Меню

Электрические поля токов промышленной частоты воздействие

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА — РЕФЕРАТЫ — Электромагнитные поля промышленной частоты

Излучение ЛЭП. Электромагнитные поля промышленной частоты…………..3

Список использованной литературы…………………………………………. 14

По электрической составляющей излучения ЛЭП еще при их строительстве в советские времена были самые жесткие в мире санитарные нормы. Пока в 2003 году главный санитарный врач России Геннадий Онищенко установил нормы сверхнизкочастотных магнитных излучений, которые. в сотни и тысячи раз превышают максимально допустимые нормы, принятые в других странах.

Само по себе утверждение таких норм было делом благим: раньше никаких официальных нормативов в России не существовало вовсе. А вот за рубежом исследования с целью установления предельно допустимых показателей индукции магнитного поля начали проводить еще в конце 70-х годов. Инициатором была Швеция, где в результате почти 20-летних опытов было установлено, что иммунная, репродуктивная и другие жизненно важные системы у людей ослабляются при постоянном воздействии низкочастотных магнитных полей с индукцией более 0,2 мкТл — это уровень средней магнитной бури. У нас же нормой для жилых помещений является индукция 10 и 50 мкТл, для производственных помещений — 100 и 1000 мкТл.

По магнитной составляющей их нет до сих пор. Вредность соседства с линиями окончательно не подтверждается, но и не опровергается. Поэтому время от времени при прокладке новых линий вблизи жилых районов жители начинают бойкотировать строительство, заставляя чиновников изрядно нервничать. Перенос ЛЭП под землю избавит городские власти от этой проблемы раз и навсегда.

Самый громкий скандал вокруг ЛЭП произошел в Москве три года назад в Северном Бутово. Когда здесь начали строить высоковольтные линии (ЛЭП-500 и ЛЭП-220), местные жители сочли их небезопасными для здоровья — и «взбунтовались».

Излучение ЛЭП. Электромагнитные поля промышленной частоты

Сейчас, пожалуй очень многие люди покупающие коттедж или живущие в собственном доме сталкиваются с этой проблемой- нахождение вблизи их загородного дома (а зачастую, и квартиры) проводов ЛЭП. Проблема осложнена тем, что в отличии от более маленьких источников электромагнитного поля ЛЭП передвинуть, либо добиться их удаления практически невозможно и приходиться мириться с их присутствием.

Дети, беременные женщины, люди с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой систем, с ослабленным иммунитетом, аллергики в первую очередь страдают от воздействия электромагнитных полей, мощным источником которых является ЛЭП. Исследования многих ученых говорят о прямой взаимосвязи воздействия электромагнитных полей и развития онкологических заболеваний.

Дальность распространения опасного магнитного поля от ЛЭП напрямую зависит от ее мощности. Даже при беглом взгляде на висящие провода можно примерно установить ее класс напряжения. Определяется это по числу проводов (но не на опоре, а в фазе- т.е. в «связке»):

— 750 кВ — 4 провода.

— 500 кВ — 3 провода,

— 330 кВ — 2 провода,

— Ниже 330 кВ — 1 провод на фазу. Точно определить класс можно только приблизительно по числу изоляторов в гирлянде: 220 кВ 10 -15 шт., 110 кВ 6-8 шт., 35 кВ 3-5 шт., 10 кВ и ниже — 1 шт.

Исходя из мощности ЛЭП, для защиты населения от действия электромагнитного поля установлены санитарно-защитные зоны для линий электропередачи. СН № 2971-84 «Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты». Санитарно-защитная зона установлена с проекции крайнего провода.

Напряжение ЛЭП — Размер санитарно-защитной зоны

10-15 кВ/м) могут возникнуть неблагоприятные физиологические изменения, связанные с воздействием на нервную и сердечнососудистые системы, мышечную ткань и органы. При этом возможно изменение кровяного давления и пульса, аритмия, повышенная нервная возбудимость. Эти явления носят временный характер и исчезают через некоторое время после прекращения воздействия поля.

Работа на ЛЭП и подстанциях напряжением 110, 220 и 380 кВ безопасна, но разрядные импульсы могут вызвать болевое ощущение, нервный проходящий шок и даже несложную по развитию судорогу. Также доказано непосредственное специфическое действие поля на организм. При действии электромагнитного поля на человека на него могут оказать влияние электрические и магнитные составляющие поля непосредственно через аккупунктурные точки. Обычно влиянием магнитной составляющей можно пренебречь.

