Передача высоковольтной электрической энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПЕРЕДАЧА ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

TRANSFER OF HIGH-VOLTAGE ELECTRIC ENERGY

В.В. Зиновьева, А.В. Лапшин, М.Н. Фандеев

Воронежский государственный

архитектурно-строительный университет, Россия

До середины XX века влияние воздушных линий (ВЛ) на окружающую среду почти не учитывалось из-за малой плотности размещения сетей. С ростом напряжения, дальности электропередач усиливается влияние ВЛ на био- и социальные сферы [13,14,16,17].

Наиболее характерными экологическими проблемами, с которыми сталкиваются при проектировании и строительстве ВЛ, являются: отчуждение и изъятие земель, вырубка лесных насаждений, ограничение хозяйственной деятельности в зоне отчуждения земель для ВЛ, вредоносное влияние электромагнитного поля сверх- и ультравысокого напряжения на биосферу, акустические шумы, ухудшение работы средств связи, ухудшение эстетического восприятия ландшафта в местах прохождения трасс ВЛ.

Три основные подсистемы, на которые оказывает влияние ВЛ:

1. Экологическая: нарушение почвенно-растительного комплекса и рельефа местности; отторжение ценных сельскохозяйственных земель; последствия вырубки лесов по трассе ВЛ; изменение среды обитания животных, птиц, насекомых и из генофонда; влияние на биопроцессы в растительном мире; ограничение и изменение путей миграции животных и птиц.

2. Социальная: ухудшение условий жизни населения вблизи ВЛ; отрицательные эстетические воздействия на ландшафт местности, населённые пункты, зоны отдыха, культурные и природные памятники и другие; негативное воздействие электромагнитного поля ВЛ на организм человека в охранной зоне ВЛ.

3. Экономическая: нанесение ущерба сельскому хозяйству в связи с отторжением земель и ограничением хозяйственной деятельности в охранной зоне ВЛ; нанесение ущерба лесному хозяйству.

Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Согласно нормативным документам, следует избегать прокладки ВЛ по лесам I группы (леса, основным назначением которых является выполнение водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических, оздоровительных, иных функций, а также леса особо охраняемых природных территорий).

Для прохождения ВЛ по насаждениям должны быть прорублены просеки. Ширина просек в насаждениях должна приниматься в зависимости от высоты насаждений (увеличенная на 10% средняя высота преобладающей по запасам породы или преобладающего по запасу поколения, находящейся в верхнем ярусе насаждения) с учетом их перспективного роста в течение 25 лет с момента ввода ВЛ в эксплуатацию и группы лесов.

В насаждениях с перспективной высотой пород до 4 м ширина просек принимается равной 3 м от крайних проводов ВЛ. При прохождении ВЛ по территории фруктовых садов вырубка просек не обязательна.

Наименьшее расстояние по горизонтали между проводами ВЛ и кронами деревьев

В свою очередь, радиусы проекций крон деревьев основных лесообразующих пород принимаются равными для: сосны и лиственницы -7,0 м, ели и пихты - 5,0 м, дуба и бука - 9,0 м, липы и берёзы - 4,5 м и осины - 5,0 м. Для других пород деревьев радиусы проекций крон определяются при конкретном проектировании по данным владельца насаждений.

В лесах II и III групп ширина просеки принимается равной большему из двух значений, рассчитанных по специальным формулам, приведённым в главе 2.5 ПУЭ [2].

Для защищённых ВЛ ширина просек в насаждениях должна приниматься не менее расстояния между крайними проводами плюс 1,25 м в каждую сторону независимо от высоты насаждений. При прохождении защищённых ВЛ по территории фруктовых садов с деревьями высотой более 4 м расстояние от крайних проводов до деревьев должно быть не менее 2 м.

Таким образом, прокладка линий электропередач по лесным насаждениям приводит к вырубке большого количества растительности, не говоря уже о последствиях самих строительных работ, что существенно влияет на среду обитания растений и животных.

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, 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. У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки.

Факторы воздействия электрического поля на человека Различают следующие виды воздействия:

- 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 паров 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.

