Линии электропередачи 345 кВ и выше - Поведение людей и животных в сильном электрическом поле

Реакция людей и животных на электрическое поле по своей природе очень субъективна и зависит от конкретной ситуации. Очень трудно вывести для каждой ситуации значение тока, напряжения или энергии, чтобы прямо применить данные § 8.4. Когда люди или животные находятся в сильном электрическом поле, по их телам протекают установившиеся токи, а искровые разряды обычно оказываются ниже порога чувствительности.
Рис. 8.6.1. Влияние напряженности Е на персонал.
1 — не ощущается; 2 — вздыбливание волос; 3 — покалывание тела об одежду;
4 — порог ощущения; Р — интегральная вероятность воздействия.
Возникают и другие явления, которые нельзя представить электрическими величинами (вздыбливание волос, ощущение покалывания и т. п.).
Следуя основному принципу этой главы, все реакции можно отнести к напряженности у поверхности земли Е. Особый интерес представляет определение напряженности, начиная с которой люди ощущают поля. Опытные данные, полученные на установке УВН, приведены на рис. 8.6.1.
Было уделено особое внимание типу ощущения и степени его допустимости. В процессе эксперимента 27 человек, некоторые из которых были случайными лицами, попросили пройти под испытательной линией и заполнить анкету, касающуюся испытанных ощущений. Анализ ответов показал следующее: наиболее общими ощущениями были раздражение корней волос из-за их вздыбливания (в 80% случаев) и покалывания тела (особенно на руках) об одежду (64% случаев). Такие ощущения, однако, рассматриваются редко, за исключением случаев очень больших напряженностей, как показано на рис. 8.6.1. Более нежелательными, хотя и более редкими, были искровые разряды с головы на шляпу, со стопы или голени па обувь. По этим явлениям еще не имеется достаточно статистических данных. Они могут происходить при напряженностях, примерно равных 15—20 кВ/м. Следует уделять внимание также прикосновению к проводящим объектам под линией. Прикосновение к предмету определенного размера может быть очень чувствительным, если человек, или предмет, или оба они изолированы от земли.
Из рис. 8.6.1 порог чувствительности для более чем 10% случаев лежит между 10 и 15 кВ/м. Эта напряженность не равна действительной напряженности на поверхности кожи. Для человеческой кожи «порог ощущения электрического поля» приблизительно 240 кВ/м [8.7]. Присутствие человека в действительности может увеличить напряженность, существующую в отсутствие поля, до такого значения. Связь между Е и локальной напряженностью на коже сложна, так же как связь между напряженностью и током в разных частях тела.
Хотя на установке УВН не проводилось никаких биологических или медицинских исследований, были некоторые субъективные наблюдения, касающиеся реакции или отсутствия ее, у людей, помещенных в сильное электрическое поле. Во-первых, не наблюдалось никаких отрицательных реакций для E<25 кВ/м в отсутствие искровых разрядов. Во-вторых, реакцией людей на повторяющиеся искровые разряды была нервозность и неспособность продолжать работу. Необходимо отметить, что повторяющийся искровой разряд не следовало бы допускать при нормальной работе или под линией электропередачи. В-третьих, изменения, если таковые возникают, не постоянны, и нормальное состояние должно восстановиться на следующий день.
Наблюдения за поведением животных очень ограничены. Современные работы отмечали отсутствие изменений в поведении на пастбище, в манере есть и пить у крупного рогатого скота на влажной проводящей поверхности, такой как трава, при E<18 кВ/м. При увеличении полей такие явления, как коронный разряд с рогов, сильно беспокоят животных. На сухой непроводящей земле мог бы происходить искровой разряд между заземленными предметами и телами животных, однако подобных наблюдений не имеется.
Данные литературных источников. В США проведены систематические медицинские исследования линейного персонала, работающего в течение нескольких лет в сильном электрическом поле, какое встречается при работе под напряжением на линиях СВН [88, 89]. Никакого вреда для здоровья не зарегистрировано, и на сегодняшний день нет данных о болезненных явлениях, вызванных электрическим полем линий передачи или подстанций.
Наведенные искровые разряды обсуждены в [8.10], где объектом исследования был человек с зонтом в руках: при этом происходил искровой разряд от зонта к руке или щеке. Были использованы как моделирование на открытой площадке, так и лабораторные исследования. По мере увеличения промежутка между зонтом и кожей ток менялся от ощутимых единичных импульсов очень короткой длительности до больших импульсов с амплитудой 10 А и увеличенного числа малых импульсов, заканчивающихся при установившемся переменном токе 50—200 мА, который не ощущается. Это показано в виде стилизованной осциллограммы, приведенной на рис. 8.4.4. Напряженность Е<3 кВ/м едва ощутима, 3<E<6 кВ/м вызывает легкое болезненное ощущение, Е>6 кВ/м вызывает болезненное ощущение. Данные относятся к случаю, когда зонт изолирован от человека. Чувствительность уменьшается до 65%, если ручка зонта пластиковая, до 50%, если ручка деревянная, а если ручка металлическая, искр нет вообще.
В лабораторных условиях были созданы искровые разряды той же интенсивности, что и разряды от зонтов в поле 3 кВ/м. Влияние этих разрядов изучалось на людях и кроликах. При повторном воздействии искровых разрядов наблюдались некоторые изменения. Однако во всех случаях отмечено быстрое возвращение к нормальному состоянию, ввиду чего авторы сделали вывод, что поля напряженностью 3 кВ/м индуцируют искровые разряды, не вызывающие тревоги.
В СССР проведено исследование влияния электростатического поля [8.11—8.13]. По-видимому, отечественная практика проектирования распределительных устройств приводит к меньшим расстояниям до земли и более надежной защитной арматуре, чем используемые в США. В свою очередь это приводит к большему значению Е и к разработке большего числа правил работы, чем в любой другой стране. Авторы делают вывод, что напряженность поля менее 5 кВ/м можно не рассматривать. При больших напряженностях, для персонала подстанций установлен ряд правил, которые соотносят напряженность и максимально допустимое время пребывания в поле без защиты. В статьях [8.10— 8.12] указывается, что высокие электростатические поля создают ощущения неудобства. В настоящее время проводятся работы по выяснению расхождения данных, полученных советскими и американскими [8.8, 8.9] специалистами.