Μετρήσεις Ηλεκτρικών και Μαγνητικών πεδίων σε Υποσταθμούς Υψηλής Τάσης Ρεύματος
Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από Μετασχηματιστές Ισχύος Ηλεκτρικού Ρεύματος, Πυλώνες Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (υψηλής τάσης ηλεκτρικού ρεύματος – μεσαίας τάσης – χαμηλής τάσης)
Τα άρθρα είναι από έρευνες σχετικά με τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία μέσα σε μεγάλο κέντρο υψηλής τάσης ρεύματος που αποτελείται τόσο από περιοχές με υποσταθμούς ηλεκτρικού ρεύματος 400/150 kV όσο και υποσταθμούς 150/20 kV της ΔΕΗ. Τα αποτελέσματα προηγούμενων μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και υπολογισμών σε υποσταθμούς ρεύματος, που έγιναν από τους συγγραφείς αυτής της εργασίας ή άλλους ερευνητές, παρουσιάζονται πρώτα. Ακολουθούν τα βασικά δεδομένα που διακρίνουν το εξεταζόμενο κέντρο από τους υποσταθμούς ΔΕΗ που εξετάστηκαν προηγουμένως. Τα κύρια αποτελέσματα των μετρήσεων ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου στις περιοχές του προαναφερθέντος κέντρου υψηλής τάσης ρεύματος παρουσιάζονται σε σχετικά διαγράμματα. Στο τέλος, δίνονται τα γενικά συμπεράσματα που προκύπτουν από τη σύγκριση των μετρούμενων τιμών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων με τα σχετικά επίπεδα αναφοράς (όρια έκθεσης στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από υποσταθμούς ρεύματος, καλώδια υψηλής τάσης, μετασχηματιστές ΔΕΗ, πυλώνες ρεύματος μεσαίας και υψηλής τάσης – ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χαμηλής συχνότητας) που ισχύουν για την ασφαλή έκθεση του κοινού και των εργαζομένων, καθώς η σύγκριση με τα αποτελέσματα προηγούμενης έρευνας.
Αναστασία Σ. Σαφιγιάννη, Αναστάσιος I. Σπυριδόπουλος, Βασίλης Λ. Κανάς
Κατά τα τελευταία 30 χρόνια, οι ανησυχίες σχετικά με τις βιολογικές επιπτώσεις της έκθεσης σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία (EMFs) σε εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες (ELF) και ιδιαίτερα εκείνες που σχετίζονται με τη μετάδοση, διανομή και χρήση ηλεκτρικής ενέργειας, έχουν αυξηθεί σημαντικά. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (Π.Ο.Υ. – World Health Organisation WHO) δημοσίευσε το 2007 μελέτη που εξετάζει την επιστημονική βιβλιογραφία σχετικά με τις επιπτώσεις στην υγεία των προαναφερθέντων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων, η οποία ενημερώνει προηγούμενες μελέτες που έχουν εκδοθεί από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας. Αυτό το έγγραφο στοχεύει στην αξιολόγηση όλων των πιθανών κινδύνων για την ανθρώπινη υγεία και στην υποβολή συστάσεων σχετικά με κατάλληλα προστατευτικά μέτρα που καλύπτουν συχνότητες από 0 έως 100 kHz, αλλά με τη συντριπτική πλειοψηφία των μελετών που εξετάστηκαν να διεξάγονται στα 50/60 Hz ηλεκτρικό ρεύμα (50 Hz στην Ευρώπη – EU), (50 Hz στην Αμερική – USA).
Το ICNIRP – International Commission on Non–Ionizing Radiation Protection (Διεθνής Επιτροπή για την Προστασία από Μη Ιονίζουσες Ακτινοβολίες) το 2010 παρείχε οδηγίες για τον περιορισμό της έκθεσης σε Ηλεκτρομαγνητικές Ακτινοβολίες. Σύμφωνα με αυτές τις οδηγίες, τα επίπεδα αναφοράς (όρια ασφαλείας) για την ασφαλή γενική έκθεση του κοινού στις ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες και για τη συχνότητα των 50 Hz είναι:
- Για ισχύ ηλεκτρικού πεδίου,E < 5 kV m−1
- Για ισχύ μαγνητικού πεδίου,H < 100 A m−1
- Για πυκνότητα μαγνητικής ροής,B < 200 μT
Τα επίπεδα / όρια ασφαλούς επαγγελματικής έκθεσης στις Ηλεκτρομαγνητικές Ακτινοβολίες, (συχνότητα των 50 Hz – Χαμηλές Συχνότητες) είναι:
- Για ισχύ ηλεκτρικού πεδίου,E < 10 kV m−1
- Για ισχύ μαγνητικού πεδίου,H < 800 A m−1
- Για πυκνότητα μαγνητικής ροής,B < 1000 μT
Πολλές μελέτες συχνότητας ισχύος Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων EMF έχουν επικεντρωθεί σε τοποθεσίες σε κοντινή απόσταση από καλώδια μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος (Φιλιππόπουλος και Τσανάκας – 2005, Faria και Almeida – 2007, είναι πρόσφατες έρευνες σε αυτόν τον τομέα), αλλά υπάρχουν περιορισμένα δεδομένα για τα πεδία και αυτά σε υποσταθμούς ισχύος σε διάφορα επίπεδα τάσης.
