Ảnh hưởng của điện từ trường tần số công nghiệp và biện pháp dự phòng

1.1. CÁC YẾU TỐ TÁC HẠI DO HỆ THỐNG

TRUYỀN TẢI ĐIỆN SIÊU CAO ÁP GÂY RA (tiếp)

Lưới điện đi tới các vùng lãnh thổ, các địa

phương, tại đó các máy biến áp lại giảm

điện áp xuống thành hạ áp để cung cấp

cho các hộ dùng điện. Trong thực tế lưới

điện cao áp lại hình thành mạng điện

phân phối, thường với điện áp từ 66kV trở

xuống và mạng điện truyền tải với điện áp

110kV trở lên, trong đó có cấp siêu cao

áp. Hiện nay trên thế giới hệ thống truyền

tải điện siêu cao áp đã có ở nhiều nước,

với các cấp điện áp như 330kV, 400 kV,

500 kV, 750-765 kV, 1000-1150-1200 kV.



1.1. CÁC YẾU TỐ TÁC HẠI DO HỆ THỐNG

TRUYỀN TẢI ĐIỆN SIÊU CAO ÁP GÂY RA (tiếp)

Các công trình nghiên cứu về vệ sinh an

toàn, môi trường thuộc hệ thống

truyền tải điện đã chỉ ra rằng các thiết

bị cao áp và siêu cao áp có thể gây

nên các yếu tố nguy hiểm và độc hại

đối với con người và sinh thái như sau:

- Trường điện từ tần số cực thấp.

- Điện thế cảm ứng tĩnh điện và cảm

ứng điện từ.

- Sự lan truyền điện thế trên nối đất

trạm và đường dây.

- Ảnh hưởng nhiễu kỹ thuật của trường

điện từ và vầng quang.

- Tiếng ồn, khí ôzôn.



1.1.1. Trường điện từ tần số cực thấp

(TĐT TSCT)

Ở không gian xung quanh các thiết bị và dây dẫn

điện tần số công nghiệp luôn luôn tồn tại trường

điện từ biến đổi với tần số bằng tần số của dòng

điện (60Hz ở Mỹ, 50Hz ở các nước khác còn lại).

Người ta phân loại các trường điện từ theo tần số

hay bước sóng của chúng. TĐT TSCT, ký hiệu là

ELF (Extremely Low Frequency), được định nghĩa

như sau:



1.1.1. Trường điện từ tần số cực thấp

(TĐT TSCT) (tiếp)

Như vậy, dù theo cách phân loại nào thì TĐT của các

nguồn điện công nghiệp, trong đó có hệ thống truyền tải

điện 500kV đều thuộc TĐT TSCT.

Do bước sóng quá dài, tại mọi điểm của không gian xung

quanh nguồn phát xạ, TĐT TSCT được xem xét riêng biệt

điện trường (E) và từ trường (H). Điện trường và từ

trường đều được biểu diễn bằng các vectơ theo 3 chiều

không gian. Cường độ điện trường đo bằng V/m. Cường

độ từ trường đo bằng T (Tesla) trong hệ SI, G (Gauss)

trong hệ CGSE hoặc A/m trong hệ CGSM.

1 T = 1 Wb/m2 = 104 G; 1 mG = 10-3 G = 10-7 T.

1 mG = 80 mA/m; 1 mT = 800mA/M

1 G = 80 A/m; 1 T = 800 A/m.



1.1.2. Ảnh hưởng nguy hiểm do hiện

tượng cảm ứng tĩnh điện



Khi một vật dẫn cách điện với mặt đất, (ví dụ các đường

dây thông tin, các đường dây dẫn điện trung thế, hạ

thế, các loại cáp, các kết cấu kim loại) nằm gần đường

dây hoặc thiết bị siêu cao áp thì trên vật đó sẽ xuất hiện

một điện thế. Hiện tượng đó gọi là cảm ứng tĩnh điện,

xảy ra ở chế độ làm việc bình thường. Giá trị của sức

điện động cảm ứng tĩnh điện phụ thuộc vào hình dạng,

kích thước và khoảng cáchấ của vật tới thiết bị và đường

dây siêu cao áp. Các kết quả nghiên cứu cho thấy sức

điện động cảm ứng trên một đoạn dây đi gần đường

điện 500kV có thể đạt giá trị từ hàng trăm V đến hàng

kV, thậm chí hàng chục kV, còn trên các kết cấu kim loại

trong trạm có thể từ 5 đến 10 kV và gây phóng điện

nguy hiểm, cần áp dụng các biện pháp dự phòng (Dolin

P.A., Manoilov V.E, Văn Đình An, 1994). Đối với con

người cũng có hiện tượng cảm ứng tĩnh điện.



