Расчет электрического поля воздушных линий

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА»

Предмет: «Экология»

«Электрическое поле и шум, создаваемые воздушными линиями электропередач высокого напряжения»

Вариант №____

Выполнил:

Студент группы:

А17-ЭТКз

________________

Преподаватель:

Пачурин Г.В

г. Нижний Новгород

2021г.

Цель работы:

- изучить влияние воздушных линий электропередач на окружающую среду,

- рассчитать напряжѐнность электрического поля и шум, создаваемые воздушными линиями электропередач,

- определить допустимые значения.

Краткие сведения из теории

Влияние воздушных линий электропередач на окружающую среду

Высокие темпы электрофикации страны приводят к быстрому росту протяжѐнности воздушных линий электропередач и повышению их номинальных напряжений – 220 кВ, 330 кВ, 500 кВ, 750 кВ.

По характеру воздействия на окружающую среду влияние высоковольтных линий (ВЛ) можно разделить на механическое и электромагнитное, необходимо также учитывать химическое загрязнение воздуха продуктами, возникающими при коронных разрядах, радио и телевизионные помехи, шум.

Просеки, подъездные пути, опоры ВЛ оказывают влияние на функционирование элементов экологических систем, изменяя ландшафтные, микроклиматические условия. Просека шириной более 200 м нередко становится непреодолимым препятствием для перемещения животных. В период миграции на просеках кормятся и отдыхают большие скопления птиц, но в местах массового перелета воздушные линии могут служить механической преградой.

Сооружение линий электропередач связано с отчуждением земель, что сказывается на сельском хозяйстве. Неупорядоченное расположение ВЛ нарушает целостность полей и кормовых угодий. Создаются помехи для обработки полей с воздуха, ограничивается применение агротехники. Воздушные линии проходят также и через лесные массивы, ценность которых определяется запасами древесины, лекарственных растений, охотопромысловых животных, ягод, грибов.

Основным специфическим фактором влияния ВЛ на окружающую среду является электромагнитное поле (ЭМП). Воздействие ЭМП на почву зависит от концентрации соединений железа и гумуса в самой почве. Электрическое поле вызывает поляризацию и структурную перестройку элементов почвы, влияет на процесс почвообразования. ЭМП может оказывать стимулирующее действие на интенсивность роста зелѐных растений на начальной стадии развития, затем действие ЭМП становится угнетающим.

Протяжѐнность ВЛ велика, и почти каждая из них пересекает ряд крупных и мелких рек и озѐр. ЭМП оказывает отпугивающее действие на

рыб, создавая электромагнитные плотины на пути миграции рыб и препятствуя нерестовому ходу.

При длительном пребывании человека в ЭМП (Е 10 кв/м) могут возникнуть неблагоприятные физиологические изменения, связанные с воздействием на нервную и сердечно-сосудистую систему (изменения давления, пульса, аритмия и т.д.). Эти явления исчезают через некоторое время после прекращения воздействия ЭМП.

Разработанные нормы, ограничивающие напряжѐнность электрического поля под воздушными линиями, приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Допустимая напряжѐнность электрического поля под ВЛ

Вид местности	Допустимая напряженность, кв/м
Труднодоступная местность	20
(болота, горы)
Ненаселѐнная местность	15
Пересечения с дорогами	10
Населѐнная местность	5
Жилые дома	1,5

Таблица 2 - Расстояния от крайних проводов ВЛ до ближайших зданий (санитарно - охранная зона)

Напряжение, кВ	Санитарно – охранная зона, м
220	25
330	30
500	30
750	40

Шум ВЛ вызывается коронным разрядом на проводах. Провода выбирают таким образом, чтобы напряжѐнность на поверхности провода не превосходила начальной напряжѐнности коронного разряда. Однако неровности на поверхности провода из-за механических повреждений (заусенцы, царапины), загрязнения (капли смазки, твѐрдые частицы), осадки (капли дождя, росы, снега, и т.д.) приводят к местному увеличению напряжѐнности электрического поля. В результате коронный разряд возникает на проводах ВЛ при напряжении меньшем, чем напряжение самостоятельного разряда на чистых неповреждѐнных проводах. Поэтому шум воздушных линий можно слышать и в хорошую погоду, но особенно он усиливается при дожде.