Συγκεκριμένα, ο Καθ. Feero (1989) λαμβάνοντας μετρήσεις προφίλ μαγνητικού πεδίου γύρω από έναν συγκεκριμένο υποσταθμό ηλεκτρικού ρεύματος έχει επαληθεύσει ότι η προσθήκη ενός υποσταθμού κάτω από μια υπάρχουσα γραμμή μετάδοσης ηλεκτρικής ενέργειας δεν αυξάνει το μαγνητικό πεδίο πέρα από το όριο του υποσταθμού.
Ο Καθ. Hayashi κ.ά. (1992) υπολόγισαν μαγνητικά πεδία σε έναν υποσταθμό 187/66 kV για διάφορες τρέχουσες συνθήκες και τα περιέγραψαν ως προς τις γραφικές παραστάσεις.
Οι Daily και Dawalibi (1994) μέτρησαν και υπολόγισαν τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από έναν υποσταθμό διανομής, με βάση ένα μοντέλο υπολογιστή που λαμβάνει υπόψη τα ρεύματα στα συστήματα γείωσης, τα ουδέτερα τροφοδοτικά διανομής, τα καλώδια γείωσης και τα επαγόμενα ρεύματα σε δομές εξοπλισμού και βρόχους δίκτυου γείωσης.
Ο Καθ. Shun-Li (1999) χρησιμοποίησε μια ολοκληρωμένη μέθοδο προσέγγισης για μετρήσεις μαγνητικού πεδίου σε έναν υποσταθμό (με αέρια μόνωση) 69-kV SF6 στην Ταϊβάν. Ο Καθ. Salinas (1999 και το 2001) προτείνε θωράκιση για έναν δευτερεύοντα υποσταθμό εντός της Σουηδίας προκειμένου να μετριαστεί το μαγνητικό πεδίο. Αυτή η θωράκιση μειώνει σημαντικά τις τιμές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σε σύγκριση με τις τιμές που μετρώνται πριν από την εγκατάσταση θωράκισης. Πρέπει, ωστόσο, να επισημάνουμε ότι αυτές οι τιμές είναι ήδη, κατά πολύ, κάτω από τα αποδεκτά όρια ασφαλούς έκθεσης σήμερα για ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες.
Ο Καθ. Hong (2006) έδωσε μια μακροχρόνια (1 έτος) ανάλυση μέτρησης και παλινδρόμησης μαγνητικών πεδίων για τέσσερις πρωτογενείς υποσταθμούς στην Ταϊπέι της Ταϊβάν. Ο Καθ. Nikolovski (2009) παρουσίασε τα αποτελέσματα μετρήσεων και υπολογισμών των Ηλεκτρομαγνητικών Ακτινοβολιών EMF σύνθετων ράβδων διαύλου, μετασχηματιστών και δομών γραμμής μετάδοσης στο σταθμό μετασχηματιστή 400/110 kV στο Ernestinovo. Ο Καθ. Visan (2009) αξιολόγησε τα πρώτα αποτελέσματα των μετρήσεων EMF, που πραγματοποιήθηκαν σε υποσταθμούς πολύ υψηλής τάσης που ανήκουν στο εθνικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας της Ρουμανίας, σύμφωνα με τις σχετικές οδηγίες της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Και στα δύο αυτά papers, οι προκύπτουσες τιμές έντασης ηλεκτρικού πεδίου υπερβαίνουν σε πολλές περιοχές το επίπεδο αναφοράς για ασφαλή επαγγελματική έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες, ενώ οι τιμές πυκνότητας μαγνητικού πεδίου παραμένουν <100 μT, το οποίο είναι το προηγουμένως αποδεκτό επίπεδο αναφοράς, σε ολόκληρη την εξεταζόμενη περιοχή.
