих сетей в районах массовой застройки или разводки сетей в пределах дома (как правило, первый этаж) Первый признак превышения норм по этому показателю – частые сбои при работе бытовой техники: помехи на экранах телевизоров, мониторов персональных компьютеров, радиопомехи. Для населения существуют следующие уровни воздействия электрического поля промышленной частоты (табл. 1).

Таблица 1

Допустимые уровни напряженности электрического поля
промышленной частоты для населения

EПДУ, кВ/м	Тип местности
0,5	внутри жилых зданий
	территория зоны жилой застройки
	населенная местность вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов), а также на территории огородов и садов
	участки пересечения ВЛ с автомобильными дорогами I-IV категории
	ненаселенная местность (незастроенные местности, часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья)
	труднодоступная местность (не доступная для транспорта и сельскохозяйственных машин) и участки, специально выгороженные для исключения доступа населения)

Предельно допустимые значения напряженности нормируются для электрического поля, не искаженного присутствием человека. Поэтому напряженность электрического поля определяется на высоте 1,8 м от уровня земли, а для помещений – от уровня пола.

Если напряженность электрического поля превышает предельно допустимые уровни, должны быть приняты меры по ее снижению.

В целях защиты населения от воздействия электрического поля ВЛ устанавливаются санитарно-защитные зоны. Санитарно-защитной зоной является территория вдоль трассы ВЛ, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м.

Для вновь проектируемых ВЛ, а также зданий и сооружений, допускается принимать границы санитарно-защитных зон вдоль трассы ВЛ с горизонтальным расположением проводов и без средств снижения напряженности электрического поля по обе стороны от нее на расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, перпендикулярном ВЛ, в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

Ширина санитарно-защитной зоны для ВЛ
разных классов напряжения (СанПин 2971-84)

Класс напряжения ВЛ, кВ	Расстояние, м

Защита населения от воздействия электрического поля воздушных линий электропередачи напряжением 220 кВ и ниже, удовлетворяющих требованиям Правил устройства электроустановок и правил охраны высоковольтных электрических сетей, не требуется.

В пределах санитарно-защитной зоны запрещается:

- размещение жилых и общественных зданий и сооружений, площадок для стоянки и остановки всех видов транспорта, предприятий по обслуживанию автомобилей и складов нефти и нефтепродуктов;

- производство операций с горючим, выполнение ремонта машин и механизмов.

С целью обеспечения безопасных условий функционирования и эксплуатации объектов электросетевого хозяйства устанавливаются охранные зоны (в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 24.02.2009 № 160). В охранных зонах в целях обеспечения безопасных условий эксплуатации и исключения возможности повреждения линий электропередачи и иных объектов электросетевого хозяйства устанавливаются особые условия использования территорий.

В охранных зонах запрещается осуществлять любые действия, которые могут нарушить безопасную работу объектов электросетевого хозяйства, в том числе привести к их повреждению или уничтожению, и (или) повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан и имуществу физических или юридических лиц, а также повлечь нанесение экологического ущерба и возникновение пожаров.

Кроме того, в пределах охранной зоны запрещается:

а) складировать или размещать хранилища любых, в том числе горюче-смазочных, материалов;

б) размещать детские и спортивные площадки, стадионы, рынки, торговые точки, полевые станы, загоны для скота, гаражи и стоянки всех видов машин и механизмов, проводить любые мероприятия, связанные с большим скоплением людей, не занятых выполнением разрешенных в установленном порядке работ (в охранных зонах воздушных линий электропередачи);

в) использовать (запускать) любые летательные аппараты, в том числе воздушных змеев, спортивные модели летательных аппаратов (в охранных зонах воздушных линий электропередачи);

г) бросать якоря с судов и осуществлять их проход с отданными якорями, цепями, лотами, волокушами и тралами (в охранных зонах подводных кабельных линий электропередачи);

д) осуществлять проход судов с поднятыми стрелами кранов и других механизмов (в охранных зонах воздушных линий электропередачи).

Охранная зона устанавливается вдоль воздушных линий электропередачи – в виде части поверхности участка земли и воздушного пространства (на высоту, соответствующую высоте опор воздушных линий электропередачи), ограниченной параллельными вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии электропередачи от крайних проводов при не отклоненном их положении на расстоянии, указанном в табл. 3.

Таблица 3

Ширина охранной зоны для ВЛ разных классов напряжения

Класс напряжения ВЛ, кВ	Расстояние, м
до 1
1-20	10 5 – для линий с самонесущими или изолированными проводами, размещенных в границах населенных пунктов
150-220
330, 400, 500