Экологические аспекты передачи электроэнергии

На напряженность оказывают  влияние, с одной стороны, геометрия  проводов линии, их взаимное расположение и значение приложенного к ним потенциала и, с другой стороны, все заряды, распределенные в пространстве, которые сильно зависят от состояния окружающей среды (силы ветра, влажности, запыленности, температуры). Таким образом, вектор

напряженности Е определяется как потенциалом, приложенным к электродам, так и распределенным в пространстве объемным зарядом р, генерируемым короной, который сам по себе движется под воздействием Е:

На рис. 5.2 представлена расчетная характеристика распределения напряженности электрического поля относительно средней линии ППТ ±400 кВ для определенных показателей окружающей среды. Расстояние между полюсами (2 провода на полюс) 10 м, эквивалентная высота подвески полюса над землей 10 м.

На линии постоянного  тока только положительный провод излучает значительное паразитное поле. Процесс ионизации вблизи отрицательного провода хотя и вызывает потери того же порядка, что и потери вблизи положительного провода, но проходит с малой прерывистостью поля.

При дожде ионизация  более существенна, поскольку капли сильно увеличивают неровности на проводе, способные вызвать кистевые разряды. При дожде растут потери на корону, а поле радиопомех появляется при слабых напряжениях в сухую погоду из-за увеличения числа неровностей и растет значительно медленнее с ростом напряжения. Для обычных рабочих напряжений наблюдается более слабое паразитное поле при дожде, чем в сухую погоду, это можно объяснить появлением «местных корон». В дождь уровень радио' помех колеблется от 2 до 9 дБ.

Существует гипотеза по указанному явлению: поглощение высоких частот значительнее в пространстве, заключенном между проводами и землей, в среде, тем более ионизированной, чем сильнее ионизация в непосредственной близости от проводов.

Акустические шумы ППТ  также возникают в основном у положительного провода, хотя их уровень ниже, чем у ВЛ переменного тока того же класса напряжения. Так, для ППТ ±500 кВ уровень шума составляет 40 дБА. Следует отметить тот факт, что это значение сильно колеблется в зависимости от состояния окружающей среды, влияющей на объемный ионный заряд ППТ, тогда как уровень шума ВЛ переменного тока достаточно стабилен при любой погоде.

Исследования ППТ ±400 кВ в США показали, что озон, производимый линией, незначительно влияет на окружающую среду.

Эффекты воздействия  поля ППТ на людей и транспортные средства менее значительны, чем у ВЛ переменного тока того же класса напряжения, так как порог ощущения постоянного тока гораздо выше, чем переменного. У мужчин порог ощущения постоянного тока составляет 5,2 мА, у женщин — 3,5 мА. Для сравнения порог ощущения переменного тока — 1,0 мА и 0,7 мА соответственно.

Ток ионного потока под  ППТ во много раз меньше порога ощущения человека. Измерения, проведенные американскими учеными, показали, что в области напряженности электрического поля 40 кВ/м этот ток составляет 0,003— 0,004 мА.

Вблизи линий постоянного  тока заряды могут накапливаться на объектах, изолированных от земли, но в силу сильной зависимости от параметров внешней среды величина этих зарядов не представляет реальной опасности для здоровья человека. Это подтверждает практика эксплуатации ППТ, которая говорит о том, что обслуживающий персонал значительно меньше ощущает эффекты воздействия электрического поля, чем на ВЛ переменного тока того же класса напряжения.

На молочных фермах, расположенных  в непосредственной близости от ППТ ±400 кВ, не обнаружено изменений ни в составе молочной продукции, ни в процессе воспроизводства скота (данные США 1986 г.). А наблюдаемые положительные терапевтические эффекты от отрицательно заряженных ионов в воздухе вблизи ППТ привели даже к промышленному выпуску установок, производящих отрицательные ионы для лечения некоторых заболеваний и целому ряду медицинских исследований в этой области.

Зона отчужденной земли воздушных ППТ меньше, чем у аналогичных ВЛ переменного тока, хотя проблемы социальной подсистемы воздействия передач электроэнергии на окружающую среду столь же остры.

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ  ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПО КАБЕЛЬНЫМ  ЛИНИЯМ

В 1981 г. американскими учеными были выполнены исследования по изучению воздействия кабельной газоизолированной линии напряжением 500 кВ на окружающую среду. Линия находилась в эксплуатации с 1975 г. Наблюдения проводились на одной секции передачи длиной 192 м. Полоса отчуждения такой передачи изменяется до 7,5 до 30 м в ширину. Хотя на этих землях допускаются сельскохозяйственные работы, постройка домов и посадка крупных деревьев исключается.

Электрическое поле вокруг кабельной линии такого напряжения практически отсутствует, а величина магнитного поля очень мала и соизмерима с полем, создаваемым электродвигателем бытового вентилятора. Таким образом, воздействие кабельных линий на окружающую среду возможно только в случае аварийной утечки газа (или масла) из оболочек линии.