O Καθ. Παρασκευόπουλος και οι συνάδελφοι του (2009) παρουσίασαν τιμές μετρήσεων μαγνητικής επαγωγής σε διάφορα κέντρα υψηλής τάσης ηλεκτρικού ρεύματος 150/20 kV του Ελληνικού δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Οι μετρούμενες τιμές είναι χαμηλότερες από τα διεθνώς αποδεκτά όρια αναφοράς. Ο Καθ. Joseph (2009) υποστήριξε ότι οι μετρούμενες τιμές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων EMF στη γύρω περιοχή δύο υποσταθμών 150–36 / 11 kV στο Βέλγιο, για διαφορετικά ύψη πάνω από το έδαφος, είναι πολύ χαμηλότερες από τα ασφαλή γενικά όρια έκθεσης του κοινού στις ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες. Ο Καθ. Korpinen (2011) μέτρησε την επαγγελματική έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες EMFs κατά τη διάρκεια διαφόρων εργασιών σε μεταγωγές και μετασχηματισμό σταθμών 110 kV (σε ορισμένες περιπτώσεις 20 kV).
Οι κύριοι στόχοι της ερευνητικής ομάδας, στην οποία ανήκουν οι συγγραφείς της παρούσας μελέτης, είναι η διερεύνηση Ηλεκτρικών Πεδίων ELF και Μαγνητικών Πεδίων EMF σε υποσταθμούς ισχύος ηλεκτρικού ρεύματος σε διάφορα ονομαστικά επίπεδα τάσης και σχετικές πληροφορίες για το δημόσιο και το εργατικό προσωπικό του υποσταθμού. Για το λόγο αυτό, εξετάστηκαν συστηματικά αρκετοί τυποποιημένοι υποσταθμοί τροφοδοσίας που είναι εγκατεστημένοι στο Ελληνικό ηλεκτρικό δίκτυο διανομής και στο Κυπριακό. Συγκεκριμένα, τα αποτελέσματα των μετρήσεων Ηλεκτρικών Πεδίων ELF και Μαγνητικών Πεδίων EMF σε:
– πολλούς εσωτερικούς υποσταθμούς διανομής ισχύος 20 / 0,4 kV στην Ελλάδα,
– έναν εσωτερικό υποσταθμό ηλεκτρικής ισχύος 132 / 11,5 kV στην Κύπρο και
– έναν υπαίθριο υποσταθμό ηλεκτρικής ισχύος 150/20 kV στην Ελλάδα
αξιολογούνται από τους Σαφιγιάννη και Τσομπανίδου (2005); Σαφιγιάννη και Κωστοπούλου (2007), Σαφιγιάννη και Τσομπανίδου (2009), αντίστοιχα. Τόσο οι μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας όσο και η επεξεργασία των σχετικών αποτελεσμάτων δείχνουν ότι τα μεγέθη των μετρημένων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στους υποσταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας, εμπίπτουν εντός των συνιστόμενων και διεθνώς αναγνωρισμένων ανώτατων ορίων και οδηγιών όσο αφορά την ανθρώπινη έκθεση στις ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες χαμηλών συχνοτήτων.
Αυτή η εργασία επεκτείνει και ολοκληρώνει την προηγούμενη ερευνητική εργασία των συγγραφέων που σχετίζονται με Ηλεκτρικά Πεδία ELF και Μαγνητικά Πεδία EMF στους υποσταθμούς ισχύος εξετάζοντας αυτά τα πεδία στην περιοχή ενός κέντρου υψηλής τάσης ηλεκτρικού ρεύματος. Η κύρια διαφορά από προηγούμενες σχετικές εργασίες (που δημοσιεύθηκαν από τους συγγραφείς ή άλλους) είναι η μεγάλη περιοχή του εξεταζόμενου κέντρου μαζί με την περίπλοκη δομή του (τέσσερις μετασχηματιστές ισχύος ηλεκτρικού ρεύματος και αύτο-μετασχηματιστές, εξοπλισμός που λειτουργεί σε πέντε ονομαστικά επίπεδα ηλεκτρικής τάσης, 20 γραμμές μετάδοσης υψηλής τάσης φτάνουν στον υποσταθμό ή αναχωρούν από αυτόν).
Η προσομοίωση ενός τέτοιου κέντρου είναι σχεδόν αδύνατη σε αντίθεση με την προσομοίωση μιας γραμμής μετάδοσης. Έτσι, οι μετρήσεις φαίνεται να είναι η μόνη προσέγγιση για την εκτίμηση των προβλημάτων που αφορούν κυρίως την επαγγελματική έκθεση σε Ηλεκτρικά Πεδία ELF και Μαγνητικά Πεδία EMF του κέντρου διανομής ηλεκτρικού ρεύματος.
