Esa Niemelä

Transkript

1 Elnät 1(6) Esa Niemelä Elektriska och magnetiska fält som orsakas av elnät Elöverföring och -distribution i Finland Elsystemet i Finland består av kraftverk, elöverförings- och distributionsnät samt av elektriska konsumtionsapparater. Förenklat kan man säga att elektriciteten först överförs från ett kraftverk till ett överföringsnät som täcker hela landet och som har en spänning på 110, 220 eller 400 kilovolt (kv). Överföringsnätet ansluter sig till distributionsnätet vid elstationerna och elektriciteten matas vidare i ett mellanspänningsnät, som normalt har en spänning på 20 kv. Från mellanspänningsledningarna överförs elektriciteten till distributionstransformatorstationer och sedan vidare till kundernas lågspänningsledningar. Det finns elektriska och magnetiska fält överallt där man producerar, överför eller använder elektricitet. I hanteringen av elsystemet utnyttjas även dataöverföringssystem som använder radiofrekventa fält. Fälten är som störst invid källan och minskar snabbt när avståndet till objektet ökar. Rekommenderade maximivärden för elektriska och magnetiska fält Social- och hälsovårdsministeriets (SHM) förordning (294/2002) om begränsning av befolkningens exponering för icke-joniserade strålning trädde i kraft den 1 maj I förordningen fastställs maximivärden för ultraviolett strålning, radiofrekvent strålning, laserstrålning samt rekommenderade värden för lågfrekventa elektriska och magnetiska fält. Vid beredningen av förordningen användes rekommendationen om begränsning av allmänhetens exponering för elektromagnetiska fält, som utfärdats av Europeiska unionens råd, som källmaterial. Enligt förordningen är det rekommenderade värdet för allmänhetens exponering för elektriska fält som orsakas av växelströmsapparater 5 kv/m (kilovolt per meter) och för magnetfält 100 μt (mikrotesla), då tiden för exponeringen är betydande. Då tiden för exponeringen inte är betydande, är värdena 15 kv/m och 500 μt. Direktiven och förordningarna grundar sig på kända direkta och indirekta biofysikaliska effekter av elektromagnetiska fält. De rekommenderade värdena för elektriska och magnetiska fält och grunderna för dem justeras Finsk Energiindustri rf Fredriksgatan B, Helsingfors PB 100, Helsingfors Telefon: (09) , fax: (09)

2 regelbundet på initiativ av Europeiska unionen och Internationella kommissionen för icke-joniserande strålning (ICNIRP), men det har inte konstaterats något behov av att ändra de rekommenderade maximivärdena, eftersom undersökningsresultaten inte har gett någon ny information i ärendet. 2(6) Elledningarnas elektriska och magnetiska fält Stamnätet Elektriska och magnetiska fält som uppkommer av kraftledningar förekommer endast i kraftledningarnas omedelbara närhet. Ett magnetfält kan jämföras med den ström som flödar i kraftledningarna, vilken är som störst i ledningar med en spänning på 400 kv. Det rekommenderade maximivärdet på 100 µt som ställts för allmänheten vid magnetfältsexponering överskrids emellertid inte ens direkt under ledningarna, där magnetfältet som störst är mindre än en fjärdedel av maximivärdet. Även där magnetfältet är som störst sjunker det till mindre än en hundrade del av det maximivärde som ställts för allmänheten cirka meter från en 400 kv lednings mittlinje och cirka meter från en 110 kv lednings mittlinje. Det elektriska fältets värde 5 kv/m för långvarig exponering (betydande exponeringstid) överskrids inte utanför ledningsområdet (23 31 meter från ledningens mittlinje). Enligt mätningar vid Tammerfors tekniska universitet överskrids det aktuella värdet under ledningarna i cirka 30 procent av stolpmellanrummen mellan luftledningar med en spänning på 400 kv, men detta begränsar inte kortvarig vistelse (inte betydande exponeringstid) under kraftledningar för att plocka bär eller för jord- och skogsbruksarbete. I fråga om luftledningar med en spänning på 110 kv och 220 kv överskrids de rekommenderade maximivärdena för elektriska fält inte ens direkt under ledningen. Det hör till egenskaperna hos elektriska fält kring kraftledningar att elektriskt ledande föremål i deras närhet som är isolerade från jorden, t.ex. metallspadar, arbetsredskap, osv. blir elektriskt laddade. Även en människa blir elektriskt uppladdad under en kraftledning. I vanliga fall märker man inte ens att man blir uppladdad, men om man använder tjockbottnade skor, t.ex. gummistövlar, kan man uppfatta en svag gnista när man vidrör ett jordat föremål, t.ex. en stängselstolpe av metall. Fenomenet är detsamma och lika ofarligt som den gnistbildning som uppkommer när man drar av sig en jumper av konstfiber. Gnistbildningen t.ex. i ett paraply under en kraftledning är också ofarlig och beror på den elektriska uppladdningen. Störningar i pacemakers och förmaksarytmier under kraftledningar är inte sannolika, men möjliga. Av den anledningen bör patienter med pacemaker och förmaksarytmier undvika att vistas under kraftledningar och sträva efter att korsa kraftledningar i terrängen där ledningarnas avstånd till marken är som störst, dvs. nära stolparna.