Напряженность электрического поля в рабочих зонах ЛЭП 750 кВ на высоте человеческого роста примерно в 5-6 раз меньше опасных значений. Выявлено неблагоприятное воздействие электрического поля промышленной частоты на персонал ЛЭП и подстанций напряжением 500 кВ и выше; при напряжении 380 и 220 кВ это действие выражено слабо. Но при всех напряжениях действие поля зависит от продолжительности нахождения в нем. Это позволило обосновать следующие нормативы для электрических полей промышленной частоты:

Напряженность поля, кВ/м 5 10 15 20 25

Допустимое время пребывания в электрическом поле на протяжении 8-часового рабочего дня 8 ч 3 ч 1,5 ч 10 мин 5 мин

Как видно из рекомендуемых значений, зависимость между напряженностью поля и допустимым временем пребывания в нем носит нелинейный характер.

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, находящимися на высоте менее 8 м.

Под линиями 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 человека (1,8 м. над поверхностью земли).

В последнее время внимание привлекает еще один эффект воздействия высоковольтных ЛЭП на экологическую обстановку. Речь идет о создаваемом линиями шуме при хорошей погоде (без осад-ков). Но особенно он усиливается при дожде. Шум вызывается коронным разрядом на проводах. При отсутствии осадков он определяется «электрическим ветром» — движением воздуха по замкнутым траекториям, вызванным лавинно-импульсным механизмом разряда с отдельных точек поверхности провода, положение которых регулируется сопряженными воздушными потоками. Скорость воздушного потока в зоне ионизации вокруг провода, определяемая движением положительных ионов к границе зоны ионизации со скоростью

500 м/с, достигает 20 м/с. При наличии капель дождя на проводе возникает новый процесс, связанный с деформацией заряженных капель и их отрывом от поверхности провода.

Уровень шума при дожде на расстоянии 100 м от провода допускается в 35-70 децибел. Для ЛЭП 750 кВ уровень шумов получается в пределах допустимого.

Подробный обзор опубликован в журнале «Успехи физических наук» 1998, №7 (том 168, стр.767-791) в статье: Н.Г.Птицына, Дж.Виллорези, Л.И.Дорман, Н.Юччи, М.И.Тясто «Естественные и технологические низкочастотные магнитные поля как факторы, потенциально опасные для здоровья».

В этом обзоре пишется, что у проживающих вблизи ЛЭП:

-увеличивается число сердечно-сосудистых заболеваний,

-в 1,5 — 3 раза возрастает риск заболеваний лейкемией, опухолями мозга.

Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве электромагнитные поля (ЭМП) промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии достигает десятков метров и зависит от класса напряжения ЛЭП. Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакцией только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Продолжительном пребывание (месяцы — годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП может приводить к неблагоприятным изменениям состояния здоровья, вызывать сдвиги в состоянии сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, гематологической, половой, иммунной систем, а также увеличивает риск развития онкопатологии. В целях защиты населения от воздействия ЭМП вдоль трассы высоковольтной линии устанавливаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ), размер которых зависит от класса напряжения ЛЭП. Согласно СанПиН № 2971-84 «Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями (ВЛ) электропередачи переменного тока промышленной частоты» для ВЛ напряжением 330 кВ размер СЗЗ составляет 20 м; 30 м – для ВЛ напряжением 500 кВ; 40 м — напряжением 750 кВ; 55 м — напряжением 1150 кВ. В пределах СЗЗ запрещается размещение коллективных или индивидуальных дачных и садово-огородных участков; жилых и общественных зданий и сооружений.

Этим летом вышло постановление правительства Москвы (№365 от 1.06.2004) «Об основных направлениях развития системы теплоэлектроснабжения города Москвы на период до 2020 года». Разработчики программы — НИиПИ Генплана Москвы, департамент топливно-энергетического хозяйства и ОАО «Мосэнерго» предложили, в частности, «уложить» в подземный кабель воздушные ЛЭП. Освобожденное пространство предполагается использовать под строительство гаражей, надземных паркингов, зон отдыха и других объектов социальной сферы.В ближайшей перспективе, по планам города, 5,5 км воздушных ЛЭП планируется переложить в кабель в Кожухово, 2,5 км линий — в районе Фили-Давыдково и 8 км — в Марьинском парке. В 2007 году должны быть переведены под землю 3,7 км линий электропередачи в Кунцево. А в 2008–2009 годах, соответственно, 4 км и 1,8 км ЛЭП в районах Химки-Ховрино и Братцево-Коптево. «Проект не дешевый»,— подтвердил на одном из правительственных заседаний главный архитектор города Александр Кузьмин.

