Биология в вопросах и ответах
ВОПРОС: Насколько опасно находиться человеку рядом с высоковольтной ЛЭП?
ОТВЕТ: В опытах, проведенных многими исследователями, обнаружено четкое пороговое значение напряженности поля, при котором наступает разительное изменение реакции подопытного животного. Оно определено равным 160 кВ/м, меньшая напряженность поля сколько-нибудь заметного вреда живому организму не наносит.
Электрическое поле, создаваемое линиями высоковольтных ЛЭП, оказывает неблагоприятное влияние на живые организмы. Наиболее чувствительны к электрическим полям копытные животные и человек в обуви, изолирующей его от земли. Копыто животных также является хорошим изолятором. 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 (чем толще, например, подошва обуви), тем больше наведенный потенциал, который может составлять несколько киловольт и даже достигать 10 кВ.
При приближении тела к заземленному предмету (например, ноги или руки человека к травинке или веточке куста) происходит искровой разряд, сопровождаемый звуковым эффектом (потрескивание) с протеканием импульса тока через тело. Сопротивление в цепи разряда определяется переходным сопротивлением кожного покрова и сопротивлением травинки или веточки, составляющим несколько МОм на 1 м длины ветки. В этих условиях максимум импульса тока через человека может достигать 100 - 200 мкА.
Разряд вызывает неприятное ощущение укола. Такие импульсы тока безопасны для здоровья человека, но могут привести к вторичным травмам вследствие испуга и не-произвольного движения. Зафиксировано, что такой неожиданный укол подчас приводит к неспецифической травме - падению с высоты, ушибу рабочего, стоящего ниже, инструментом, выпавшим из руки рабочего, стоящего выше, и т.д. Укол может возникнуть даже при рукопожатии двух работающих в случае, если один из них
находится в сухой обуви с изолирующей подошвой, а второй не имеет ее или в момент рукопожатия другая рука товарища касается металлической конструкции.
Неприятные ощущения, связанные с непрерывно следующими друг за другом разрядами, приводят к тому, что копытные животные предпочитают не находиться на трассах высоковольтных ЛЭП и не пересекать их в летнее время.
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 единиц и даже десятков ампер. Однако непосредственное воздействие и таких импульсов тока из-за малой их длительности неопасно.
Опасные воздействия тока могут произойти при приближении (соприкосновении) тела человека с изолированными от земли механизмами, например с трактором на резиновом ходу. Емкость таких механизмов на провода линии и на землю значительно больше, чем у человека. По этой причине все механизмы, находящиеся в зоне повышенной напряженности поля воздушной линии, должны быть надежно заземлены, например, с помощью металлической цепи.
При длительном пребывании человека в полях более высокой напряженности (Е > 10-15 кВ/м) могут возникнуть неблагоприятные физиологические изменения, связанные с воз-действием на нервную и сердечно-сосудистые 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 акупунктурные 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:
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 (1,8м. 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 осадков). 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, N 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.
---------------
Источники:
Г.Н.Александров "Установки сверхвысокого напряжения и охрана окружающей среды", Л., Энергоатомиздат, 1989,
П.А.Долин "Основы техники безопасности в электроустановках", М., Энергоатомиздат, 1984,
В.Е.Манойлов "Основы электробезопасности", Л., Энергоатомиздат, 1991.