В этом материале мы рассмотрим особенности электросмога, формируемого электротранспортом. Уточним, что к электротранспорту относится весь транспорт кроме гужевого, а не только тот, который приводится в движение электродвигателями. Сегодня любой легковой автомобиль напичкан электропроводами, не говоря уже о кабинах машинистов и пилотов.
Известно, что машинисты электропоездов занимают первое место по уровню смертности от сердечно-сосудистых заболеваний —инфаркта миокарда и инсульта, причем больше страдают машинисты локомотивов, чем пригородных поездов и городского наземного транспорта. Сердечно-сосудистые заболевания также считаются профессиональными у летчиков, и у водителей городского электротранспорта.
Справедливости ради надо сказать, что для этих профессий характерен и ряд других болезней, скорее всего не связанных с электросмогом, да и сердечно-сосудистые проблемы, скорее всего, связаны не только с электросмогом. Сам электросмог тоже имеет сложную пи природу и наблюдается в широкой полосе частот. Известно, например, что трамваи и троллейбусы могут создавать помехи спутниковому приему Ku диапазона, хотя основная составляющая электросмога вокруг их путей генерируется линями питания, работающих от постоянного тока.
Магнитные поля от линий электротранспорта
Для линий электротранспорта справедливы те же законы физики, что и для ЛЭП (подробнее смотрите в др. нашем материале по ссылке). Работая под постоянным напряжением, они генерируют постоянный же уровень электрического поля. А вот протекающий по ним ток зависит от количества электротранспорта на участке, обслуживаемом тяговой подстанцией, загрузки вагонов, особенностей ландшафта и, главное, текущего режима передвижения. Старт транспортного средства сопровождается всплеском потребления мощности, а при торможении они, напротив, сами генерируют электричество, направляемое к тяговой подстанции. В результате меняется и уровень магнитной индукции. Скачкообразные изменения магнитного поля происходят и при встрече с транспортом на соседних путях. Поэтому уровень магнитного поля вокруг линий электротранспорта непрерывно меняется, причем в очень большом диапазоне.
Суточные колебания магнитного поля вокруг железнодорожной линии.
Вторая особенность линий электротранспорта по сравнению с линиями электропередач заключается в наличии только двух проводов. Если линии электропередач работают по трехфазной схеме, то транспортные линии имеют один питающий провод и один обратный провод (для возврата тока к источнику). В линиях рельсового транспорта обратный провод подключен к рельсам, а в троллейбусных — это один из проводов, к которым подключаются его штанги. В в линиях электропоездов и в меньшей мере в трамвайных линиях, часть обратного тока возвращается к источнику не по проводу, а через землю.
Направление токов в линии питания электропоездов.
Такие токи, самостоятельно прокладывающие себе путь, называются блуждающими. В трамвайных линиях блуждающие токи по дороге иногда задевают канализационные трубы и кабели и могут привести к их коррозии.
Таким образом пути прохождения токов в рельсовых линиях оказываются на значительном расстоянии друг от друга и создаваемой этими токами магнитные поля друг друга практически не компенсируют. Магнитное поле вокруг рельсовой линии выглядит как труба, частично зарытая в землю. Такая, как изображена на картинке ниже справа.
Магнитное поле вокруг рельсовой линии выглядит как труба, частично зарытая в землю.
На троллейбусных линиях обратный ток протекает по одному их проводов. Поэтому магнитное поле, формируемое троллейбусное линией, более узкое и в основном сконцентрировано под и над проводами. Однако в этой полосе регистрируются более сильные поля, чем на трамвайных линиях. И так как система питания троллейбуса изолирована от земли, то лучше не касаться его корпуса при посадке. При случайной утечке тока на корпус можно оказаться в роли заземлителя. К электросмогу эта проблема отношения не имеет, но к здоровью и безопасности — самое прямое.
Третье отличие линий электроснабжения транспорта от ЛЭП заключается в том, что они не работают на частоте 50 Гц. Весь городской транспорт в России питается постоянным током. На токосъемники трамваев и троллейбусы подается 550 В , на контактную рельсу метро —850В, а на пантографы электрички — около 3 КВ. Но вредность генерируемого ЭМИ практически не связана с уровнем напряжения, так как электрическое поле линии экранируется корпусом вагона, а магнитное поле зависит исключительно от тока. Для других электропоездов используются разные виды сетей питания, в том числе переменного тока. Частота магнитного поля или ее отсутствие также определяют характер вредного воздействия ЭМИ.
Внутренние системы электроснабжения
Помимо линий электроснабжения, магнитные поля внутри электротранспорта создается также внутренней системой питания необходимой для организации освещения, отопления и кондиционирования. Эти системы питаются через кабель, обычно протянутый под составом.
В результате магнитные поля могут заметно различаться в разных частях вагона — в нижней части оно выше. Если же речь идет о поезде, то сила магнитного поля может различаться от вагона к вагону — ближе к локомотиву оно выше. Кроме того, магнитные поля генерируются разным движущимися компонентами состава. В результате уровень поля в пределах состава может гулять в очень большом диапазоне.
По данным, приведенным в книге «Безопасность жизнедеятельности человека в электромагнитных полях», в кабинах трамваев разных моделей уровень постоянного и переменного магнитного поля колеблется от 1- до 200МкТл, а в салонах от 10 до 400 мкТл — причем рост приходится на разгон и торможение. А в кабине троллейбуса, в зависимости от режима перемещения регистрировались уровни от 0 до 1200 мкТл.
Поэтому неудивительно, что приводимые в разных исследованиях данные имеют значительный разброс. Для определения корректных усредненных значений нужна очень большая статистика, и показатели в каждой конкретной поездке могут сильно отличаться от «средней температуры по больнице». Тем не менее, они дают приблизительное представление о том, что нас может ждать при регулярном пользовании транспортом определенного типа. Один из вариантов усредненных значений приведен в таблице ниже справа. Похожие данные можно найти во многих источниках, хотя для трамваев и троллейбусов часто приводятся и более низкие уровни.
В правой колонке таблицы указаны превышения магнитного поля относительно нормы 0,2 мкТл, рекомендованной Всемирной Организацией Здравоохранения для длительного воздействия поля генерируемого постоянным током Однако нормы, установленные российским СанПиН для воздействия магнитного поля индуцируемого постоянным током, значительно выше. Для экспозиции от 11 минут до часа норма составляет 20 мкТл, а для воздействия от часа до 8 часов — 10 мкТл. Другими словами при поездке продолжительностью до одного часа, превышение нормы СанПиН будет в 100 раз ниже, указанного в таблице. Неопределенность усугубляется тем что, что в составе магнитного поля генерируемого всеми видами электротранспорта присутствует и высокочастотная компонента, доля которой тоже динамически меняется.