На перекладку линий в Москве не хватает бюджетных денег. Поэтому для финансирования программы город наверняка будет привлекать инвесторов. И создавать им подходящий для бизнеса режим, в том числе — по согласованию «дружественных» экологических нормативов, являющихся самым слабым звеном экономики проекта. Поэтому получить участки под нынешними ЛЭП, пусть даже с ограничением допустимых видов строительства, захотят, по-видимому, многие.Меньше шумаПо электрической составляющей излучения ЛЭП еще при их строительстве в советские времена были самые жесткие в мире санитарные нормы. А вот по магнитной составляющей их нет до сих пор. Вредность соседства с линиями окончательно не подтверждается, но и не опровергается. Поэтому время от времени при прокладке новых линий вблизи жилых районов жители начинают бойкотировать строительство, заставляя чиновников изрядно нервничать. Перенос ЛЭП под землю избавит городские власти от этой проблемы раз и навсегда.Самый громкий скандал вокруг ЛЭП произошел в Москве три года назад в Северном Бутово.

Читайте также:  Схема регулирования тока для блока питания

Когда здесь начали строить высоковольтные линии (ЛЭП-500 и ЛЭП-220), местные жители сочли их небезопасными для здоровья — и «взбунтовались».Аналогичные конфликты происходят во многих городах. Для Москвы с ее 6 тыс. км линий ЛЭП цена вопроса — 20 лет реконструкции плюс сотни миллионов долларов инвестиций, считают эксперты. Сами энергетики полагают, что в Москве не то что старые линии не «зарываются» — новые ЛЭП не строятся, хотя и необходимы. Без них лет через пять город просто погаснет.По оценке специалистов «Мосэнерго», столице нужно не менее 500 тыс. км современных линий.

Список использованной литературы

1. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона. СанПиН 2.2.4/2.1.8.055—96.

2. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. СанПиН 2.2.2.542—96.

3. ОБУВ переменных магнитных полей частотой 50 Гц при производстве работ под напряжением на ВЛ 220 — 1150 кВ № 5060—89.

4. ГОСТ 12.1.002—84 «ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах».

5. ГОСТ 12.1.006—84 «ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот, допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля», с изменениями № 1, утвержденными постановлением Госкомитета СССР по стандартам от 13.11.87 Х& 4161.

6. ГОСТ 12.1.045—84 «ССБТ. Электростатические поля, допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля».

7. ГОСТ 12.4.124—83 «ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования».

8. ГОСТ 12.4.154—85 «ССБТ. Устройства экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования, основные параметры и размеры».

9. ГОСТ 12.4.172—87 «ССБТ. Комплект индивидуальный экранирующий для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования и методы контроля».

10. ГОСТ 12.4.023—84 «ССБТ. Щитки защитные лицевые. Общие технические требования и методы контроля».

11. МУК 4.3.677—97 «Методические указания. Определение уровней электромагнитных полей на рабочих местах персонала радиопредприятий, технические средства которых работают в НЧ, СЧ и ВЧ диапазонах».

12. Методические указания по гигиенической оценке основных параметров магнитных полей, создаваемых машинами контактной сварки переменным током частотой 50 Гц. МУ 3207—85.

13. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. Р 2.2.755—99.

14. Гигиенические рекомендации по проектированию и изготовлению защитных экранов ВЧ-установок диэлектрического нагрева. ГР 3220—85.

15. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ Р М — 016—2001 РД 153—34.0—03.150—00.

16. Руководство «Физические факторы. Эколого-гигиеническая оценка и контроль»/ Под ред. Н. Ф. Измерова. М.: Медицина Т 1 1999. С. 8—95.

17. Радиационная медицина «Гигиенические проблемы неиони-зирующих излучений»/ Под ред. Ю. Г. Григорьева, В. С. Степанова М.: ИздАТ. Т. 4., 1999. 304 с.

18. Руководство по обеспечению безопасности работников гражданской авиации, подвергающихся в процессе труда воздействию электромагнитных излучений радиочастотного диапазона (РЭМБРЧ-89). Указание № 349/у от 29.06.89 МГА СССР.

19. ГОСТ Р 51724—2001 «Экранированные объекты, помещения, технические средства. Поле гипогеомагнитное. Методы измерений и оценки соответствия уровней полей техническим требованиям и гигиеническим нормативам».

20. ГОСТ Р 51070—97 «Измерители напряженности электрического и магнитного полей. Общие технические требования и методы испытаний».

Предельно допустимые уровни постоянного магнитного поля

Оценка и нормирование ПМП осуществляется по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия .

Уровень ПМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в мТл.

ПДУ напряженности (индукции) ПМП на рабочих местах представлены в табл. 1.

Таблица 1 ПДУ постоянного магнитного поля

Таблица 2 ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц

Таблица 3 ПДУ воздействия импульсных магнитных полей частотой 50 Гц в зависимости от режима генерации

ПДУ энергетических экспозиций (ЭЭпду) на рабочих местах за смену представлены в табл. 4.

