IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017
АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ВБЛИЗИ ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИКИ В ПОСЁЛКЕ ОРЕВО ДМИТРОВСКОГО РАЙОНА И В ГОРОДЕ ДУБНА
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
В процессе эволюции и жизнедеятельности население испытывает влияние естественного и антропогенного электромагнитного фона, характеристики которого используются как источник информации, обеспечивающий непрерывное взаимодействие с изменяющимися условиями внешней среды.
К основным источникам ЭМП антропогенного происхождения относятся телевизионные и радиолокационные станции, мощные радиотехнические объекты, промышленное технологическое оборудование, высоковольтные линии электропередач промышленной частоты, термические цехи, плазменные, лазерные и рентгеновские установки, атомные и ядерные реакторы и т.п. Следует отметить техногенные источники электромагнитных и других физических полей специального назначения, применяемые в радиоэлектронном противодействии и размещаемые на стационарных и передвижных объектах на земле, воде, под водой, в воздухе.
Любое техническое устройство, использующее либо вырабатывающее электрическую энергию, является источником ЭМП, излучаемую во внешнее пространство. Особенностью облучения в городских условиях является воздействие на население как суммарного электромагнитного фона, так и сильных ЭМП от отдельных источников.
Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки в зонах, примыкающих к предприятиям. Воздействие ЭМП промышленной частоты связано с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач, источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях. При этом внутри зданий, расположенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.
Электромагнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Электромагнитное поле в вакууме характеризуется векторами напряженности электрического поля Е и индукции магнитного поля В, которые определяют силы, действующие на неподвижные и движущиеся заряды. В системе единиц СИ размерность напряженности электрического поля [Е] = В/м — вольт на метр и размерность индукции магнитного поля [В] = Тл — тесла. Источниками электромагнитных полей являются заряды и токи.
В ходе практики измерялись значения магнитной индукции.
Магнитная индукция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд, движущийся с определенной скоростью.
Влияние электромагнитных полей ЛЭП на объекты биосферы
Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии, достигает десятков метров. Дальность распространение электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии ЛЭП — например ЛЭП 220 кВ), чем выше напряжение — тем больше зона повышенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течении времени работы ЛЭП.
Дальность распространения магнитного поля зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течении суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также меняются.
Электрические и магнитные поля являются очень сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля [3].
У растений распространены аномалии развития — часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. 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. Например, хорошо известны работы английских ученых в начале 90-х годов показавших, что у ряда аллергиков под действием поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы — годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.
Санитарные нормы
Исследования биологического действия ЭМП промышленных частот, выполненные в СССР в 60-70х годах, ориентировались в основном на действие электрической составляющей, поскольку экспериментальным путем значимого биологического действия магнитной составляющей при типичных уровнях не было обнаружено. В 70-х годах для населения по ЭП ПЧ были введены жесткие нормативы и по настоящее время они являются одними из самых жестких в мире. Нормативы изложены в Санитарных нормах и правилах "Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты"№ 2971-84. В соответствии с этими нормами проектируются и строятся все объекты электроснабжения.
Несмотря на то, что магнитное поле во всем мире сейчас считается наиболее опасным для здоровья, предельно допустимая величина магнитного поля для населения в России не нормируется. Причина — нет средств для исследований и разработки норм. Большая часть ЛЭП строилась без учета этой опасности [3].
На основании массовых эпидемиологических обследований населения, проживающего в условиях облучения магнитными полями ЛЭП как безопасный или "нормальный" уровень для условий продолжительного облучения, не приводящий к онкологическим заболеваниям, рекомендована величина плотности потока магнитной индукции 0,2 — 0,3 мкТл или 200-300 нТл соответственно.
Методика исследований и результатыПри изучении магнитного поля вблизи объектов энергетики на территории пос. Орево Дмитровского р-на и в г. Дубна, были проведены замеры магнитной индукции с помощью измерителя магнитного поля ИМП-05, предназначенного для измерения среднеквадратического значения плотности магнитного потока (магнитной индукции) электромагнитного поля (Рис. 1).
