Вопросы экологическою влияния высоковольтных линий электропередачи (ВЛ) приобретают особую актуальность в связи с развитием электрических сетей сверхвысокою напряжения (СВН) 500—750 кВ и освоением ультравысокого напряжения (УВН) 1150 кВ и выше.
Влияние ВЛ на окружающую среду крайне разнообразно. Рассмотрим его подробнее.
Влияние электромагнитного поля на живые организмы. Влияние магнитною и электрического полей обычно рассматривается отдельно. Вредное действие магнитного поля на живые организмы, и в первую очередь на человека, проявляется только при очень. высоких напряженностях порядка 150 – 200 А/м, возникающих на расстояниях до 1 – 1,5 м от проводов фаз ВЛ, и представляет опасность при работе под напряжением.
Основные проблемы для линий СВН и УВН связаны с влиянием электрического поля, создаваемою ВЛ. Это поле определяется, в основном, зарядами фаз. С повышением напряжения ВЛ, числа проводов в фазе и эквивалентного радиуса расщепленного провода заряд фазы быстро увеличивается. Так, заряд фазы линии 750 кВ в 5—6 раз больше заряда одиночною провода линии 220 кВ, а линии 1150 кВ в 10—20 раз. Это создает напряженности электрического поля под проводами ВЛ, опасные для живых организмов.
Непосредственное (биологическое) влияние электромагнитного поля линий СВН и УВН на человека связано с воздействием на сердечно-сосудистую, центральную и периферийную нервные системы, мышечную ткань и другие органы При этом возможны изменения давления и пульса. сердцебиение, аритмия, повышенная нервная возбудимость и утомляемость. Вредные последствия пребывания человека в сильном электрическом поле зависят от напряженности поля Е и от продолжительности его воздействия.
Без учета длительности воздействия на человека допускаемая напряженность электрического поля составляет:
- 20 кВ/м - для труднодоступной местности,
- 15 кВ/м - для ненаселенной местности,
- 10 кВ/м для пересечений с дорогами,
- 5 кВ/м для населенной местности.
При напряженности 0,5 кВ/м на границах жилых застроек допускается пребывание человека в электрическом поле по 24 ч в сутки в течение всей жизни.
Для эксплуатационного персонала подстанций и линии CBН и УВН установлена допустимая продолжительность периодического и длительного пребывания в электрическом поле при напряженностях на уровне головы человека (1,8 м над уровнем земли):
- 5 кВ/м — время пребывания неограниченно,
- 10 кВ/м — 180 мин,
- 15 кВ/м — 90 мин,
- 20 кВ/м — 10 мин,
- 25 кВ/м — 5 мин.
Выполнение этих условии обеспечивает самовосстановление организма в течение суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений.
При невозможности ограничения времени пребывания персонала под воздействием электрического поля применяется экранирование рабочих мест, тросовые экраны над дорогами, экранирующие козырьки и навесы над шкафами управления, вертикальные экраны между фазами, съемные экраны при ремонтных работах и др. Как показали эксперименты, надежный экранирующий эффект создают кустарники высотой 3—3,5 м и плодовые деревья высотой 6—8 м, растущие под ВЛ. Это объясняется тем, что кусты и плодовые деревья обладают достаточной проводимостью и выполняют роль экрана на высоте, превышающей рост человека или высоту транспортных средств.
Косвенное воздействие электрического поля включается в возникновении тока или кратковременных разрядов при прикосновении человека, имеющего хороший контакт с землей, к изолированным объектам или, наоборот, при прикосновении изолированного от земли человека к заземленным объектам. Такие явления объясняются наличием повышенных потенциалов и ЭДС, наведенных электромагнитным полем на машинах, механизмах или протяженных металлических предметах, изолированных от земли.
Разрядный ток, протекающий через человека, зависит от напряжения линии, активного сопротивления человека, объема и емкости объектов относительно линии. Длительный ток, достигающий 1 мА, для большинства людей является «порогом восприятия». При токе 2—3 мА возникает испуг, при 8-9 мА («порог отпускания») — болевые ощущения и мышечные судороги. Токи свыше 100 мА, протекающие через человека более 3 с, могут привести к смертельному исходу.
Кратковременные искровые разряды, при которых через человека протекает импульсный ток даже с достаточно большими амплитудными значениями, не представляют опасности для жизни.
Указанные воздействия электромагнитного поля устанавливают определенные условия труда и возможности пребывания населения в охранной зоне ВЛ, имеющей границы в виде параллельных линий. Напряженность электрического поля внутри охранной зоны превышает 1 кВ/м. Для ВЛ 330 - 750 кВ зона составляет 18 - 40 м от крайних фаз, для ВЛ 1150 кВ — 55 м.
Акустический шум является одним из проявлений интенсивной короны на проводах. Он воспринимается человеческим ухом в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Громкость звука особенно велика на линиях с большим числом (более пяти) расщепленных проводов в фазе при дожде и сырой погоде. Если при сильном дожде шум от короны сливается с шумом дождя, то при слабых осадках он воспринимается как превалирующий источник шума.
Проведенные расчеты показывают, что для линий СВН и УВН за пределами охранной зоны уровень шумов меньше допустимых. В СНГ предельная допустимая громкость звука не нормируется.
Радиопомехи возникают при короне на проводах, частичных разрядах и короне на изоляторах и деталях арматуры, искрениях в контактах линейной арматуры. На уровень радиопомех оказывают влияние радиус проводов, условия погоды, состояние поверхности проводов (наличие загрязнении, осадков и др.). Для устранения радиопомех в охранной тоне снижается допустимая напряженность на поверхности провода.
Эстетическое воздействие линий. В районах с высокой плотностью населении одновременно с экономическими и техническими проблемами, возникающими при строительстве линии электропередачи, появляются проблемы эстетического воздействия этих линий на окружающую среду. Это воздействие связано с размерами (высотой) опор, их архитектурными формами, с окраской всех элементов линий.
Для лучшего визуально-эстетического восприятия рекомендуется: выбор опор, отвечающих требованиям промышленной эстетики и правильным архитектурным формам, естественное прикрытие (экранирование) в виде леса, холмов и др, маскировка (окраска) элементов линий для снижения их блеска, использование двухцепных опор или опор разной высоты.
Изъятие земель из землепользования. По нормам постоянному изъятию подлежат площадки под опорами и фундаментами. Размеры этих площадок равны основанию опоры плюс полоса земли шириной 2 м в каждую сторону. При опорах на оттяжках периметр их основания проходит через точки крепления оттяжек к фундаментам.
Кроме постоянного отвода земель производится временное изъятие волосы земли вдоль трассы линии на период строительства, которая затем входит в охранную зону ВЛ.
Стоимость изымаемой земли устанавливается по нормативам для отдельных районов страны и определяется как стоимость восстановления земли с аналогичными но плодородию характеристиками.
Строительство всех сетей напряжением 35 кВ и выше требует отвода земель под подстанции и опоры ВЛ в среднем 0,1—0,2 га на каждый 1 МВт прироста нагрузки. Строительство электростанции ведет к изъятию земель до 0,1 – 0,3 га/МВт и более.
Значительные площади занимают водохранилища, определяющие более чем на 90% размеры изымаемой из пользования земли под нее энергетические объекты.