1.1.3. Ảnh hưởng do cảm ứng điện từ

Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện khi trên

đường dây hay trạm biến thế xảy ra ngắn

mạch. Trong mạng điện 550kV, do dây trung

tính nối đất trực tiếp, điện trở bé, công suất

truyền tải lớn nên dòng điện ngắn mạch sẽ

rất lớn, tới 40kA (Xmirnov, 1991). Dòng

ngắn mạch lớn gây nên sức điện động cảm

ứng lớn. Ngoài ra sức điện động còn phụ

thuộc vào độ dài đoạn cáp hay đường dây đi

gần. Ví dụ trên một đoạn cáp dài 1km đi gần

đường dây 500kV, sức điện động cảm ứng

đạt hàng chục tới hàng trăm Vôn (14V –

830V, Văn Đình An, 1993).



1.1.3. Ảnh hưởng do cảm ứng điện từ

(tiếp)

Để tránh ảnh hưởng nguy hiểm do cảm

ứng điện từ nói trên các công trình và

con người cần phải ở xa đường dây tải

điện 500kV một khoảng cách đủ để giảm

mức cảm ứng, phải áp dụng các biện

pháp bảo vệ như che chắn, nối đất tốt

các kết cấu kim loại của công trình, đặt

thiết bị, biển cảnh báo, …



1.1.4. Ảnh hưởng do sự tăng điện thế

trên nối đất

Khi có ngắn mạch chạm đất trong trạm hay

trên đường dây cao thế và siêu cao thế, do

dòng ngắn mạch lớn nên điện thế trên nối

đất có giá trị cao từ 3-4 kV (ở trong trạm)

đến hàng chục kV (trên tuyến đường dây).

Sự tăng điện thế dẫn tới việc tăng điện áp

chạm (điện áp tiếp xúc) và điện áp bước.

Điện thế tăng khi có ngắn mạch còn dẫn tới

tăng điện thế trên các đoạn cáp, đường

dây, đường ống, các kết cấu kim loại dưới

đất do sự dẫn truyền hoặc cảm ứng.



1.1.4. Ảnh hưởng do sự tăng

điện thế trên nối đất

Các hiện tượng này đều có nguy cơ gây hại cho con người.

Kết quả tính toán cho thấy, khi có ngắn mạch một pha ở

trạm hay đường dây 500kV thì:

- Điện áp trên nối đất trong trạm từ 900kV đến 4500kV,

điện áp trên nối dát của đường dây từ 9kV đến 45 kV.

- Điện áp chạm 400-800 kV.

- Điện áp trên các kết cấu kim loại cách chỗ ngắn mạch

20m khoảng 4,5-6,8 kV, và 9kV nếu cách chỗ ngắn mạch

4-5 m.

Để phòng tránh các nguy hiểm do sự lan truyền điện thế,

phải nối dất trạm và các cột 500kV cũng nh ư các kết cấu

kim loại xung quanh thật tốt, lựa chọn d ưới nối đất hợp

lý để giảm điện áp chạm.



1.1.5. Ảnh hưởng nhiễu của trường điện

từ và vầng quang đến các thiết bị khác

Hiện tượng phóng điện vầng quang, phóng điện qua

các khe hở, phóng điện do tĩnh điện, do cảm ứng

điện từ là nguyên nhân gây nhiễu cho các thiết bị

vô tuyến điện tử, các thiết bị điều khiển, đo

lường, tín hiệu tính toán dùng trong trạm hoặc

gần đường dây 500kV.

Theo trích dẫn của Văn Đình An (1993), nhiễu vầng

quang ở mức cao nhất là 60-65dB, thường ở tần

số 30MHz. Nhiễu do phóng điện tĩnh điện ở các

thiết bị 400-500kV trung bình là 40-50 dB, cao

nhất là 100 dB, ở tần số 0,15-1000MHz. Nhiễu do

phóng điện qua các khe hở khoảng 60-65dB.



1.1.5. Ảnh hưởng nhiễu của trường điện

từ và vầng quang đến các thiết bị khác

(tiếp)

Tuy nhiên theo Xmirnov (1991) đường

dây 500kV ở Brazil trong mọi thời tiết

đều không gây nhiễu đáng kể cho máy

thu vô tuyến (khoảng 34-36 dB) ở

khoảng cách 35-50m từ trục đường dây.

Con người khi tới quá gần đường dây cao

áp hoặc thanh cái trong trạm sẽ bị

phóng điện vào cư thể, ở điều kiện môi

trường không khí bình thường chi tiêu

phóng điện chắc chắn là 30 kV/cm.