Рис. 1. Прибор ИМП-05
Измеритель магнитного поля ИМП-05 предназначен для изотропного измерения среднеквадратического значения магнитной индукции (плотности магнитного потока) электромагнитных полей, создаваемых техническими средствами.
В пределах своих технических характеристик прибор может использоваться для измерения магнитных полей независимо от природы их возникновения, в том числе при контроле по СанПиН 2.2.4.1191-03 "Электромагнитные поля в производственных условиях" и СанПиН 2.1.2.1002-00 "Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям".
Прибор осуществляет автоматическое вычисление вектора магнитной индукции по трем его пространственным составляющим в реальном масштабе времени, что существенно упрощает процесс измерения и делает результаты измерений более точными. В силу данной особенности прибор может быть использован для электромагнитного мониторинга, контроля пространственного распределения полей и динамики измерения этих полей во времени [1].
Для оценки распределения магнитной индукции, объектом исследования была выбрана Электрическая подстанция ПС № 610 «Орево» 110/35/6 кВ (Рис. 2).
Рис. 2. Электрическая подстанция ПС № 610 «Орево» 110/35/6 кВ
Замеры проводились 28 июня 2016 года, днем, при температуре воздуха 22 оС и давлении 746 мм рт. ст., по всему периметру подстанции (Рис. 3).
Рис. 3. Карта района исследования (Орево)
Были получены данные, представленные в таблице 1.
|
№ точки |
Привязка точки |
В 1 (нТл)0,5 м |
В 2 (нТл)1,5 м |
В 3 (нТл) 1,8 м |
|
1 |
Юго-восточный угол д.с. пос. Орево |
35 |
35 |
35 |
|
2 |
10 м на С от угла д.с. |
30 |
35 |
35 |
|
3 |
20 м на С от угла д.с |
35 |
30 |
40 |
|
4 |
30 м на С от угла д.с. |
45 |
45 |
45 |
|
5 |
40 м на С от угла д.с |
50 |
60 |
60 |
|
6 |
С-В угол д.с. пос. Орево |
75 |
80 |
80 |
|
7 |
10 м от С-В угла д.с. |
110 |
110 |
110 |
|
7.1 |
Соединение троп. к д.№6 и троп. от д.с. |
130 |
135 |
135 |
|
8 |
10 м на юг от пересечения тропинок |
150 |
155 |
155 |
|
9 |
20 м на юг от пересечения тропинок |
150 |
155 |
155 |
|
10 |
30 м на юг от пересечения тропинок |
160 |
160 |
165 |
|
11 |
40 м на юг от пересечения тропинок |
150 |
160 |
160 |
|
12 |
50 м на юг от пересечения тропинок |
160 |
160 |
160 |
|
13 |
южная сторона дома №6 |
280 |
300 |
310 |
|
14 |
10 м от южной стороны дома №6 |
525 |
580 |
630 |
|
15 |
10 м на восток от угла дома №6 |
365 |
450 |
500 |
|
15.1 |
забор ЛЭП |
480 |
580 |
630 |
|
16 |
20 м на север от южного угла дома №6 |
135 |
150 |
160 |
|
17 |
30 м на север от южного угла дома №6 |
120 |
120 |
125 |
|
18 |
40 м на север от южного угла дома №6 |
210 |
220 |
210 |
|
19 |
50 м на север от южного угла дома №6 |
405 |
420 |
440 |
|
19.1 |
Опора ЛЭП (средняя) |
665 |
740 |
740 |
|
20 |