Расчет электрического поля воздушных линий

Рис.1 Расчѐтная схема электрического поля воздушных линий, где А, В, С – провода воздушной линии соответственно фаз А, В, С

Напряжѐнность электрического поля, создаваемого воздушными линиями на поверхности земли (рис.1) определяется по формуле 1:

(1)

E – напряжѐнность электрического поля, кв/м,

C – ѐмкость единицы длины линии, ф/м,

U – номинальное напряжение, кв,

- 8,85 * 10 ^-12 кл*н/м

H – высота подвеса провода, м,

D₀- расстояние между проводами, м

X–расстояние до расчѐтной точки,м.

Ёмкость единицы длины определяется по формуле:

C = (2)

d – диаметр провода, м.

Расчѐт шума воздушных линий

Допустимый уровень шума на территории, непосредственно прилегающей к жилым домам, составляет 45 дБА (СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки) .

Уровень звука на расстояние 100 м от крайней фазы в зависимости от напряжения поля на проводах определяется по формуле:

L=20 + 0,0111* Е_max+ 900*r + 15*lg n - 20 * lg B (3)

L – уровень звука, дБА,

Е_мах - действующее значение максимальной напряжѐнности на поверхности провода, кв/м,

r – радиус провода, м,

n – число проводов в фазе,

В – расстояние от крайней фазы, (В=100м).

Максимальная напряжѐнность на поверхности провода определяется по формуле:

E_max = (4)

Задание к работе

1) Рассчитать для заданного варианта (таблица 3) напряжѐнность электрического поля, создаваемого воздушной линией электропередач в точках с координатами X = 0, 10, 20, 30, 40, 50м. Сравнить полученные значения с допустимыми величинами (таблица 1).

Определить в какой местности можно продолжить данную линию электропередач. Построить график Е=f(x).

2) Рассчитать шум на расстоянии 100 м от крайней фазы воздушной линии. Сделать вывод о возможности прокладки ВЛ вблизи жилых зданий,

для которых допустимый уровень шума составляет 45 дБА (СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. )

Пример расчета

Исходные данные:

№	Напряжение	Сечение		Число	Расстояние	Высота
	U,кВ	провода, S,		проводов	между	подвеса
		мм	2	в фазе, n	фазами,	провода, Н,
		мм			Do, м	м
					Do, м	м
	330	330		1	11	20,5

Определим диаметр провода:

S= d=0,0204 r = 0,0102

Ёмкость единицы длины линии :

C = = = 7,9*10^-12 Ф/м

Напряжѐнность электрического поля :

Х= 0

= 27,1* = -0,6578

Результаты расчѐта приведены в таблице 2

Ширина охранной зоны при U = 330 кВ составляет 30 м.

Х = 10

= 27,1* = 0,9241

Х = 20

= 27,1* = 1,1382

Х = 30

= 27,1* = 0,2791

Х = 40

= 27,1* = 0,4254

Х = 50

= 27,1* = 0,2493

Таблица 3

X, м	E, кВ/м
0	-0,6578
10	0,9241
20	1,1382
30	0,2791
40	0,4254
50	0,2493

Рис.2 Зависимость напряженности электрического поля от расстояния

Вывод: На границе охранной зоны (30 м) напряжѐнность электрического поля ниже допустимой для жилой застройки. Следовательно, за пределами охранной зоны можно вести жилищное строительство.

Расчѐт шума.

E = = = 2715 кв/м

L=20 + 0,0111* Е_max+ 900*r + 15*lg n - 20 * lg B=

=20 + 0,0111* 2715+ 900*0,102 + 15*lg 1 - 20 * lg 100 = 6,50 дБ

Вывод: шум на расстоянии 100 м от ЛЭП 330 кВ составляет 6,50 дБА, что является ниже допустимого.

Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 307; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!