Преимуществом кабельной  линии является также то, что она  не изменяет ландшафта местности, по которой проложена, хотя существуют некоторые оговорки, о которых было сказано выше. Главным ограничением в строительстве таких передач электроэнергии в настоящее время является их цена (в 8—10 раз выше стоимости ВЛ), доходящая до 500 000 долларов за 1 км. Существующие линии имеют небольшую длину (несколько километров) и прокладываются в местах, где строительство воздушной линии либо невозможно технически (широкие водные пространства), либо исключено по социально-экономическим причинам (в крупных городах и населенных пунктах).

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время  при проектировании электропередач сверх- и ультравысокого напряжения необходим учет влияния таких линий на биосферу, социальные и экономические системы районов, по которым планируется прокладка линии электропередачи.

Экологические аспекты  передачи электроэнергии по основным характеристикам нормируются директивными документами: максимальная напряженность электрического поля, уровень акустических шумов и радиопомех. Выбор параметров электропередачи, ее конструктивных особенностей на стадии проектирования должен быть ориентирован на соблюдение указанных нормативных требований. В этом случае необходим тщательный анализ всей трассы электропередачи, погодных условий в течение года и выбор средств, позволяющих снизить размеры отторгаемых ценных сельскохозяйственных земель, вырубки лесных массивов, воздействия на окружающий животный и растительный мир, а также на находящиеся вблизи трассы линии населенные пункты. Важным аспектом экологического влияния линии электропередачи являются места ее пересечения с железной и автомобильной дорогами, что связано с обеспечением безопасности людей.

В зависимости от конкретных условий на протяжении трассы электропередачи могут быть выбраны различные способы снижения ее экологического влияния — применение экранирующих тросов, лесобиологическая защита, компактные линии и т. д. Учет указанных аспектов может оказать существенное влияние на выбор предпочтительного варианта линии, хотя существующие уровни цен на землю (1989 г.) являются серьезным препятствием применения в качестве критерия оптимизации минимума приведенных народнохозяйственных затрат.

Знание особенностей влияния на экологию воздушных линий электропередач постоянного тока и кабельных линий позволит обоснованно рассматривать их в качестве альтернативных вариантов при проектировании электропередачи или ее отдельных участков вблизи зон повышенной экологической опасности.                          

Современное состояние  проблемы экологических аспектов передачи электроэнергии на большие расстояния продолжает оставаться в центре внимания ученых, исследования которых позволяют  обоснованно отвечать на многочисленные вопросы общественности. Этому серьезному и важному разделу электроэнергетики посвящены исследования в странах с развитой структурой электроэнергетической системы, имеющие своей целью увязать экологические и социальные проблемы современного общества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1 Александров  Г. Н. Установки сверхвысокого напряжения и охрана окружающей среды Л Энергоатомиздат, 1989 359 с

2 Дегтярев  В. В Охрана окружающей среды М Транспорт, 1989. 207 с

3 Лисочкина Т. В. Экономические проблемы создания возчмцных линий электропередачи переменного тока сверхвысокого напряления Л Изд-во Ленингр ун-та, 1987 249 с

4 Дендромелиорация трасс линий электропередачи с целью обес^ече ния их экологической безопасности/Н. Е Булыгин, А. Н Войцехович, В Г Гайворонский и др //Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды Л Энергия, 1984 Вып 7 С 259—287

5 Измерения напряженности электрического поля под ВЛ 750 кВ в зоне фруктового сада/Г. Н Александров, В А. Кашина, Т В Лисочкина и Г. В Подпоркин//Электрические станции 1980 № 1 С 55—56

6 Тиходеев Н. Н. Защита населения и персонала от влияния воздушных ЛЭП—1150 кВ//Энергетика и транспорт 1987 № 3 С 152—157

7 Поспелова Т. Г. Некоторые результаты исследования экологического воздействия линии электропередачи сверхвысокого напряженияу/Энер-гетика и транспорт. 1988 № 4 С 149—157

8 Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушной ЛЭП переменного тока промышленной частоты. М Энергия, 1984.

9 Азерникова Т. И., Емельянов  Н. П Акустический шум от линии 1150 кВ//Электрические станции 1985 № 5 С 54—57

10 Влияние электроустановок на окружающую среду Переводы докладов Международной конференции по большим электрическим сисгечам (СИГРЭ)/Под ред Ю П Шакаряна М Энергоатомиздат, 1979, 19SO, 1984, 1986, 1988.

11 Зелиниченко А. С., Хотинский В. Г. Воздействие воздушных линий электропередачи на окружающую среду и учет его при проектировании Проектирование конструктивно-строительной части линий электропередачи и подстанций//Сб научн трудов Энергосетьпроекта М   Энергоиздат, 1982 С 4—15

12 Поспелова Т. Г. Проблемы >чета влиягия воздушных линий на окружающую среду//Энергетическое строительство 1989. № 7 С 24—26