Розділ 2. Гідроенергетичні ресурси, їх використання. Принципові схеми, параметри, режими роботи ГЕС і ГАЕС

Лінії електропередач надвисокої напруги є джерелами потужних електромагнітних полів, які існують навколо фазних проводів лінії. Ці електромагнітні поля чинять значний негативний вплив на екосистеми, що знаходяться поблизу трас ліній електропередач надвисокої напруги.

Розрізняють два типи впливу електромагнітних полів на біологічні організми – тепловий та інформаційний. Інформаційний проявляється в електромагнітних полях надвисокої частоти (300 МГц і більше) і на сьогодні вивчений недостатньо.

Для полів промислової частоти 50 Гц ліній надвисокої напруги основним є тепловий вплив від електричних струмів, індукованих в тілі біологічного організму.

Розрізняють наступні види впливу:

• безпосередній вплив, який проявляється при перебуванні людини в електричному полі. Ефект впливу підсилюється зі збільшенням напруженості поля і часу експозиції;

• вплив електричних зарядів (імпульсного струму), що виникають внаслідок дотику людини до ізольованих від землі конструкцій або при дотику людини, яка ізольована від землі, до рослин і різного роду заземлених конструкцій;

• вплив струму витоку.

Багаторічні дослідження в галузі впливу електромагнітних полів ліній, зокрема полів електропередач, на біологічні організми і передусім на людину виявили, що найчутливішими системами організму людини є нервова, імунна, ендокринна і статева.

Під впливом електромагнітних полів виникають істотні аномальні відхилення при передачі нервових імпульсів, що впливає на зміну вищої нервової діяльності, в тому числі й пам'яті у людей. Особливо високу чутливість до електромагнітних полів виявляє нервова система ембріона.

Вкрай негативний вплив електромагнітні поля чинять на серцево-судинну та імунну системи людини і тварин. Процеси імуногенезу зазвичай пригнічуються, що призводить до ускладнення інфекційних процесів в організмі.

Високовольтні лінії електропередач

Дослідження, проведені у Великобританії з 1962 по 1995 рік, показали, що ризик захворюваності лейкемією дітей, які з народження мешкають на відстані до 200 м від високовольтних лінії електропередачі, становить 70%, а до 600 м – 20%. Проте гіпотезу про безпосередній прямий зв'язок захворювання дітей лейкемією від впливу електромагнітних полів високовольтних ліній не підтверджено і біологічного пояснення природи такого впливу дотепер немає.

Зміни в ендокринній системі людини під впливом електромагнітних полів характеризуються збільшенням вмісту адреналіну в крові, активацією процесів згортання крові.

Порушення статевої функції зазвичай пов'язують зі зміною її регуляції з боку нервової та нейроендокринної систем. Дослідження показали, що чутливішими до впливу електромагнітних полів є яєчники, ніж сім'яники.

Особливо небезпечний вплив електромагнітних полів на жіночий організм під час вагітності. З'ясовано, що чутливість ембріона до електромагнітних полів значно вища, ніж чутливість материнського організму. Це може призвести до внутрішньоутробного пошкодження плоду під впливом електромагнітних полів на будьякому етапі його розвитку. Дослідження показали, що дія електромагнітних полів на вагітних жінок може викликати передчасні пологи, вплинути на розвиток плода, збільшити ризик розвитку вроджених вад.

Доведено, що має місце накопичення біологічного ефекту електромагнітних полів в умовах тривалого багаторічного впливу. Це здатне викликати віддалені в часі негативні наслідки, включаючи розвиток дегенеративних процесів центральної нервової системи, ракових захворювань крові (лейкоз), пухлин мозку, гормональних захворювань. Електромагнітні поля особливо небезпечні для дітей, вагітних жінок, людей із захворюваннями центральної нервової, гормональної, серцево-судинної систем, алергиків, а також людей з послабленим імунітетом.

Відомо, що люди, які працюють під впливом електромагнітних полів, часто скаржаться на дратівливість і нетерплячість. Тривалий вплив полів призводить до високої стомлюваності, зниження ефективності сну, порушення уваги і пам'яті, появи внутрішньої напруженості та метушливості.

Відзначимо, що наведені результати досліджень стосуються не тільки електромагнітних полів ліній електропередачі надвисокої напруги, але й будь-яких полів у всьому діапазоні частот.

Негативний вплив на екосистеми електромагнітних полів промислової частоти не такий істотний, хоча його обов'язково слід враховувати при спорудженні електропередач надвисокої напруги.

Електричні поля високої напруженості (50 кВ/м) спричиняють вібрацію волосяного покриву людини і тварин, при цьому виникають вкрай неприємні відчуття і передусім сильна сверблячка. За напруженості електричного поля 20–50 кВ/м спостерігається пошкодження тканини листя рослин, що пояснюється тепловим впливом струмів, які виникають від коронування виступаючих частин рослин. Такий вплив призводить до загибелі клітин, які втрачають вологу, засихають і стискаються.

Дослідження дії потужних електричних полів промислової частоти на піддослідних тварин не виявили у них будь-яких помітних генетичних змін. Відмічено високу чутливість голубів до електричних полів малої напруги.

