ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Котов Д.А.1, Хилько А.О.2, Жандаров В.Р.3, Елисеева Е.А.4
&Котов Дмитрий Александрович - бакалавр, кафедра техники и электрофизики высоких напряжений;
г. Москва
Аннотация: в статье рассматривается механизм воздействия электрического поля на организм человека.
ВЛ создают в окружающем пространстве ЭП, напряженность которого снижается по мере удаления от ВЛ. Электрическое поле вблизи ВЛ может оказывать вредное воздействие на человека. Различают следующие виды воздействия [1]:
• непосредственное воздействие, проявляющееся при пребывании в электрическом поле. Эффект этого воздействия усиливается с увеличением напряженности поля и времени пребывания в нем;
• воздействие электрических разрядов (импульсного тока), возникающих при прикосновении человека к изолированным от земли конструкциям, корпусам машин и механизмов на пневматическом ходу и протяженным проводникам или при прикосновении человека, изолированного от земли, к растениям, заземленным конструкциям и другим заземленным объектам; 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 парой горючих материалов и смесей в результате возникновения электрических разрядов при соприкосновении предметов и людей с машинами и механизмами. Степень опасности каждого из указанных факторов возрастает с увеличением напряженности электрического поля.
Рассмотрим непосредственное воздействие со стороны ЭП, т.к. рассматривается ЭП у земли (в достаточной удалённости от токоведущих частей).
Первые исследования влияния на человека ЭП ПЧ были проведены советскими исследователями в середине 60-х годов. При изучении состояния здоровья лиц, подвергавшихся производственным воздействиям ЭП ПЧ при обслуживании подстанций и ВЛ напряжением 220, 330, 400, 500 кВ, впервые были отмечены изменения состояния здоровья, выражающиеся в форме жалоб и сдвигов некоторых физиологических функций. Отмечалось наличие жалоб неврологического характера (головная боль, повышенная раздражительность, утомляемость, вялость, сонливость), а также жалобы на нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта.
В действии электрического поля на человека доминирующую роль играют протекающие через его тело токи. Это определяется высокой проводимостью тела человека, где преобладают органы с циркулирующей в них кровью и лимфой.
В настоящее время экспериментами на животных и людях-добровольцах установлено, что плотность тока проводимостью 0,1 мкА/см и ниже не влияет на
работу мозга, так как импульсные биотоки, обычно протекающие в мозгу, существенно превышают плотность такого тока проводимости.
При плотности тока проводимостью 1 мкА/см в глазах человека наблюдается мелькание световых кругов, более высокие плотности токов уже захватывают пороговые значения стимуляции сенсорных рецепторов, а также нервных и мышечных клеток, что ведет к появлению испуга, непроизвольным двигательным реакциям.
В случае касания человека к изолированным от земли объектам в зоне электрического поля значительной интенсивности, плотность тока в зоне сердца сильно зависит от состояния «подстилающих» условий (вида обуви, состояния почвы и т. д.), но уже может достигать этих величин.
При максимальном токе, соответствующем Етах = 15 кВ/м (6,225 мА), известной доле этого тока, втекающего через область головы (около 1/3), и площади головы (около 100 см) плотность тока<0,1 мкА/см, что и подтверждает допустимость принятой напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.
Плотность тока, индуцированного в теле человека электрическим полем с величиной напряженности Е, вычисляется таким образом:
с различными коэффициентами к для области мозга и сердца.
Значение к=3 х10-3см/Гц*м.
По данным немецких ученых напряженность поля, при которой вибрацию волос ощущают 5% испытуемых мужчин, составляет 3 кВ/м и для 50% мужчин, подвергшихся испытаниям, она равна 20 кВ/м. В настоящее время отсутствуют данные о том, что ощущения, вызванные действием поля, создают какое-либо неблагоприятное влияние. Что касается связи плотности тока с биологическим влиянием, то можно выделить четыре области, представленные в таблице (табл. 1):
Таблица 1. Биологическое влияние на организм человека
J, мкА/см Наблюдаемые эффекты
более 100 Возрастает вероятность фибрилляции желудочка сердца, остановка сердечной деятельности, длительный спазм дыхательных мышц, серьезные ожоги
Последняя область значения плотности тока относится к временам воздействия порядка одного сердечного цикла, т.е. приблизительно 1 с для человека. Для более коротких экспозиций пороговые значения выше. Для определения порогового значения напряженности поля были выполнены физиологические исследования на людях в лабораторных условиях при напряженности от 10 до 32 кВ/м. Установлено, что при напряженности 5 кВ/м 80% людей не испытывают болевых ощущений при разрядах в случае касания заземленных предметов. Именно эта величина была принята в качестве нормативной при работах в электроустановках без применения средств защиты.
Зависимость допустимого времени пребывания человека в электрическом поле с напряженностью Е более порогового аппроксимируется уравнением:
^оп=3,5-0,124хЕ
Выполнение этого условия обеспечивает самовосстановление физиологического состояния организма в течение суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений.
Список литературы