Таблица 4. ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот > 30 кГц—300 ГГц

Таблица 5 Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП диапазона частот > 30 кГц—300 ГТц

Источник

Вопрос 20. Влияние на организм человека электромагнитных полей

1.Электромагнитное поле

2.Показатели характеризующие электромагнитные колебания. Действие электромагнитного поля радиочастот на организм человека и меры защиты работающих от их неблагоприятного влияния

3.Влияние на организм человека электрических полей токов промышленной частоты

4.Средства защиты человека от электрических полей

5.Статическое электричество

1.Линии электропередачи, электрооборудование, различные электроприборы – все технические системы, генерирующие, передающие и использующие электромагнитную энергию, создают в окружающей среде электромагнитные поля (переменные электрические и неразрывно связанные с ними переменные магнитные поля).

Электромагнитное поле (ЭМП) радиочастот характеризуются способностью нагревать материалы, распространятся в пространстве и отражаться от границы раздела двух сред, взаимодействовать с веществом. При оценке условий труда учитываются время воздействия ЭМП и характер облучения работающих.

2.Действие на организм человека электромагнитных полей определяется частотой излучения (длиной волны), его интенсивностью, продолжительностью и характером действия, индивидуальными особенностями организма. Спектр электромагнитных полей включает низкие частоты до 3 Гц, промышленные частоты от 3 до 300 Гц, радиочастоты от 30 Гц до 300 МГц, а также относящиеся к радиочастотам ультравысокие (УВЧ) частоты от 30 до 300 МГц и сверхвысокие (СВЧ) частоты от 300 МГц до 300 ГГц. ЭМП оказывают на организм человека тепловое и биологическое воздействие. Переменное электрическое поле вызывает нагрев диэлектриков (хрящей, сухожилий и др.) за счет токов проводимости и за счет переменной поляризации. Выделение теплоты может приводить к перегреванию, особенно тех тканей и органов, которые недостаточно хорошо снабжены кровеносными сосудами (хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь). Наиболее чувствительны к биологическому воздействию радиоволн центральная нервная и сердечно-сосудистая системы. При длительном действии радиоволн не слишком большой интенсивности (порядка 10 Вт/м 2 ) появляются головные боли, быстрая утомляемость, изменение давления и пульса, нервно-психические расстройства. Может наблюдаться похудение, выпадение волос, изменение в составе крови, ослабление иммунологических реакций.

Воздействие СВЧ — излучения интенсивностью более 100 Вт/м 2 может привести к потемнению хрусталика глаза (катаракта) и потере зрения, тот же результат может дать длительное облучение умеренной интенсивности (порядка 10 Вт/м 2 ), при этом возможно нарушений со стороны эндокринной системы, изменения углеводородного и жирового обмена, сопровождающееся похудением, повышением возбудимости, изменением ритма сердечной деятельности, изменения в крови (уменьшение количества лейкоцитов).

Интенсивность электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах персонала проводящего работы с источниками ЭМП, и требования к проведению контроля регламентируют специальные ГОСТы.

Средства и методы защиты от ЭМПподразделяются на 3 группы: организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические.

Организационные мероприятия предусматривают предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженность ЭМП, создание санитарно-защитных зон вокруг антенных сооружений различного назначения.

Общие принципы, положенные в основу инженерно-технической защиты, сводится к следующему: электрогерметизация элементов схем, блоков, узлов установки в целом с целью снижения или устранения электромагнитного излучения; защита рабочего места от облучения или удаления его на безопасное расстояние от источника излучения. Для экранирования рабочего места используют различные типы экранов: отражающие и поглощающие.

В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуется специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани и защитные очки.

Лечебно-профилактические мероприятия должны быть направлены, прежде всего, на раннее выявление нарушений состояний здоровья работающих. Для этой цели предусмотрены предварительные и периодические медицинские осмотры лиц, работающих в условиях воздействия СВЧ – 1 раз в 12 месяцев, УВЧ и ВЧ — диапазона – 1 раз в 24 месяца.

3.Источниками электрических полей (ЭП) токов промышленной частоты являются линии электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, открытые распределительные установки (ОРУ).

При длительном хроническом воздействии ЭП возможны субъективные расстройства в виде жалоб невротического характера (чувство тяжести и головная боль в височной и затылочной областях, ухудшение памяти, повышенная утомляемость, ощущение вялости, раздражительность, боли в области сердца, расстройства сна; угнетенное настроение, апатия, своеобразная депрессия с повышенной чувствительностью к яркому свету, резким звукам и другим раздражителям), проявляющееся к концу рабочей смены. Расстройства в состоянии здоровья работающих обусловленные функциональными нарушениями в деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем астенического и астеновегетативного характера, являются одним из первых проявлений профессиональной патологии.

