RAPPORT BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN. Stockholm SCADMA Konsult AB. Utförande konsult: Ahmad Amer

Transkript

1 RAPPORT BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN Stockholm SCADMA Konsult AB Utförande konsult: Ahmad Amer 1 (14) S C AD M A K o n s u l t S C A D M A K on s ul t A B Org.nr A h ma d A me r Mobil +46 (0) ahmad.amer@scadma.se

2 1 SAMMANFATTNING 3 2 UPPDRAGET 4 3 ELEKTROMAGNETISKA FÄLT HÄLSOEFFEKTER OCH GRÄNSVÄRDEN 6 4 BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET MODELLERING AV KRAFTLEDNINGAR BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET 8 5 SLUTSATSER 11 6 KÄLLOR OCH BILAGOR KONTAKTPERSONER FÖR NÄTSPECIFIKDATA BERÄKNINGSVERKTYGET UTREDNING AV FASFÖLJD OCH STRÖMRIKTNING FÖR PARALLELL LEDNINGSSTRÄCKNING 12 2 (14) BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN

3 1 Sammanfattning Hallstahammars kommun förbereder att ta fram en ny detaljplan för ett antal fastigheter i Hallstahammars tätort. Genom det nya planområdet löper idag kraftledningar, en 130kV ledning och en 30kV ledning. Hallstahammars kommun önskar av denna anledning underlag för hur man kan närma sig kraftledningarna ur ett magnetfältsperspektiv. Uppdraget omfattade att modellera kraftledningarna och genomföra erforderliga magnetfältsberäkningar för att påvisa magnetfältbidraget i närområdet till kraftledningarna. Beräkningarna visar att för ledningsstråket i nord-sydlig riktning, där 130kV och 30kV löper parallellt med varandra, uppnås årsmedelvärdet för vad som får anses vara normala för bostäder i Sverige (0,2μT) ca 25 meter väster om 130kV ledningens mittfas och 37 meter öster om 130kV lednings mittfas. Gränsvärdet 0,4μT uppnås ca 16 meter väster om 130kV ledningens mittfas och ca 27 meter öster om 130kV ledningens mittfas. För ledningsstråket i öst-västlig riktning, där 30kV ledningen löper ensam, uppnås årsmedelvärdet för vad som får anses vara normala för bostäder i Sverige vid 16 meter norr och söder om 30kV ledningens mittfas. Gränsvärdet 0,4μT uppnås 10 meter norr och söder om 30kV ledningens mittfas. BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN 3 (14)

4 2 Uppdraget Hallstahammars kommun planerar att ta fram en ny detaljplan för fastigheterna Tuna 1:92, Tuna 1:21 och Hallstahammars-Nibble 1:131 i Hallstahammars tätort med syfte att skapa ett nytt bostadsområde för byggrätter av småhus. Genom planområdet löper idag två stycken kraftledningar. Den ena är en 130kV ledning tillhörande Vattenfall Eldistribution, den andra är en 30kV ledning tillhörande Mälarenergi. Figur 1 nedan visar hur de aktuella kraftledningarna löper genom planområdet. Figur 2 nedan visar planområdet med tilltänk yta för exploatering markerat i vitt. Figur 1 Översiktskarta för planområdet med kraftledningar markerade 4 (14) BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN

5 Figur 2 Karta över planområdet med tilltänkt yta för exploatering markerat i vitt Hallstahammars kommun önskar underlag, ur ett magnetfältsperspektiv, för hur man kan närma sig dessa kraftledningar med anledning av den nya detaljplanen. Uppdraget består således av att teoretiskt modellera kraftledningarna och genomföra magnetfältsberäkningar för att uppskatta magnetfältsbidraget från kraftledningarna. 3 Elektromagnetiska fält Runt omkring alla elledningar och elektriska apparater finns två typer av fält, de elektriska fälten och de magnetiska fälten. Dessa fält har ett gemensamt namn, elektromagnetiska fält (EMF). Fälten är starkast närmast källan men avtar snabbt i takt med att avståndet ökar. Elektriska fält (E) alstras av spänning och mäts i enheten volt/meter (V/m). Magnetfältet, eller den magnetiska flödestätheten (B), alstras av elektriska strömmar och mäts i enheten Tesla (T). Tesla är en mycket stor enhet, i normal miljö används vanligen mikrotesla (μt), en miljondels Tesla. Elektriska fält avskärmas delvis av byggnadsmaterial och vegetation medan magnetfält är betydligt svårare att skärma av. Diskussionen om hälsoeffekter gäller främst magnetfält och därmed behandlas i denna rapport fortsättningsvis enbart magnetfälten. Eftersom magnetfält alstras av strömmar är magnetfältet svagt då ingen last är pålagd och strömuttaget är litet. Ifrån en enkelledare avtar magnetfältet proportionellt mot avståndet till ledaren. För motverkande linjekällor såsom trefas kraftledningar eller strömskenor i ställverk avtar fältet kvadratiskt mot avståndet. När det gäller punktkällor såsom lysrör, transformatorer eller bildskärmar kan man approximera med att magnetfältet avtar mot avståndet i kubik. BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN 5 (14)