60 м на север от южного угла дома №6 |
490 |
530 |
560 |
|
21 |
северная сторона дома №6 |
475 |
520 |
550 |
|
22 |
С-З угол подстанции (у северной опоры ЛЭП) |
650 |
770 |
830 |
|
23 |
10 м от С-З угла |
425 |
480 |
500 |
|
24 |
20 м от С-З угла |
290 |
300 |
300 |
|
25 |
30 м от С-З угла |
210 |
220 |
225 |
|
26 |
40 м от С-З угла |
140 |
150 |
155 |
|
27 |
50 м от С-З угла |
110 |
120 |
125 |
|
28 |
60 м от С-З угла |
85 |
90 |
100 |
|
29 |
70 м от С-З угла |
70 |
70 |
75 |
|
29.1 |
С-В угол подстанции |
65 |
65 |
70 |
|
30 |
дорога, параллельная северной стороне подстанции |
1260 |
1630 |
1700 |
|
30.1 |
5 м от параллельной дороги |
1160 |
1430 |
1660 |
|
30.2 |
10 м от параллельной дороги |
780 |
890 |
950 |
|
31 |
10 м на юг С-В угла подстанции |
60 |
70 |
70 |
|
32 |
20 м на юг С-В угла подстанции |
50 |
55 |
60 |
|
33 |
30 м на юг С-В угла подстанции |
60 |
60 |
65 |
|
34 |
40 м на юг С-В угла подстанции |
55 |
60 |
60 |
|
35 |
50 м на юг С-В угла подстанции |
45 |
60 |
60 |
|
36 |
60 м на юг С-В угла подстанции |
35 |
35 |
40 |
|
37 |
70 м на юг С-В угла подстанции |
35 |
40 |
45 |
|
38 |
80 м на юг С-В угла подстанции |
65 |
70 |
75 |
|
39 |
90 м на юг С-В угла подстанции |
95 |
90 |
70 |
|
40 |
100 м на юг С-В угла подстанции |
100 |
100 |
100 |
|
41 |
110 м на юг С-В угла подстанции |
80 |
80 |
80 |
|
42 |
120 м на юг С-В угла подстанции |
90 |
90 |
100 |
|
43 |
130 м на юг С-В угла подстанции |
130 |
110 |
100 |
|
44 |
140 м на юг С-В угла подстанции |
210 |
150 |
150 |
|
45 |
150 м на юг С-В угла подстанции |
195 |
150 |
100 |
|
45.1 |
Ю-В угол подстанции |
250 |
150 |
120 |
|
46 |
пересечение дорог у Ю-В угла подстанции |
130 |
115 |
115 |
|
47 |
10 м от пересечения дорог |
270 |
210 |
230 |
|
48 |
20 м от пересечения дорог |
200 |
230 |
200 |
|
49 |
30 м от пересечения дорог |
160 |
140 |
120 |
|
50 |
40 м от пересечения дорог |
65 |
100 |
110 |
|
51 |
50 м от пересечения дорог |
100 |
70 |
110 |
|
52 |
60 м от пересечения дорог |
60 |
100 |
110 |
|
53 |
70 м от пересечения дорог |
240 |
140 |
180 |
|
54 |
80 м от пересечения дорог (Ю-З угол) |
400 |
170 |
210 |
|
55 |
10 м от Ю-З угла |
540 |
340 |
220 |
|
56 |
пересечение дорог у Ю-З угла подстанции |
270 |
150 |
150 |
|
56.1 |
профиль, перпендикулярный ЛЭП |
75 |
50 |
60 |
|
56.2 |
30 |
35 |
30 |
|
|
56.3 |
30 |
40 |
40 |
|
|
56.4 |
40 |
30 |
40 |
|
|
56.5 |
60 |
60 |
55 |
|
|
56.6 |
85 |
90 |
90 |
|
|
56.7 |
140 |
150 |
150 |
|
|
56.8 |
250 |
260 |
270 |
|
|
56.9 |
530 |
620 |
660 |
|
|
56.10 |
700 |
1020 |
1120 |
|
|
56.11 |
600 |
700 |
700 |
|
|
56.12 |
360 |
400 |
430 |
|
|
56.13 |
180 |
190 |
210 |
|
|
56.14 |
100 |
110 |
110 |
|
|
56.15 |
90 |
80 |
70 |
|
|
56.16 |
50 |
50 |
55 |
|
|
56.17 |
40 |
35 |
40 |
|
|
56.18 |
30 |
30 |