Допустимые уровни напряженности электрических полей установлены в специальном ГОСТе ССБТ.

4.Средства защиты от электрического поля частотой 50 Гц:

P стационарные экранирующие устройства (козырьки, навесы, перегородки);

P переносные (передвижные) экранирующие средства защиты (инвентарные навесы, палатки, перегородки, щиты, зонты, экраны и т.д.);

Читайте также:  Как померить ток у аккумулятора авто

К индивидуальным средствам защиты относятся: защитный костюм – куртка и брюки, комбинезон; экранирующий головной убор – металлическая или пластмассовая каска для теплого времени года и шапка-ушанка с прокладкой из металлизированной ткани для холодного времени года; специальная обувь, имеющая электропроводящую резиновую подошву или выполненная целиком из электропроводящей резины. Комплекс лечебно-профилактических мероприятий для работающих аналогичен требованиям как при действии ЭМП диапазона частот.

5. Статическое электричество –это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых материалов или на изолированных проводниках. Постоянное электростатическое поле (ЭСП) – это поле неподвижных зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Возникновение зарядов статического электричества происходит при относительном перемещении двух находящихся в контакте тел, кристаллизации, а также вследствие индукции.

ЭСП характеризуется напряженностью. Единицей напряженности ЭСП является вольт на метр (В\м).

Исследования биологических эффектов показали, что наиболее чувствительны к электростатическим полям нервная, сердечно-сосудистая, нейрогуморальная и другие системы организма.

У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные жалобы: на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к «фобиям» обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.

Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей равен 60 кВ/м в 1 ч.

Допустимы уровни напряженности электростатических полей установлены в специальном ГОСТе ССБТ. Они зависят от времени пребывания на рабочих местах. Одним из распространенных средств защиты от статического электричества является уменьшение генерации электрических зарядов или их отвод с наэлектризованного материала, что достигается:

P заземлением металлических и электропроводных элементов оборудования;

P увеличением поверхностной и объемной проводимости диэлектриков;

P установкой нейтрализаторов статического электричества.

Заземление проводится независимо от использования других методов защиты. Более эффективным средством защиты является увеличение влажности воздуха до 65-75%, если позволяют условия технологического процесса.

В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться: антистатическая обувь, антистатический халат, заземляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие электростатическое заземление тела человека.

Источник

Воздействие электромагнитных полей промышленной частоты

Длительное действие таких полей приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца.

При постоянном воздействии ЭМП промышленной частоты наблюдаются нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих в зоне ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения ЦНС и сердечно-сосудистой системы, а также изменения в составе крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением выше 400 кВ.

Основным параметром, характеризующим биологическое действие ЭМП промышленной частоты, является электрическая составляющая напряженности. Магнитная составляющая напряженности заметного влияния на организм не оказывает, так как в действующих установках напряженность магнитного поля промышленной частоты не превышает 25 А/м, а вредное биологическое действие проявляется при напряженностях 150-200 А/м. Воздействие электрического поля промышленной частоты на организм человека сводится к влиянию электрического поля непосредственно на мозг и центральную нервную систему. Наряду с биологическим действием электрическое поле обусловливает возникновение разрядов между человеком и металлическим предметом, имеющим иной, чем у человека, потенциал. Ток разряда может вызвать судороги.

Воздействие электромагнитных полей

Радиочастотного диапазона

Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных излучений составляют радиоволны (3 Гц-300 ГГц). В зависимости от частоты падающего электромагнитного излучения ткани организма проявляют различные электрические свойства и ведут себя как проводник или как диэлектрик.

Электромагнитное поле воздействует следующим образом: в электрическом поле атомы и молекулы, из которых состоит тело человека, поляризуются, полярные молекулы (например, воды) ориентируются по направлению распространения электромагнитного поля; в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, крови и т. п., после воздействия внешнего поля появляются ионные токи. Переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей человека как за счет переменной поляризации диэлектрика (сухожилия, хрящи и т. д.), так и за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект является следствием поглощения энергии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляются указанные эффекты. Избыточная теплота отводится до известного предела путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Однако начиная с величины 10 мВт/см 2 , называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты, и температура тела повышается, что приносит вред здоровью.