Το έγγραφο έχει την ακόλουθη δομή: πρώτον, δίνονται βασικά τοπογραφικά και τεχνικά δεδομένα. Στη συνέχεια, τα κύρια αποτελέσματα των μετρήσεων Ηλεκτρομαγνητικών πεδίων παρουσιάζονται σε σχετικά διαγράμματα. Αυτά τα αποτελέσματα αξιολογούνται σύμφωνα με προηγούμενα ερευνητικά αποτελέσματα και παρατίθενται γενικά αποδεκτές οδηγίες και συμπεράσματα σχετικά με την ασφαλή δημόσια και επαγγελματική έκθεση σε αυτούς τους τομείς.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΘΕΜΑΤΟΣ
Στην Ελλάδα, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται στους κύριους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής μεταδίδεται στα κύρια κέντρα κατανάλωσης μέσω γραμμών μεταφοράς Υψηλής Τάσης 400 kV. Το ίδιο επίπεδο τάσης χρησιμοποιείται επίσης για διασύνδεση με γειτονικές χώρες. Οι γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος 400 kV εισέρχονται σε κέντρα υψηλής τάσης, όπου η ηλεκτρική ισχύς μετατρέπεται σε επίπεδο τάσης 150 kV (Μεσαία Τάση), προκειμένου να μεταδοθεί περαιτέρω μέσω σχετικών γραμμών μετάδοσης ρεύματος στις διάφορες γεωγραφικές περιοχές της χώρας. Όλο το Ελληνικό δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας ανήκει στη Δημόσια Επιχείρηση Ηλεκτρισμού (ΔΕΗ).
Ένα από τα προαναφερθέντα κέντρα υψηλής τάσης ηλεκτρικού ρεύματος επιλέχθηκε για τις μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων EMF αυτού της μελέτης (paper). Αυτό το κέντρο κατασκευάστηκε πρόσφατα και βρίσκεται στη Βόρεια Ελλάδα, στην περιοχή των Φιλίππων. Ένα σχέδιο κάτοψης της κεντρικής περιοχής σε κλίμακα 1: 2500 δίνεται στο Σχ. 1. Το κέντρο αποτελείται από δύο ανεξάρτητες περιοχές: την περιοχή επιπλέον υψηλής τάσης (EHVA) και την περιοχή υψηλής τάσης (HVA) που διαχωρίζονται από μια τάφρο άρδευσης. . Η συνολική του έκταση είναι περίπου 150.000 m2.
Γράφημα 1.
Κάτοψη του κέντρου υψηλής τάσης ΔΕΗ
Δύο γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος 400 kV, L1 και L2, εισέρχονται στην περιοχή Α1 του EHVA που φθάνει από τη Θεσσαλονίκη. Η περιοχή Α2 είναι το πεδίο λειτουργίας (περιοχή για διακόπτες). Η περιοχή Α3 διαθέτει δύο διακόπτες ισχύος SF6 και εξοπλισμό προστασίας των εγκαταστάσεων από κεραυνούς. Δύο πανομοιότυποι αύτο-μετασχηματιστές ηλεκτρικού ρεύματος είναι εγκατεστημένοι στην περιοχή Α4. Κάθε μετασχηματιστής έχει ονομαστική ισχύ 280 MVA και ονομαστική τάση ηλεκτρικού ρεύματος 400 / 150 kV. Έχουν επίσης τριτογενή περιέλιξη με ονομαστική ισχύ ηλεκτρικού ρεύματος 60 MVA και ονομαστική τάση 30 kV. Αυτή η περιέλιξη τροφοδοτεί αντιδραστήρες και βοηθητικούς μετασχηματιστές, οι οποίοι υποστηρίζουν τις τοπικές λειτουργίες του κέντρου ηλεκτρικής ενέργειας.
Δύο γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος 400 kV, L3 και L4, αναχωρούν από αυτήν την περιοχή, οι οποίες συνδέουν τα Ελληνικά και Τουρκικά συστήματα ηλεκτρικής ισχύος. Δύο άλλες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος 150 kV, L5 και L6, αναχωρούν από την ίδια περιοχή και εισέρχονται στο γειτονικό HVA στην περιοχή A7. Στην ίδια περιοχή, άλλες οκτώ γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος 150 kV συνδέονται με διακόπτες ισχύος SF6. Με αυτές τις γραμμές, η ηλεκτρική ενέργεια είτε εισέρχεται στο κέντρο από γειτονικές υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις είτε μεταδίδεται στην ευρύτερη γεωγραφική περιοχή που περιβάλλει το κέντρο.