30 |
|
|
57 |
10 м от пересечения дорог |
30 |
30 |
25 |
|
58 |
20 м от пересечения дорог |
30 |
30 |
30 |
|
59 |
30 м от пересечения дорог |
40 |
30 |
40 |
|
60 |
40 м от пересечения дорог |
55 |
70 |
70 |
|
61 |
50 м от пересечения дорог |
90 |
100 |
100 |
|
62 |
60 м от пересечения дорог |
170 |
190 |
220 |
|
63 |
70 м от пересечения дорог |
610 |
720 |
810 |
|
64 |
80 м от пересечения дорог |
360 |
400 |
450 |
|
65 |
90 м от пересечения дорог |
150 |
160 |
160 |
|
66 |
100 м от пересечения дорог |
100 |
110 |
90 |
|
67 |
110 м от пересечения дорог |
130 |
130 |
130 |
|
68 |
120 м от пересечения дорог |
180 |
180 |
180 |
|
69 |
130 м от пересечения дорог |
220 |
210 |
225 |
|
69.1 |
Подъездная дверь дома №6 |
85 |
100 |
100 |
|
70 |
140 м от пересечения дорог |
220 |
240 |
250 |
|
71 |
150 м от пересечения дорог |
220 |
230 |
250 |
|
72 |
160 м от пересечения дорог |
200 |
200 |
200 |
|
73 |
170 м от пересечения дорог |
175 |
170 |
170 |
|
74 |
180 м от пересечения дорог |
140 |
100 |
90 |
|
75 |
пересечение дорог у севера Дома №6 |
70 |
50 |
50 |
|
76 |
дорога, параллельная северной оконечности подстанции |
70 |
80 |
70 |
|
77 |
100 |
120 |
110 |
|
|
78 |
140 |
150 |
150 |
|
|
79 |
210 |
210 |
220 |
|
|
80 |
390 |
300 |
315 |
|
|
81 |
415 |
430 |
480 |
Таблица 1. Данные по замерам в пос. Орево
Опираясь на информацию из таблицы 1, можно сделать вывод, что сильное превышение нормативов наблюдается под линиями и опорами ЛЭП. Однако расположение такого крупного объекта энергетики вблизи дома № 6 может негативно сказаться на его жителях.
Вторым объектом исследования был район Большая Волга в г. Дубна. Замеры проводились в семи точках (Рис. 4), где были обнаружены ЛЭП, небольшие трансформаторные подстанции и трансформаторы тока, расположенные вблизи жилых домов, детских площадок и др. объектов.
Результаты измерений представлены в таблице 2.
Рис. 4. Карта района исследования (Дубна)
|
№ точки |
Улица, особые обозначения |
Привязка точки |
B1 (нТл) 0,5 м |
B2 (нТл) 1,5 м |
B3 (нТл) 1,8 м |
|
1.1 |
Ул. Правды д.5; Центральная клиническая больница восстановительного лечения |
Трансформаторная будка у Церкви (к забору) |
450 |
420 |
380 |
|
1.2 |
5 м от трансформаторной будки |
710 |
520 |
480 |
|
|
1.3 |
10 м от будки (на тропинке) |
480 |
440 |
430 |
|
|
1.4 |
Трансформаторная будка (направление к больнице) |
570 |
500 |
440 |
|
|
1.5 |
5 м от тр. Будки |
515 |
470 |
410 |
|
|
1.6 |
10 м от тр. Будки |
450 |
420 |
440 |
|
|
1.7 |
15 м от тр. Будки |
505 |
500 |
530 |
|
|
1.8 |
Под ЛЭП |
У забора клинической больницы |
520 |
680 |
780 |
|
1.9 |
Трансформаторная будка в сторону детской площадки |
720 |
610 |
490 |
|
|
1.10 |
5 м в сторону детской площадки |
180 |
170 |
210 |
|
|
1.11 |