Наиболее интенсивно электромагнитные поля воздействуют на органы с большим содержанием воды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает; различие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со значительным перепадом температур. Перегрев же особенно вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь), так как кровеносную систему можно уподобить системе водяного охлаждения. Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), которое обнаруживается не сразу, а через несколько дней или недель после облучения. Развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых электромагнитными излучениями радиочастот (ЭМИ РЧ) в диапазоне 300 МГц-300 ГГц при плотности потока энергии свыше 10 мВт/см 2 .Помимо катаракты при воздействии ЭМП возможны ожоги роговицы. Электромагнитные поля оказывают специфическое воздействие на ткани человека как биологические объекты при интенсивности поля, значительно меньшей теплового порога. Они изменяют ориентацию клеток или цепей молекул в соответствии с направлением силовых линий электрического поля, ослабляют биохимическую активность белковых молекул, нарушают функции сердечно-сосудистой системы и обмена веществ. Однако эти изменения носят обратимый характер: достаточно прекратить облучение, и болезненные явления исчезают.

Для длительного действия ЭМП различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с не резко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или понижение давления, снижение частоты пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМП происходит стойкое снижение работоспособности. В пределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая биологическая активность микроволнового (СВЧ) поля. Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистыми расстройствами с обмороками, резким учащением пульса и снижением артериального дюавления.

Лазерное излучение

«Лазер» – аббревиатура, образованная из начальных букв английской фразы «Light amplification by stimulated emission of radiation»– усиление света за счет создания стимулированного излучения. Лазер (оптический квантовый генератор). Генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения. Лазерные излучения – это электромагнитные излучения с длиной волны 0,2-1000 мкм: 0,2-0,4 мкм – ультрафиолетовая; свыше 0,4 до 0,75 мкм – видимая область; свыше 0,75 до 1 мкм – ближняя инфракрасная область; свыше 1,4 мкм – дальняя инфракрасная область.

Отличительными особенностями лазерных излучений являются: монохроматичность излучения (строго одной длины волны); когерентность излучения (все источники излучения испускают электромагнитные волны в одной фазе); острая направленность луча (малое расхождение).

По степени опасностигенерируемого излучения согласно ГОСТ 12.1.040-83 (1996) лазеры классифицируются следующим образом:

– класс I (безопасные) . выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи;

– класс II (малоопасные) – выходное излучение опасно при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением;

– класс III (среднеопасные) – опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и для кожи прямое или зеркально отраженное излучение; класс

– IV (высокоопасные) – опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Биологическое действие лазерного излучения (ЛИ) зависит от длины волны и интенсивности излучения.

Различают следующие шесть видов воздействия ЛИ на живой организм: 1 – термическое (тепловое) действие. При фокусировке лазерного излучения выделяется значительное количество теплоты в небольшом объеме за короткий промежуток времени; 2 – энергетическое действие. определяется большим градиентом электрического поля, обусловленного высокой плотностью мощности. Это действие может вызвать поляризацию молекул, резонансные и другие эффекты; 3 – фотохимическое действие. проявляется в выцветании ряда красителей; 4 – механическое действие. проявляется в возникновении колебаний типа ультразвуковых в облучаемом организме; 5 – электрострикция – деформация молекул в электрическом поле лазерного излучения; 6 – образование в пределах клетки микроволнового электромагнитного поля.

Под воздействием лазерного излучения происходит нарушение жизнедеятельности отдельных органов и организма в целом. При больших интенсивностях облучения возможны повреждения внутренних органов, которые имеют характер отеков, кровоизлияния, кровотечения, омертвления тканей и др. При воздействии на кровь отмечается деформация красных кровяных телец, разрушение оболочки эритроцита и выброс обесцвеченной коагулированной массы.

Источник



Электрические поля токов промышленной частоты воздействие

Авторы:Кира Кадомская, д.т.н., профессор, Илья Степанов, аспирант Кафедра ТиЭВН Новосибирского государственного технического университета.

До последнего времени основное внимание при проектировании и эксплуатации воздушных линий высокого напряжения (ВЛ ВН) уделялось значению напряженности электрического поля по их трассам. Так как значение напряженности магнитного поля по трассе ВЛ ВН намного меньше нормируемого значения 80 А/м [1], считалось, что оно не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на здоровье человека. Однако в последнее время в технической литературе и в средствах массовой информации появляются сообщения о том, что магнитные поля с напряженностью существенно меньше нормируемой вызывают повышенный риск возникновения онкологических заболеваний.

Читайте также:  Как изменить ток потребления

В частности, в США было отмечено несколько случаев заболевания раком практически всего населения домов, находящихся вблизи трасс ВЛ ВН. Причем заболевали не только люди, проживающие в течение долгого времени в этих домах, но и дети, рожденные от живших там во время беременности матерей. В этом отличие магнитного поля от электрического: электрическое поле человек ощущает сразу, а воздействие магнитного поля малой интенсивности человек не чувствует, но это воздействие может не только привести к его заболеванию, но и сказаться на следующих поколениях. Очевидно, что такое пролонгированное воздействие магнитного поля промышленной частоты на человека существенно затрудняет соответствующие медико-биологические исследования.