Η περιοχή Α6 του HVA αποτελεί το πεδίο λειτουργίας του (περιοχή για διακόπτες κυκλώματος) με μεταφορείς 150 kV, δύο εκ των οποίων είναι ενεργοί με ένα τρίτο να λειτουργεί ως στάση. Δύο πανομοιότυποι μετασχηματιστές ισχύος ηλεκτρισμού είναι εγκατεστημένοι στην περιοχή Α5 του HVA. Κάθε ηλεκτρικός μετασχηματιστής έχει ονομαστική ισχύ τάσης 40 (50) MVA / ONAN (ONAF), ονομαστική τάση 150/20 kV και τροφοδοτούν μεσαία ισχύ ηλεκτρικής τάσης στο δίκτυο διανομής ηλεκτρισμού της γεωγραφικής περιοχής που περιβάλλει το κέντρο υψηλής τάσης. Έξι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος 150 kV που εισέρχονται ή εξέρχονται από το κέντρο συνδέονται επίσης στην περιοχή A5 με διακόπτες ισχύος SF6.
Το κτίριο Α8 είναι ο θάλαμος ελέγχου, όπου το προσωπικό της ΔΕΗ επιβλέπει τις αυτόματες λειτουργίες ολόκληρου του κέντρου ή εκτελεί χειροκίνητες λειτουργίες, όπου αυτό είναι απαραίτητο.
Το κτίριο Α9 έχει διακόπτες ισχύος μέσης τάσης, 20 kV. Οι αναχωρήσεις μέσης τάσης είναι υπόγεια καλώδια εντός της κεντρικής περιοχής και συνεχίζονται ως εναέριες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρισμού έξω από το κέντρο.
Υπάρχει ένας φράκτης που εμποδίζει τους ανθρώπους να έχουν πρόσβαση στο κέντρο από τη γύρω περιοχή, όπου υπάρχουν μόνο χωράφια.
Όπως είναι προφανές από την παραπάνω περιγραφή και από την κάτοψη του Σχ. 1, το κέντρο υψηλής τάσης στους Φίλιππους είναι μεγαλύτερο, με πολύ διαφορετική δομή, και είναι πιο περίπλοκο από τους ηλεκτρικούς υποσταθμούς που εξετάστηκαν σε προηγούμενα έργα από τους συγγραφείς αυτής της εργασίας ή άλλους
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ EMF
Το όργανο που χρησιμοποιείται για τις μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικών πεδίων EMF είναι ένας αναλυτής EFA-3 που κατασκευάστηκε από την εταιρεία Wandel και Goltermann. Το ίδιο όργανο μετρήσεων χρησιμοποιήθηκε από τους Καθ. Σαφιγιάννη και Τσοπανίδου (2005), όπου δίδονται τα χαρακτηριστικά του. Κατά τη διάρκεια των μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, το μέσο φορτίο (φαινόμενη ισχύς) καθενός από τους δύο αυτομετασχηματιστές στον EHVA ήταν ∼43 MVA. Οι σχετικές τιμές για τους μετασχηματιστές του HVA ήταν:
– για τον μετασχηματιστή T1 ∼8 MVA και
– για τον- μετασχηματιστή T2 ∼16 MVA.
Η αρχική πρόθεση ήταν να λαμβάνονται μετρήσεις κάθε 10μ (οριζόντια και κάθετα), εντός του εύρους συχνοτήτων και για τρία διαφορετικά ύψη: ύψος κεφαλής (1,80μ), ύψος μέσης (1μ) και επιφάνεια του εδάφους. Ωστόσο, ενδεικτικές μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στην κεντρική περιοχή που είναι πολύ μεγάλη, έδειξαν ότι δεν υπάρχει σοβαρή διαφοροποίηση με το ύψος της μέτρησης, υπάρχουν περιοχές με σχεδόν σταθερές τιμές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και το στοιχείο 50 Hz είναι κυρίαρχο καθιστώντας τα αρμονικά στοιχεία αμελητέα, όπως ο Καθ. Joseph και οι συνεργάτες του στην έρευνα τους (2009) επισημαίνουν επίσης. Έτσι, τελικά, πραγματοποιήθηκαν 150 μετρήσεις μαγνητικού πεδίου και 80 ηλεκτρικού πεδίου σε ολόκληρη την κεντρική περιοχή και σε ύψος μέσης (1 m).