6 3.1 Hälsoeffekter och gränsvärden Lågfrekventa magnetfält skapar elektriska strömmar i kroppen som, vid mycket starka magnetfält, kan påverka kroppens nervsignaler och resultera i t.ex. nerv- och muskelretningar. Högfrekventa fält kan alstra en skadlig uppvärmning av vävnader i kroppen. Utifrån dessa akuta och allmänt accepterade hälsorisker har EU-kommissionen antagit rekommendationer, ett system av referensvärden/gränsvärden, för en begränsning av allmänhetens exponering för elektriska och magnetiska fält. Referensvärdena överensstämmer med riktlinjer som den oberoende, internationella strålskyddskommissionen ICNIRP gav ut För magnetfält med frekvensen 50Hz är gränsvärdet 100μT. När det gäller eventuella långsiktiga skador som t.ex. förhöjd cancerrisk anser ICNIRP att tillgänglig data inte räcker till för att fastställa gränsvärden, även om epidemiologiska studier givet vissa indikationer om möjliga samband mellan längre tids exponering för svaga magnetfält och cancer. Misstankarna om samband mellan magnetfält och cancer gör emellertid att vi i Sverige rekommenderar en viss försiktighet och flertalet myndigheter rekommenderar gemensamt att en uttalad försiktighetsprincip skall följas. Den säger i stort att Om åtgärder som minskar exponeringen, kan vidtas till rimliga kostnader och konsekvenser bör man sträva efter att reducera fält som avviker starkt från vad som kan anses vara normalt i den aktuella miljön. För bostäder i Sverige anses årsmedelvärden upp till 0,2μT utgöra normala magnetfältsnivåer. I det senaste meddelandebladet från socialstyrelsen från 2005 avseende magnetfält står det att man kan se en viss ökning av leukemirisken hos befolkningsgrupper som exponeras för magnetiska fält på 0,4μT eller mer, avser långvarig exponering för 50 Hz magnetfält i bostäder. Däremot ser man ingen riskökning under 0,4μT. Vidare sägs det att det vetenskapliga underlaget fortfarande inte anses tillräckligt gediget för att man ska kunna sätta ett gränsvärde. De gränsvärden som vanligen används i Sverige för magnetfält är inte tvingande utan rekommendationer. Kommuner och fackförbund har angivit gränsvärden som är en bråkdel av de som myndigheter och standardiseringsorgan anger. Gränsvärden angivna av kommuner och fackförbund kan dock i vissa sammanhang vara tvingande eftersom de kan användas som villkor för bygglov och för arbetsgivaravtal. I Stockholm stad rekommenderas som försiktighetsprincip att nya bostäder där människor vistas stadigvarande inte bör bebyggas där årsmedelvärdet 0,4μT överskrids. I denna rapport kommer fokus att ligga på gränsvärdena 0,4μT respektive 0,2μT. 6 (14) BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN

7 4 Beräkning av magnetfältet 4.1 Modellering av kraftledningar I Tabell 1 nedan presenteras data som samlats in ifrån nätägarna för att modellera kraftledningarna och genomföra beräkningarna av det magnetiska fältet. Fasavstånd och minimihöjd ovan mark för Mälarenergis 30kV ledning har uppskattats via platsbesök av personal från Hallstahammars kommun. Detta med anledning av att stolpkonstruktionsunderlag saknades hos nätägaren. För 30kV ledningen saknas även dokumentation för fasföljden (hur faserna R-S-T är placerade inbördes). Kraftledning Årsmedellast (A) Antal ledningar per fas Fasavstånd (m) Min. höjd ovan mark (m) Fasföljd väst-öst Vattenfall 130kV 68, ,5 11 T-R-S Mälarenergi 30kV nord-syd 77,4 1 3,1 11 okänd Mälarenergi 30kV öst-väst 77,4 1 2,25 9 okänd Avståndet mellan mittfaserna för Vattenfalls 130kV ledning och Mälarenergis 30kV nord-syd ledning är 14 meter. Tabell 1 Data från nätägare och platsbesök Utöver data presenterat i Tabell 1 har följande antaganden gjorts. Markplanet antas vara helt plant. Kraftledningsstråken antas vara helt räta i nord-sydlig riktning och i öst-västlig riktning. Ingen hänsyn har tagits till ev. topp lina eller jord lina. Medelavståndet mellan stolparna för 130kV ledningen är satt till 120m. Likaså Mälarenergis 30kV ledning i nord-sydlig riktning. För Mälarenergis 30kV ledning i västligriktning är medelavståndet satt till 80m. Ingen hänsyn tas till ytterligare källor som ev. kan bidra till den magnetiska fältstyrkan. Fasföljd och strömriktning för parallella ledningar Vid parallella ledningssträckningar påverkar ledningarnas magnetfält varandra. Fasföljden och strömriktningen är båda parametrar som påverkar det resulterande magnetfältet för ledningssträckningar där två eller flera ledningar löper parallellt. Så även i det här fallet. Fasföljden för Mälarenergis 30kV ledning är en okänd parameter då dokumentation saknas hos nätägaren. Vidare behöver strömriktningen nödvändigtvis inte vara densamma för de båda ledningarna. Vattenfalls 130kV ledning kan vara en del av ett maskat nät vilket innebär att strömriktningen kan skifta. Genom att modellera alla möjliga fasföljdskombinationer, 6 stycken, för 30kV ledningen kan man påvisa den fasföljdskombination som tillsammans med 130kV ledningen ger det största magnetfältsbidraget för ytan som är tänkt att exploateras enligt Figur 2. Hänsyn behöver även tas till strömriktningen för de båda ledningarna som antingen kan gå i samma riktning eller i motsatt riktning. Detta medför totalt 12 möjliga 1 Vattenfall Eldistribution tillägger att detta är årsmedellasten för samt att årsmedellasten kan komma att öka i framtiden. BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN 7 (14)