В качестве предельно допустимых уровней (определяются на высоте 1,8 м от уровня земли, а для помещений - от уровня пола) приняты (по СанПиН 2971-84) значения напряженности электрического поля внутри жилых зданий - 0,5 кВ/м; на территории зоны жилой застройки - 1 кВ/м; в населенной местности, вне зоны жилой застройки, а также на территории огородов и садов - 5 кВ/м; на участках пересечения ВЛ с автомобильными дорогами I-IV категории - 10 кВ/м; в ненаселенной местности - 15 кВ/м; в труднодоступной местности и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения - 20 кВ/м. Если напряженность электрического поля превышает эти значения, должны быть приняты меры по ее снижению (например, путём удаления жилой застройки от ВЛ или применения экранирующих устройств и других средств снижения напряженности электрического поля).

В целях защиты населения от воздействия электрического поля ВЛ устанавливаются санитарно-защитные зоны - это территория вдоль трассы ВЛ, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м.

Для проектируемых ВЛ принимают границы санитарно-защитной зоны вдоль трассы ВЛ: 20 м - для ВЛ напряжением 330 кВ; 30 м - для ВЛ напряжением 500 кВ; 40 м - для ВЛ напряжением 750 кВ; 55 м - для ВЛ напряжением 1150 кВ. Ближайшее расстояние от оси проектируемых ВЛ напряжением 750-1150 кВ до границы населенных пунктов, как правило, должно быть не менее: 250 м - для ВЛ напряжением 750 кВ; 300 м - для ВЛ напряжением 1150 кВ.

В пределах санитарно-защитной зоны запрещается размещение жилых и общественных зданий и сооружений, площадок для стоянки и остановки всех видов транспорта, предприятий по обслуживанию автомобилей и складов нефти и нефтепродуктов, проведение операций с горючим, ремонт машин и механизмов [6,11].

Трассы проектируемых ВЛ должны выбираться таким образом, чтобы жилые и общественные здания, не оказались в пределах санитарно-защитных зон.

Допускается оставление жилых зданий и приусадебных участков в санитарно-защитных зонах действующих ВЛ напряжением 330-500 кВ при условии снижения напряженности электрического поля внутри жилых зданий и на открытой территории до значений, предусмотренных в СанПиН 2971-84. Металлические кровли зданий, оставляемых в санитарно-защитных зонах ВЛ напряжением 330-500 кВ, должны быть заземлены. Напряжённость электрического поля в зданиях, имеющих неметаллическую кровлю, может быть снижена путем установки заземленной металлической сетки на крыше этих зданий. Напряженность электрического поля на открытых территориях, расположенных в этих зонах, может быть снижена путем установки экранирующих перегородок (железобетонных заборов, тросовых экранирующих устройств) или посадкой деревьев и кустарника высотой не менее 2-х метров.

Сельскохозяйственные угодья, находящиеся в санитарно-защитных зонах ВЛ, рекомендуется использовать под выращивание сельскохозяйственных культур, не требующих ручной обработки. Сельскохозяйственные машины и механизмы, находящиеся в санитарно-защитных зонах ВЛ, должны быть заземлены, а техника без крытых кабин, применяемая при сельскохозяйственных работах в санитарно-защитной зоне ВЛ напряжением 750 кВ и выше, должна быть оснащены экранами для снижения напряженности электрического поля на рабочих местах механизаторов.

При проведении строительно-монтажных работ в санитарно-защитных зонах ВЛ необходимо заземлять протяженные металлические объекты. В местах пересечения автодорог с ВЛ должны устанавливаться дорожные знаки, запрещающие остановку транспорта в санитарно-защитных зонах этих ВЛ.

В настоящее время при проектировании ЛЭП сверх- и ультравысокого напряжения необходим учёт их влияния на биосферу, социальные и экономические системы районов, по которым планируется их прокладка [1,3,4,5,9,10].