Одним из механизмов воздействия магнитного поля на организм человека, который признается большим количеством ученых, является уменьшение выработки гормона – мелатолина. Мелатолин, подавляющий развитие раковых клеток, вырабатывается в организме человека ночью. При воздействии магнитного поля напряженностью порядка 1 А/м эффект гибели раковых клеток либо существенно уменьшается, либо практически сходит на нет. Поэтому в настоящее время можно сформулировать две основные задачи, решение которых позволит уменьшить риск потери здоровья человеком вследствие влияния магнитных полей промышленной частоты по трассам ВЛ:

— разработку конструкций ВЛ ВН, характеризующихся пониженным уровнем электромагнитного поля по их трассам;

— уточнение на основе медико-биологических исследований нормативов по допустимой интенсивности магнитного поля.

Следует отметить, что обе эти задачи весьма актуальны при организации ремонта ВЛ ВН под напряжением.

Возможные конструктивные решения

В настоящее время в России для передачи больших мощностей на дальние расстояния используются ВЛ ВН 500 и 750 кВ традиционного исполнения с горизонтальным расположением проводов фаз и металлическими конструкциями в окне опоры. Такая конструкция ВЛ предопределяет большие значения междуфазных расстояний (рис. 1) и, следовательно, относительно небольшой эффект взаимной компенсации полей, создаваемых трехфазными токами в проводах.

Распределение напряженности магнитного поля в направлении, перпендикулярном оси ВЛ, при протекании тока, соответствующего натуральной мощности 915 МВт, показано на рис. 2. Уменьшения интенсивности электромагнитного поля по трассам ВЛ ВН можно добиться путем конструирования опор со сближенными фазами при расположении их в вершинах треугольника, а также при использовании многоцепных опор с вертикальной подвеской проводов при их оптимальной фазировке.

На рис. 3 в качестве примеров приведены эскизы таких ВЛ: 420 кВ в Швеции (рис. 3а) и четырехцепной ВЛ 500 кВ в Китае (рис. 3б). На рис. 3б красным показана фазировка проводов, отвечающая минимуму напряженности магнитного поля, черным – традиционная фазировка. При использовании выбранной по минимуму интенсивности электромагнитного поля фазировке напряженность под линией снижается более чем в 1,5 раза.
Снижение интенсивности электрического и магнитного полей под ВЛ одноцепного исполнения достигается за счет сближения фаз (рис. 3а). Сравнение рис. 1 и 3а показывает, что междуфазные расстояния линии 500 кВ традиционного исполнения с горизонтальной подвеской проводов более чем в два раза превышают междуфазные расстояния при треугольном расположении фаз. Следует отметить также, что компактность канала передачи электроэнергии при треугольном расположении фаз приводит к существенному увеличению натуральной мощности ВЛ (в конструкции ВЛ 420 кВ, эскиз которой приведен на рис. 3а, натуральная мощность составляет 1885 МВт, т.е. более чем в два раза превышает натуральную мощность ВЛ 500 кВ с горизонтальным расположением фаз).

Максимальные значения модуля напряженности магнитного поля под ВЛ ВН и его значения на нормируемом в Европе расстоянии 30 м от оси ВЛ, рассчитанные для ВЛ ВН различного конструктивного исполнения и напряжения, приведены в табл. 1. Из таблицы видно, что максимумы напряженностей по трассам ВЛ 500 кВ (рис. 1) и 420 кВ (рис. 3а) отличаются незначительно (за счет большего значения тока в ВЛ 420 кВ повышенной пропускной способности). Однако в нормируемой зоне на расстоянии 30 м от оси линии напряженность под ВЛ 420 кВ оказывается вдвое меньше напряженности под ВЛ 500 кВ с горизонтальным расположением фазных проводов.

Токи, индуктированные в теле человека

В настоящее время воздействие магнитного поля промышленной частоты нормируется лишь значением модуля напряженности магнитного поля (без учета направления вектора). Так, например, в России нормируемый предельный модуль напряженности составляет 80 А/м. Однако учет направления этого вектора по отношению к человеку обуславливает различные значения индуктированных токов в его теле, определяющих тяжесть воздействия магнитного поля. Анализ влияния направления вектора напряженности магнитного поля на величины индуктированных токов в теле человека проводился на основе численного решения соответствующих уравнений Максвелла. Модель тела человека, принятая при исследованиях, показана на рис. 4.