Η μέγιστη μετρημένη τιμή πυκνότητας μαγνητικής ροής (μέση τιμή τετραγωνικής ρίζας σε μT) ήταν ίση με 700 μT. Αυτή η τιμή μετρήθηκε στην έξοδο μέσης τάσης του μετασχηματιστή Τ2 στο HVA, που σημειώθηκε ως Β2 στο Σχ. 1 και, παρά το ότι είναι υψηλό, δεν υπερβαίνει το επίπεδο αναφοράς για ασφαλή επαγγελματική έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες. Ταυτόχρονα, η τιμή πυκνότητας μαγνητικής ροής που μετρήθηκε στην έξοδο μέσης τάσης του μετασχηματιστή Τ1 ήταν ίση με 350 μT. Αυτή η τιμή είναι η μισή τιμή που μετράται στην ίδια σχετική θέση κοντά στον μετασχηματιστή Τ2 και η ίδια σχέση ισχύει και μεταξύ των φορτίων αυτών των μετασχηματιστών ηλεκτρικής τάσης. Αυτή η παρατήρηση επιβεβαιώνει το γεγονός ότι η σχέση μεταξύ του ηλεκτρικού ρεύματος I (ή, ισοδύναμα, του φορτίου S, δεδομένου ότι , με U την τάση γραμμής προς γραμμή) και οι τιμές πυκνότητας μαγνητικής ροής είναι γραμμικές, όπως ορίζει ο νόμος του Biot-Savart και επίσης επισημαίνουν οι Καθ. Joseph (2009), Σαφιγιάννη και Τσομπανίδου (2005), Σαφιγιάννη και Τσομπανίδου (2009). Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι το μέσο φορτίο του μετασχηματιστή ηλεκτρικού ρεύματος Τ2 ήταν ∼16 MVA κατά την περίοδο μέτρησης, η σχέση του με το ονομαστικό φορτίο μετασχηματιστή (50 MVA) είναι . ∼ 0,32. Επομένως, η μέγιστη μετρούμενη τιμή πυκνότητας μαγνητικής ροής που παρεκτείνεται στην ονομαστική ισχύ του μετασχηματιστή είναι περίπου ίση με 2200 μT, η οποία υπερβαίνει το όριο για ασφαλή επαγγελματική έκθεση. Η μέγιστη τιμή πυκνότητας μαγνητικής ροής που μετρήθηκε στο EHVA ήταν ίση με 26 μT, στη θέση Β1 του Σχ. 1.
Τα διαγράμματα δίνονται στην εικόνα 2 που δείχνουν χάρτες περιγράμματος και επιφάνειας για την πυκνότητα μαγνητικής ροής στο μέσο ύψος σε ολόκληρη την κεντρική περιοχή. Τα διαγράμματα του Σχ. 2 θα αξιολογηθούν λαμβάνοντας υπόψη τα επίπεδα αναφοράς για ασφαλή επαγγελματική/εργασιακή έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες, επειδή μόνο οι τεχνικοί της ΔΕΗ μπορούν να εισέλθουν στην κεντρική περιοχή. Απαγορεύεται η πρόσβαση στο κοινό. Από το Σχ. 2, είναι προφανές ότι υπάρχουν υψηλές τιμές πυκνότητας μαγνητικής ροής που μετρώνται στην έξοδο μέσης τάσης των μετασχηματιστών, οι οποίες, ωστόσο, δεν υπερβαίνουν το όριο ασφαλούς επαγγελματικής έκθεσης. Πρέπει επίσης να επισημανθεί ότι αυτές οι υψηλές τιμές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας καταγράφονται πολύ κοντά στα καλώδια μέσης τάσης ηλεκτρικού ρεύματος, τα οποία βρίσκονται μέσα σε προστατευτικό κιγκλίδωμα που εμποδίζει την άμεση επαφή και μειώνονται σημαντικά (σε ∼10 μT) σε απόσταση μόλις 0,5 m από το καλώδια. Οι μετρημένες τιμές πυκνότητας μαγνητικής ροής μέσα στο θάλαμο ελέγχου, κτίριο Α8. το δωμάτιο με τους διακόπτες ισχύος μέσης τάσης, κτίριο Α9. και στη ζώνη δακτυλίου είναι πολύ κάτω από τα ασφαλή όρια έκθεσης για το κοινό και το εργατικό δυναμικό (κυμαίνονται μεταξύ 1 και 10 μT).