Экологические аспекты передачи электроэнергии по основным характеристикам нормируются директивными документами: максимальная напряжённость электрического поля, уровень акустических шумов и радиопомех. Выбор параметров электропередачи, её 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 течении 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 населённые пункты [2,7,8,12,15,18]. Важным аспектом экологического влияния ЛЭП являются места её пересечения с железной и автомобильной дорогами, что связано с обеспечением безопасности людей.

воздушная линия электропередача экологический

Библиографический список

1. СанПиН 2971-84 «Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты» -1984.- 4с.

2. ПУЭ «Правила устройства электроустановок» -2013. -377с.

3. Петрикеева, Н.А. Экологический эффект при полном сгорании топлива в котельных установках / Н.А. Петрикеева, С.Н. Кузнецов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2013.- № 1(29). - С. 108-113.

4. Петрикеева, Н.А. Экологическая безопасность воздушной среды помещений с выделением вредных веществ различной плотности/ С.Н. Кузнецов, Н.А. Петрикеева// Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2013. - № 1 (29). - С. 82-90.

5. Петрикеева, Н.А. Пути снижения энергопотребления зданиями/ Н.А. Петрикеева, А.Н. Садовников, А.В. Никулин// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. -2012. - № 1.- С. 13-17.

6. Петрикеева, Н.А. Оптимизация систем теплоснабжения зданий с использованием возобновляемых источников энергии/ Н.А. Петрикеева, Л.В. Березкина // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2010. - № 2. - С. 128-132.

7. Петрикеева, Н.А. Расчет экономической эффективности применения конденсационных теплообменных устройств теплогенерирующих установок / О.А. Сотникова, Н.А. Петрикеева// Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. - 2008. - № 1. - С. 113.

8. Булыгина, С.Г. Вариантное проектирование систем теплоснабжения с учетом надежности тепловой сети / Д.Н. Китаев, С.Г. Булыгина, М.А. Слепокурова // Молодой ученый. - 2010. - № 7(8). - С.46-48.

9. Булыгина, С.Г. Разработка критериев для обоснования выбора схем и параметров систем централизованного теплоснабжения / С.Г. Булыгина // Инженерные системы и сооружения. - 2011. - № 1 (4). - С.9-16.

10. Булыгина, С.Г. Анализ динамики ценовых факторов в технико-экономических обоснованиях систем теплоснабжения / С.Г. Булыгина // Инженерные системы и сооружения. - 2011. - № 1 (4). - С.17-23.

11. Мелькумов, В.Н. Промышленная безопасность помещений с электрооборудованием / В.Н. Мелькумов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурностроительного университета. Строительство и архитектура. - 2008. - №3. - С. 176-182.

12. Чуйкин, С.В. Разработка программмы расчета ожидаемых нагрузок ветра на провода воздушных линий электропередачи / С.В. Чуйкин, Т.В. Дорофеева, Е.О. Кшевинская // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2015. - №1 (18). - С. 23-29.

13. Сотникова, О.А. Применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии при решении проблем энергоснабжения и экологической безопасности / О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов, А.И. Колосов // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2009. - № 1. - С. 80-87.

14. Сотникова, О.А. Аккумуляторы теплоты теплогенерирующих установок систем теплоснабжения / О.А. Сотникова, В.С. Турбин, В.А. Григорьев // Энергоэффективность: опыт, проблемы, решения. - 2004. - Т. 1. - С. 82.

15. Чудинов, Д.М. Влияние параметров оборудования гелиоустановок на эффективность альтернативного теплоснабжения зданий / Д.М. Чудинов, Т.В. Щукина, О.А. Сотникова // Промышленная энергетика. - 2008. - № 9. - С. 44-46.

16. Колосов, А.И. Ликвидация последствий аварий на инженерных системах теплогазоснабжения / А.И. Колосов, О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2009. - № 1. - С. 118-124.

17. Колосов, А.И. Разработка модели ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на инженерных системах энергетики / А.И. Колосов, О.А. Сотникова // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006. Т. 2. № 4. С. 27-31.

18. Chuykin, S.V. Determination of velocity fields of air streams in ventilated rooms with conformal mappings / S.V. Chuykin, A.V. Loboda / Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. - 2013. - №3(19). - С.39-51.

Размещено на Allbest.ru