Модель подвергалась воздействию вектора напряженности магнитного поля с модулем 80 А/м в различных его направлениях (с дискретностью 450).
На рис. 5 приведена картина плотностей индуктированных токов. Как видно из этого рисунка, а также из рис. 6, наибольшая плотность индуктированного тока наблюдается в районе грудной клетки. На этом же рис. 6 проиллюстрировано влияние направления вектора напряженности магнитного поля. Видно, что наиболее опасным является вертикальное направление вектора напряженности: максимальное значение плотности тока 100,3 мкА/м наблюдается при вертикальном воздействии магнитного поля в области грудной клетки. На рис. 7 приведены значения индуктированных токов в теле человека при вертикальном направлении вектора напряженности магнитного поля при его достаточном удалении от провода (человек стоит на земле) и при его приближении к проводам, т.е. в ситуации, возникающей при ремонте ВЛ под напряжением. Из рисунка видно, что плотность продольного тока в последнем случае возрастает более чем в два раза.

К сожалению, в настоящее время нельзя дать четких рекомендаций по технологии ремонта ВЛ под напряжением (с точки зрения опасности пребывания человека в достаточно сильном магнитном поле). Все меры, которые сегодня применяются при ремонте ВЛ под напряжением, направлены на снижение уровня электрического поля. Вместе с тем опасность влияния магнитного поля, которое, кстати, не сказывается на самочувствии человека во время производства ремонтных работ, остается неисследованной [2, 3]. Влияние индуктированных магнитным полем токов малой плотности как на определенные органы, так и в целом на здоровье человека до сих пор неизвестно.

Из-за отсутствия такой информации в нормативах содержится лишь предельное значение модуля напряженности магнитного поля, которое, кстати сказать, также нельзя считать подкрепленным медико-биологическими исследованиями вследствие эффекта последействия его воздействия на человеческий организм. Настоящее исследование показало также, что необходимо учитывать направление вектора напряженности магнитного поля относительно человека. Возможно, что для безопасного пребывания человека в магнитном поле при ремонте ВЛ под напряжением достаточно было бы рекомендовать его положение относительно ремонтируемого объекта и применение определенных средств защиты.

Для разработки нормативов, которые учитывали бы все перечисленные выше факторы, необходимы общие усилия энергетиков и медиков. Энергетиков – с точки зрения расчета магнитных полей и индуктированных токов и разработки конструкций ВЛ с пониженной интенсивностью электромагнитного поля, инициируемого ВЛ ВН. Медиков – с точки зрения комплексных медико-биологических исследований влияния магнитных полей на организм человека с учетом нормирования длительности его пребывания в опасной зоне.

Заключение

Существенного снижения интенсивности электромагнитных полей по трассам воздушных линий электропередачи можно добиться путем сооружения многоцепных ВЛ и одноцепных ВЛ с расположением фаз в вершинах треугольника. При сооружении многоцепных ВЛ этот эффект достигается с помощью соответствующей фазировки проводов цепей.

Недостаточно характеризовать предельные значения интенсивности магнитных полей лишь значением модуля напряженности: необходимо учитывать направление вектора напряженности магнитного поля по отношению к человеку. Это обстоятельство необходимо иметь в виду при организации ремонтных работ на ВЛ под напряжением.

Максимальное значение индуктированных токов в теле человека наблюдается при вертикальном воздействии вектора напряженности магнитного поля на уровне грудной клетки. Поэтому следует уделять особое внимание анализу напряженности магнитного поля и минимизации времени пребывания человека в зоне его действия вблизи и внутри электроустановок, излучающих магнитное поле, при вертикальном направлении вектора напряженности.

Для разработки нормативов как по зоне отчуждения для ВЛ (нормативы, связанные с опасностью для здоровья населения, проживающего вблизи трассы ВЛ ВН) , так и для эксплуатационного персонала при ремонте ВЛ под напряжением совершенно необходимо проведение соответствующих медико-биологических исследований, позволяющих разработать санитарно-гигиенические нормативы, учитывающие опасность последействия магнитного поля, обусловленного повышенным риском онкологических заболеваний.

Для организации безопасного для здоровья эксплуатационного персонала ремонта линий ВЛ под напряжением в состав медико-биологических исследований необходимо включить анализ опасности воздействия повышенной напряженности магнитного поля на различные органы человека. Только такой анализ позволит электроэнергетикам разработать безопасную технологию ремонта ВЛ под напряжением.

1. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПин 2.2.4.1191-03, издание официальное. — Минздрав России. — 2003.

2. Дьяков А.Ф., Левченко И.И., Никитин О.А., Аношин О.А., Кужекин И.П., Максимов Б.К. Электромагнитная обстановка и оценка ее влияния на человека // Электричество. — 1997. — № 7.

3. Самойлов О.В. Проблемы электромагнитной экологии, разра- батываемые на факультете медицинской физики и биоинженерии СПбГТУ// Научно-технические ведомости СПбГТУ. – 2001. – № 3. – С. 85–89.

Источник