Анализ электрических и магнитных полей ВЛ высокого напряжения

Рис. 11.12. Карты распределения уровнен напряженности электрическою поля по высоте нал поверхностью земли в поперечном сечении одноцепнои ВЛ 220 кН при отсутствии (а) или наличии (6) здании на расстояния 25 м от оси ВЛ

поля вблизи основания стены значительно снижается по сравнению со значениями, полученными для тех же самых точек про­странства при отсутствии стены. По мере удаления от земли ситуация изменяется и напряженности вблизи стены на высоте более 15 м становятся заметно выше значе­ний, полученных при отсутствии стены. Так, например, для двухцепной ВЛ при отсутствии стены на расстоянии 25 м от ее оси значения напряженности поля не пре­вышают 500 В/м ни в одной точке (рис. 11.11, а), а при наличии стены напря­женность достигает значений 500—1000 В/м на высоте от 20 до 34 м (рис. 11.11, б). Для одноцепнои ВЛ при отсутствии стены на расстоянии 25 м от ее оси значения напряжен­ности поля лежат в диапазоне 500—1000 В/м на высоте от 0 до 17 м (рис. 11.12, а), при наличии стены напряженность достигает указанных значений на высоте 5—35 м (рис. 11.12, а).

Из сказанного следует, что максималь­ные значения напряженности электриче­ского поля у стен зданий, построенных вблизи ВЛ, заметно превышают значения, рассчитываемые в тех же точках простран­ства при отсутствии зданий. Отсюда выте-

кает необходимость учета наличия различ­ных строений вблизи проектируемых ВЛ при прокладке их трасс и определении ширины зон отчуждения. Это позволит добиться наиболее полного соответствия требованиям существующих нормативных документов, ограничивающих значения напряженности как для персонала, обслу­живающего ВЛ электропередачи, так и для населения,

Инструментом для такого анализа может служить разработанная программа Sky_EF 1.0. Строящиеся по результатам выполняемых с ее помощью расчетов карты уровней полей ВЛ позволяют на основании сопоставления с российскими или европейскими нормативами выделить зоны, безопасные при выполнении работ на ВЛ, или оценить допустимое время пребы­вания персонала в той или иной зоне как на поверхности земли, так и вблизи фазных проводов.

В результате расчетов выявлен ряд осо­бенностей структуры поля ВЛ 220 кВ. Показано, что значения напряженности поля непосредственно под двухцепной ВЛ зависят от порядка следования фаз в обоих цепях. При этом максимальные значения

404 Глава 11. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

достигаются при одинаковом порядке сле­дования фаз в правой и левой цепях, а минимальные — при противоположном порядке. Наибольшие значения напряжен­ности поля непосредственно под одноцеп-ной ВЛ существенно ниже максимальных значений напряженности, которые могут достигаться под двухцепной ВЛ. Наоборот, на удалении от осей линий значения напря­женности поля, создаваемого одноцепной ВЛ, существенно превосходят значения напряженности поля, создаваемого двух­цепной ВЛ. В результате зона отчуждения ВЛ, определяемая по напряженности элект­рического поля 1000 В/м, оказывается более широкой у одноцепной ВЛ, несмотря на то, что значения напряженности поля непосредственно под фазными проводами выше у двухцепной ВЛ.

Согласно выполненным расчетам мак­симальные значения напряженности элект­рического поля ВЛ 220 кВ в зависимости от конфигурации близки или несколько пре­вышают значение 2.44 кВ/м, установленное для населения европейскими нормативами ENV-50166, при котором требуется инфор­мирование о поле. Максимальные напря­женности магнитного поля ВЛ 220 кВ при расчетном токе 1 кА приблизительно в 4 раза ниже критического значения 63, 6 А/м по ENV-50166. Однако с ростом класса напряжения и соответствующим увеличе­нием токов, протекающих в проводах ВЛ, значения напряженности магнитного поля будут увеличиваться и могут приблизиться к нормированным.

Полученные результаты свидетель­ствуют о том. что разработанные численные методы и созданная на их основе программа Sky EF 1.0 позволяют составлять расчет­ные модели таких сложных электроэнерге­тических объектов, как ВЛ и ОРУ подстан­ций ВН, выполнять расчет трехмерного электрического и магнитного полей в тыся­чах расчетных точек вблизи объекта. На основе полученных данных строят карты уровней напряженности поля, на этих кар-

тах выделяют области, в которых значения напряженности поля превышают значения, установленные российскими или европей­скими нормативами. Полученные данные можно использовать при разработке новых и модернизации существующих энергообъ­ектов для оценки их влияния на персонал и население прилегающих районов.