8 kombinationer/beräkningar som behöver genomföras för att påvisa den kombination som ger det största magnetfältsbidraget för den tilltänkta ytan att exploateras enligt Figur 2. Resultatet av denna separata studie redovisas under kapitel 6.3. Man kan utläsa från graferna att det största avståndet väster om ledningssträckningen i nord-sydlig riktning för var 0,2μT respektive 0,4μT uppnås är då 30kV ledningen har fasföljden T-R-S och strömmen för de båda ledningarna är i samma riktning. Man kan även utläsa att samma resultat fås om 30kV ledningen har fasföljden S-R-T och 130kV ledningen har motsatt strömriktning jämfört med 30kV ledningen. Med anledning av detta kommer 30kV ledningen modelleras med fasföljden T-R-S och strömriktning definierats lika för 130kV och 30kV ledningen fortsättningsvis i denna rapport. 4.2 Beräkning av magnetfältet Magnetfältet beräknas utefter en rät linjesträcka, ett så kallat snitt, tvärs över kraftledningen/kraftledningarna. Vid beräkning av magnetfältet är snittet placerat precis mittemellan två stolpar där avståndet mellan strömförande ledare och markplanet är som minst vilket är punkten där magnetfältet kommer att vara som störst sett från markplanet. Beräkningshöjden för det magnetiska fältet är satt till 1,5 meter (brösthöjd) ovanför markplanet. Två beräkningar har genomförts: Beräkning nr. 1: Vattenfall Eldistributions 130kV ledning parallellt med Mälarenergis 30kV ledning i nordsydlig riktning Figur 3 nedan visar en förenklad bild av hur beräkning nr. 1 har modellerats. Snittet, för det magnetiska fältet är satt till ± 100 meter. Origo är placerad vid mittfasen för Vattenfall Eldistributions 130kV ledning. Figur 3 Översiktlig beräkningsmodell för beräkning nr. 1, vy ovan ifrån I Figur 4 nedan presenteras det resulterande magnetfältet för beräkning nr (14) BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN

9 Man kan t.ex. utläsa i Figur 4 nedan att vid avståndet lika med 0 (vilket motsvarar rakt under mittfasen för Vattenfalls 130kV ledning, se även Figur 3) är magnetfältet 0,9μT. På samma sätt kan magnetfältet avläsas 0-100m väster om mittfasen för 130kV ledningen (avståndet lika med -100 till 0 i Figur 4) och 0-100m öster om mittfasen för 130kV ledningen (avståndet lika med 0 till +100 i Figur 4). B-fält (ut) 1,0 Beräkning 1: 130kV & 30kV 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Avstånd (m) Figur 4 Resulterande magnetfält för 130kV ledning parallellt med 30kV ledning i nord-sydlig riktning Beräkning nr. 2: Endast Mälarenergis 30kV ledning i öst-västlig riktning Figur 5 nedan visar en förenklad bild av hur beräkning nr. 2 har modellerats. Beräkningslinjen, snittet, för det magnetiska fältet är satt till ± 100 meter. Origo är placerad vid mittfasen för Mälarenergis 30kV ledning i öst-västlig riktning. BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN 9 (14)