Κατανομή πυκνότητας μαγνητικής ροής σε ολόκληρη την κεντρική περιοχή υψηλής τάσης
Εκτός από την πυκνότητα μαγνητικής ροής, η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου μετρήθηκε στην κεντρική περιοχή υψηλής τάσης. Ο αισθητήρας του οργάνου μέτρησης ηλεκτρικού πεδίου τοποθετήθηκε στις θέσεις μέτρησης και συνδέθηκε με το κύριο όργανο με καλώδιο οπτικών ινών 10 m. Αυτή η σύνδεση και η απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και του κύριου οργάνου ήταν απαραίτητα για να διασφαλιστεί ότι η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου δεν θα διαταραχθεί από την παρουσία ατόμων.
Η μέγιστη τιμή ισχύος ηλεκτρικού πεδίου μετρήθηκε στο EHVA, στην περιοχή Α2 και στη θέση που σημειώθηκε ως Ε1 στο Σχ. 1. Ήταν ίσο με 21,25 kV m − 1 και επομένως υψηλότερο από το όριο ασφαλούς επαγγελματικής έκθεσης σε ακτινοβολίες. Σε πολλές άλλες θέσεις μέσα στο EHVA, που φαίνεται από την διακεκομμένη γραμμή στο Σχ. 1, μετρήθηκαν τιμές ισχύος ηλεκτρικού πεδίου υψηλότερες από το παραπάνω όριο ασφάλειας. Τα διαγράμματα δίδονται στο Σχ. 3, που δείχνουν χάρτες περιγράμματος και επιφάνειας για την ισχύ του ηλεκτρικού πεδίου σε ολόκληρη την περιοχή. Συγκεκριμένα, αυτά τα διαγράμματα δείχνουν μια μικρή περίσσεια του ασφαλούς ορίου έκθεσης στην περιοχή Α1 κάτω από την ενεργή γραμμή L2 και μια μεγαλύτερη περίσσεια σε αρκετές θέσεις της περιοχής Α2 όπου οι φάσεις πλησιάζουν στο έδαφος (το ύψος ανάρτησης τους είναι μειωμένο) προκειμένου να είναι συνδεδεμένο με τους διακόπτες κυκλώματος. Οι μετρηθείσες τιμές ισχύος ηλεκτρικού πεδίου είναι κάτω από το επίπεδο αναφοράς για ασφαλή επαγγελματική έκθεση στην ακτινοβολία στις περιοχές A3, A4 και πολύ κάτω από αυτό το επίπεδο κατά μήκος των διαδρόμων και του φράχτη. Η μέγιστη τιμή ισχύος ηλεκτρικού πεδίου που μετρήθηκε στο HVA ήταν ίση με 6,59 kV m − 1, στη E1 στο Σχ. 1.
Κατανομή ισχύος ηλεκτρικού πεδίου εντός της περιοχής υψηλής τάσης.
ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ
Αυτό το έγγραφο εξετάζει τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία μέσα σε ένα κέντρο υψηλής τάσης ηλεκτρικής ενέργειας, που αποτελείται από δύο ξεχωριστές περιοχές, μια επιπλέον περιοχή υψηλής τάσης και μια περιοχή υψηλής τάσης. Τα βασικά αποτελέσματα είναι:
- Οι μετρημένες τιμές πυκνότητας μαγνητικής ροής είναι κατά πολύ χαμηλότερες από το επίπεδο αναφοράς (όρια ασφαλείας) για ασφαλή έκθεση στο κοινό και στην εργασία σε ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες (ηλεκτρομαγνητικά πεδία). Δεν παρατηρήθηκε σοβαρή διαφοροποίηση σε αυτές τις τιμές σε σχέση με το ύψος της μέτρησης των ηλεκτρομαγνητικών ακτινοβολιών, ενώ το εξάρτημα 50-Hz ήταν κυρίαρχο καθιστώντας τα αρμονικά εξαρτήματα αμελητέα. Μόνο σε μία θέση, μέσα στο HVA, σε άμεση επαφή με καλώδια στην έξοδο μέσης τάσης του μετασχηματιστή ηλεκτρικού ρεύματος, υπάρχει υψηλή τιμή πυκνότητας μαγνητικής ροής, αλλά, σε κάθε περίπτωση, χαμηλότερη από το επίπεδο αναφοράς για ασφαλή επαγγελματική έκθεση. Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι οι μετρημένες τιμές πυκνότητας μαγνητικής ροής είναι πολύ μικρές στην αίθουσα εποπτείας, όπου λειτουργούν οι επόπτες του υποσταθμού και στη ζώνη δακτυλίου, όπου έχει πρόσβαση το κοινό.