Відомо, що всі риби, особливо електричні, індукують навколо свого тіла вкрай слабкі електричні поля. Однак у безлічі видів риб, які тримаються зграями (косяками), їх електричні поля накладаються одне на одне і значно підсилюються. Електричне поле зграї відіграє важливу роль у погодженому поводженні окремих членів зграї і їх просторовій орієнтації. Тому сильні електричні поля електропередач надвисокої напруги впливають на поводження риб і можуть справляти вкрай негативний вплив на шляхи їх міграції, особливо в нерестовий період.

Лінії електропередач

Найбільш чутливі до впливів електричного поля електропередач надвисокої напруги копитні тварини. Річ у тім, що копита тварин є добрим ізолятором, який відокремлює тіло тварини від землі. Тому наведений у тілі тварини потенціал може досягати 10 кВ, а імпульс струму в разі дотику нею до заземленого предмету (наприклад гілки куща) – 100–200 мкА. Такі струми безпечні для здоров'я, але викликають неприємні відчуття. Ця обставина змушує копитних тварин уникати трас високовольтних ліній. Подібні явища, пов'язані з наведенням високих потенціалів, також спостерігаються в організмі людини, що знаходиться під лінією електропередачі у взутті, яке ізолює її від землі.

Вкажемо, що з врахуванням виявленого негативного впливу електромагнітних полів, індукованих електропередачами надвисокої напруги, на екологічні системи, і передусім на здоров'я людини, у деяких країнах ЄС на законодавчому рівні заборонено спорудження електропередач з номінальною напругою понад 400 кВ.

Вище відмічалося, що тепловий вплив електромагнітних полів пов'язаний із проходженням в організмі людини (тварини, рослини) струмів, індукованих цими полями. Проте несприятливий вплив магнітного поля виявляється за його напруженості не меншої 150–200 А/м, що має місце на відстані, не більшій за 1–1,5 м від проводу повітряної лінії, а, отже, повинен враховуватися лише під час виконання робіт на лінії під напругою. Ця обставина свідчить, що визначальний вплив на біологічні організми чинить саме електричне поле, індуковане проводами лінії надвисокої напруги.

Вплив електричного поля на організм людини визначається насамперед струмами, які протікають через тіло людини. Дослідження показали, що струми густиною менш ніж 0,1 мкА/см2 зовсім не впливають на здоров'я і нервову систему людини, оскільки вони набагато менші від імпульсних біострумів синапсів. Такому струму відповідає напруженість електричного поля на висоті 1,8 м від рівня землі (що відповідає зросту звичайної людини), яка дорівнює 15 кВ/м, яку й прийнято як припустиму під повітряними лініями надвисокої напруги.

Максимальна напруженість електричного поля під повітряною лінією спостерігається в середині прольоту. Навпаки, біля опор напруженість електричного поля буде найменшою, оскільки тут проводи лінії знаходяться на найбільшій відстані від землі. Крім цього, тут спостерігається сприятливий ефект від екрануючого впливу металевих конструкцій опор. Тому дороги, пішохідні доріжки, лінії зв'язку і електропередачі нижчих класів номінальної напруги рекомендовано облаштовувати в безпосередній близькості від опор ліній електропередачі надвисокої напруги.

Досліджуючи вплив електричного поля, варто пам'ятати, що безпосередньо під лінією спостерігається взаємна компенсація електричних полів, індукованих проводами сусідніх фаз, які перебувають під напругою, зсунутою за фазою на ±120 ел. град. Саме тому найбільша напруженість електричного поля виникає під крайньою фазою електропередачі надвисокої напруги у разі горизонтального розміщення проводів у просторі й швидко зменшується з віддаленням від електропередачі (обернено пропорційно 2–3 степені відстані від осі лінії).

Дослідження показали, що за напруженості електричного поля 5кВ/м близько 80% людей не зазнають больових відчуттів та дискомфорту від розрядів у випадку дотику до заземлених предметів. Саме цю величину було прийнято як нормативну під час виконання робіт в електроустановках без застосування засобів захисту.

Птахи на лінії електропередач

Для забезпечення вказаного припустимого значення напруженості електричного поля під проводами повітряної лінії надвисокої напруги належить дотримувати габаритну відстань для ліній напругою 330 кВ – 12 м, 500 кВ – 16,5 м, 750 кВ – 22 м.

Вплив електричного поля на організм людини визначається не лише інтенсивністю (напруженістю) поля, але й часом експозиції. Припустимий час перебування (у хвилинах) людини в електричному полі виражається відомою екологам експонентною залежністю від напруженості електричного поля.

Непорушення верхньої межі припустимого часу забезпечує самовідновлення фізіологічного стану організму протягом доби без залишкових реакцій, функціональних або патологічних змін. Наприклад, за напруженості електричного поля 10 кВ/м допускається перебування персоналу під впливом поля не більше 180 хв. на добу, 15 кВ/м – 45 хв. на добу, 20 кВ/м – 10 хв. на добу.

3 урахуванням відзначених негативних впливів електричних полів на організм людини нормативними документами передбачено наступні гранично припустимі рівні напруженості електричного поля:

• усередині житлових будинків – 0,5 кВ/м;

• на території зони житлової забудови – 1 кВ/м;

• у населеній місцевості поза житловою забудовою – 5 кВ/м;

• на ділянках перетину лінії з автомобільними шляхами – 10 кВ/м;

• у ненаселеній місцевості – 15 кВ/м;

• y важкодоступній місцевості – 20 кВ/м. Дотримання даних норм реалізується на етапі проектування ліній електропередач надвисокої напруги виконанням вимог і обмежень, передбачених відповідними нормативними документами.