10 Figur 5 Översiktlig beräkningsmodell för beräkning nr. 2, vy ovan ifrån I Figur 6 nedan presenteras det resulterande magnetfältet för beräkning nr. 2. Man kan t.ex. utläsa i Figur 6 nedan att vid avståndet lika med noll (vilket motsvarar rakt under mittfasen för Mälarenergis 30kV ledning i öst-västlig riktning, se även Figur 5 ovan) är magnetfältet knappt 1,0μT. På samma sätt kan magnetfältet avläsas 0-100m söder om mittfasen (avståndet lika med -100 till 0 i Figur 6) och 0-100m norr om mittfasen för (avståndet lika med 0 till +100 i Figur 6). B-fält (ut) 1,1 Beräkning 2: Endast 30kV 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Avstånd (m) Figur 6 Resulterande magnetfält för 30kV ledningen i öst-västlig riktning 10 (14) BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN

11 5 Slutsatser Beräkning nr. 1 som behandlar ledningsstråket där 130kV ledningen löper parallellt med 30kV ledningen i nord-sydlig riktning visar att 0,4μT uppnås ca 16m väster om 130kV ledningens mittfas och ca 27m öster om 130kV ledningens mittfas. 0,2μT uppnås ca 25m väster om 130kV ledningens mittfas och 37m öster om 130kV ledningens mittfas. Den samlade slutsatsen man kan dra från den separata studien under kapitel 6.3 är att ingen fasföljdskombination, med hänsyn tagen till strömriktningen, kräver ett större avstånd än ca 25m väster om 130kV ledningens mittfas för att inte överskrida 0,2μT. Motsvarande avstånd för 0,4μT blir 16m väster om 130kV ledningen. Alltså samma slutsatser som för Beräkning nr. 1. Beräkning nr. 2 som behandlar ledningsstråket där 30kV ledningen löper ensam i östvästlig riktning visar att 0,4μT uppnås ca 10m norr och söder om 30kV ledningens mittfas. 0,2μT uppnås ca 16m norr och söder om 30kV ledningens mittfas. Förhöjda magnetfältsnivåer (0,2 μt>) finns där 30kV ledningen korsar 130kV ledningen samt vid denna punkts närområde. Ingen beräkning bedöms dock behöva redovisas då den tilltänka ytan för exploatering, se Figur 2 och vit markerat område, ligger på ett betryggande avstånd. Närmsta punkt från det vitmarkerade området och punkten där ledningarna korsas är ca 80m. Magnetfältsnivåerna vid detta avståndet bedöms vara väl under 0,2μT. De resulterande magnetfältnivåerna som presenterats i denna rapport, givet redovisade antaganden, är giltiga för dagens årsmedellast. Nätägarna har meddelat att strömlasten kan komma att öka i framtiden. En ökad årsmedellasts skulle då innebära att även styrkan på det magnetiska fältet blir högre. Detta medför exempelvis att 0,2μT som uppnås 25 meter väster om 130kV ledningens mittfas i denna rapport förskjuts ytterligare längre bort från kraftledningen och närmre eller längre in i det aktuella området som är tänkt att exploateras. Hur mycket det förskjuts beror ytterst på hur mycket årsmedellasten ökar i framtiden. BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN 11 (14)

12 6 Källor och Bilagor 6.1 Kontaktpersoner för nätspecifikdata - Daniel Pettersson, Vattenfall Eldistribution - Stefan Svensson, Mälarenergi 6.2 Beräkningsverktyget Beräkningsverktyget EMF/AN har använts för magnetfältsberäkningarna och är utvecklat av STRI. 6.3 Utredning av fasföljd och strömriktning för parallell ledningssträckning Nedan presenteras alla genomförda beräkningar. Detta för att utreda vilken fasföljdskombination gällande 30kV ledningen som ger det största avståndet för var 0,4μT samt 0,2μT uppnås. Till detta har även strömriktningen för Vattenfalls130kV ledning inverterats för att se hur detta påverkar magnetfältsbidraget. Avståndet noll i graferna nedan motsvarar mittfasen för Vattenfalls 130kV ledning. Negativt avstånd motsvarar väster om mittfasen, positivt avstånd motsvarar öster om mittfasen. a) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV R-S-T b) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV R-S-T, inverterad strömriktning VFND 12 (14) BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN

13 c) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV T-R-S d) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV T-R-S, inverterad strömriktning VFND e) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV R-T-S f) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV R-T-S, inverterad strömriktning VFND g) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV S-T-R h) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV S-T-R, inverterad strömriktning VFND BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN 13 (14)

14 i) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV S-R-T j) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV S-R-T, inverterad strömriktning VFND k) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV T-S-R l) 130kV T-R-S tillsammans med 30kV T-S-R, inverterad strömriktning VFND 14 (14) BERÄKNING AV MAGNETFÄLTET FÖR PLANOMRÅDET TILL DP. 220, KV. HACKSPETTEN