- Οι μετρηθείσες τιμές ισχύος ηλεκτρικού πεδίου υπερβαίνουν το επίπεδο αναφοράς για ασφαλή επαγγελματική έκθεση σε διάφορες θέσεις του EHVA, όπου είναι εγκατεστημένος ο εξοπλισμός 400-kV. Αυτές οι τιμές μειώνονται σημαντικά με την απόσταση και είναι χαμηλότερες από τα αποδεκτά όρια στις θέσεις πρόσβασης των τεχνικών της ΔΕΗ (στους διαδρόμους του κέντρου) και πολύ κάτω από το επίπεδο αναφοράς για ασφαλή έκθεση του κοινού στη ζώνη δακτυλίου έξω από τον κεντρικό φράχτη, όπου το κοινό έχει πρόσβαση. Στην περίπτωση εργασιών επισκευής ή συντήρησης, οι τεχνικοί της ΔΕΗ παραμένουν εντός της περιοχής εξαιρετικά υψηλής τάσης του κέντρου για σύντομα χρονικά διαστήματα, ενώ ταυτόχρονα, οι γραμμές είναι συνήθως εκτός λειτουργίας και επομένως οι τιμές ισχύος του ηλεκτρικού πεδίου είναι χαμηλές και επομένως δεν είναι επικίνδυνα.
Η σύγκριση των τελικών αποτελεσμάτων με προηγούμενες σχετικές ερευνητικές εργασίες δείχνει ότι σύμφωνα με τις μετρηθείσες τιμές πυκνότητας μαγνητικής ροής, είναι συνεπείς με εκείνες που περιγράφονται από τους Σαφιγιάννη και Τσοπανίδου (2005), Σαφιγιάννη και Κωστοπούλου (2007), Joseph (2009), Nikolovski (2009), Παρασκευόπουλος (2009), Visan (2009). Οι τιμές των μετρήσεων της ακτινοβολίας των ηλεκτρικών πεδίων και των μαγνητικών πεδίων είναι ουσιαστικά εντός των αναγνωρισμένων κατευθυντήριων γραμμών και ορίων, γεγονός που υποδηλώνει ότι δεν είναι επικίνδυνες και επομένως δεν προκαλούν ανησυχία στο κοινό ή στο εργατικό δυναμικό. Σύμφωνα με τις μετρηθείσες τιμές ισχύος ηλεκτρικού πεδίου, αυτές υπερβαίνουν το επίπεδο αναφοράς για ασφαλή επαγγελματική έκθεση σε διάφορες θέσεις εντός της περιοχής υπέρ υψηλής τάσης του κέντρου, (όπως επίσης και ο Καθ. Nikolovski (2009), ο Καθ. Visan (2009) βρήκαν), λόγω του αυξημένου επιπέδου τάσης (400 kV) σε σύγκριση με τους Σαφιγιάννη και Τσομπανίδου (2005), Σαφιγιάννη και Κωστοπούλου (2007), Σαφιγιάννη και Τσομπανίδου (2009). Οι εργαζόμενοι πρέπει να ενημερώνονται σχετικά με αυτήν τη πιθανότητα και η διοίκηση πρέπει να θεσπίσει προστατευτικά μέτρα για να αποτρέψει αυτό να συμβεί. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να δημιουργηθεί ένα πρόγραμμα «κλειδώματος / ετικέτας» για την προστασία των εργαζομένων κατά την εκτέλεση επισκευών στις περιοχές όπου το ηλεκτρικό πεδίο είναι υπερβολικό. Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι έξω από τον κεντρικό φράχτη οι μετρημένες τιμές ισχύος του ηλεκτρικού πεδίου είναι πολύ κάτω από το επίπεδο αναφοράς για ασφαλή έκθεση του κοινού.
Οι συγγραφείς θα ήθελαν να ευχαριστήσουν τον Διευθυντή Μεταφοράς Ισχύος της Ελληνικής Δημόσιας Εταιρείας Ηλεκτρικής Ενέργειας, ο οποίος τους έδωσε πρόσβαση στο κέντρο υψηλής τάσης (Φίλιπποι), καθώς και στο προσωπικό του κέντρου, που τους βοήθησε ουσιαστικά κατά τη διαδικασία μέτρησης.
Αναστασία Σ. Σαφιγιάννη,
Αναστάσιος I. Σπυριδόπουλος,
Βασίλης Λ. Κανάς