10 м в сторону детской площадки |
110 |
90 |
110 |
|
|
1.12 |
Детская площадка |
70 |
90 |
100 |
|
|
2.1 |
Пр. Боголюбова, д. 50; Гипермаркет "Магнит" |
Под ЛЭП. Дорога в сторону гипермаркета |
360 |
410 |
460 |
|
2.2 |
5 м в сторону гипермаркета |
365 |
410 |
430 |
|
|
2.3 |
10 м в сторону гипермаркета |
240 |
270 |
280 |
|
|
2.4 |
15 м в сторону гипермаркета |
130 |
140 |
130 |
|
|
2.5 |
20 м в сторону гипермаркета |
110 |
80 |
90 |
|
|
2.6 |
у стены гипермаркета |
70 |
70 |
60 |
|
|
3.1 |
Ул. Вокзальная д. 7 |
Трансформаторная подстанция №157 |
1010 |
1140 |
920 |
|
3.2 |
5 м в сторону д. 7 |
140 |
140 |
100 |
|
|
3.3 |
10 м в сторону д. 7 |
140 |
120 |
100 |
|
|
3.4 |
у стены д. 7 |
130 |
100 |
90 |
|
|
4.1 |
Пр. Боголюбова д. 31 |
Трансформатор тока №2 |
700 |
490 |
350 |
|
4.2 |
5 м в сторону д. 31 |
180 |
170 |
150 |
|
|
4.3 |
Стена д. 31 |
440 |
340 |
240 |
|
|
4.4 |
Трансформатор тока №2 (в сторону детской площадки) |
1320 |
1380 |
1240 |
|
|
4.5 |
5 м в сторону детской площадки |
Превышение |
1120 |
800 |
|
|
4.6 |
Детская площадка |
600 |
410 |
370 |
|
|
5.1 |
Пр. Боголюбова д. 30 |
Трансформатор тока №1 |
Превышение |
Превышение |
Превышение |
|
5.2 |
5 м в сторону д. 30 |
200 |
170 |
120 |
|
|
5.3 |
у стены д. 30 |
50 |
70 |
40 |
|
|
5.4 |
Трансформатор тока №1 (в сторону детской площадки) |
1130 |
1470 |
1540 |
|
|
5.5 |
5 м в сторону детской площадки |
430 |
450 |
390 |
|
|
5.6 |
Детская площадка |
890 |
690 |
540 |
|
|
6.1 |
Ул. Правды д.21 |
Трансформаторная будка (ТП-131) |
750 |
470 |
530 |
|
6.2 |
5 м в сторону д. 21 |
Превышение |
1020 |
750 |
|
|
6.3 |
Под ЛЭП |
10 м в сторону д. 21 |
1600 |
1260 |
1260 |
|
6.4 |
у стены д. 21 |
950 |
790 |
750 |
|
|
7.1 |
Ул. Школьная д.10 |
Трансформаторная будка (ТП-148) |
540 |
380 |
350 |
|
7.2 |
5 м в сторону д. 10 |
180 |
150 |
120 |
|
|
7.3 |
10 м в сторону д.10 |
120 |
120 |
110 |
|
|
7.4 |
Трансформаторная будка (ТП-148) (в сторону детской площадки) |
1020 |
590 |
640 |
|
|
7.5 |
5 м в сторону детской площадки |
1190 |
420 |
360 |
|
|
7.6 |
Детская площадка |
70 |
40 |
40 |
Таблица 2. Данные по замерам в г. Дубна
По данным таблицы 2 можно сделать вывод, что превышение допустимых значений можно обнаружить в непосредственной близости от объектов энергетики. Однако, негативным фактом является превышение норм на детских площадках в районах исследования 4 и 5.
Список литературы-
Измеритель магнитного поля ИМП-05. Паспорт ПАЭМ.411173.001 ПС
-
Богословский В.А., Жигалин А.Д., Хмелевской В.К. Экологическая геофизика: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 256 с.
-
Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека // URL: http://www.it-med.ru/library/ie/el_magn_field.htm (Режим доступа: свободный. Дата обращения: 10.10.16)