3 Distributionsnätet 3(6) Det elektriska fältets värde 5 kv/m för långvarig exponering (betydande exponeringstid) överskrids inte på de lägre spänningsnivåerna som används inom distributionsnätet. Magnetfält som orsakas av luftledningar och kablar i distributionsnätet (mellan- och lågspänningsnäten) är beroende på ledningens struktur 0,01 0,1 µt/a på ledningens mittlinje. Det rekommenderade maximivärdet på 100 µt som ställts för allmänheten vid exponering för de aktuella ledningarnas magnetfält överskrids inte ens under de aktuella ledningarnas toppbelastning. Speciellt i kablar minskar fältstyrkan snabbt när man förflyttar sig längre bort från kabelns mittlinje. Redan på en meters avstånd från kabelns mittlinje är fälten mindre än en hundrade del av det fastställda maximivärdet och distributionsnätets kablar har således i regel inte någon effekt på områden där man vistas längre i. I täta stadsstrukturer blir man tvungen att placera en 20/0,4 kv eller 10/0,4 kv distributionstransformator som fördelar elektricitet till fastigheter och hus i anslutning till en byggnad. De magnetfält som orsakas av dessa fastighetstransformatorer har undersökts i slutet av 1990-talet och i början av 2000-talet. Speciellt i fråga om vissa gamla fastighetstransformatorer uppmättes värden på över 100 μt i utrymmet ovanför transformatorn. Fastighetstransformatorerna har kartlagts i flera forskningsprojekt och man har tagit fram en metod för kategoriseringen av transformatorerna samt anvisningar för transformatorernas konstruktioner. Med hjälp av metoden har man kunnat prioritera behovet att förnya fastighetstransformatorerna och med transformatorkonstruktioner som följer anvisningarna kan man uppnå värden som ligger klart under de rekommenderade maximivärdena. I nya transformatorer har magnetfälten kunnat reduceras i den grad att en rätt installerad transformator inte ökar magnetfältet i bostadslokalerna. Om det är möjligt strävar man efter att placera transformatorerna avskiljt från bostadsbyggnader inom fastigheten, t.ex. i anslutning till ett soptak eller annat uthus. Fjärravläsbara mätare Strålsäkerhetscentralen (STUK) har på Energimarknadsverkets begäran gett ett utlåtande om elektromagnetiska fält som beror på fjärravläsbara elmätare ( ). Fjärravläsbara mätare exponerar allmänheten för mycket svag radiofrekvent strålning, som klart underskrider de gällande exponeringsgränserna. Strålningsdosen kan jämföras med en situation där man skickar ett textmeddelande med en mobiltelefon. Om man använder radionät med kort räckvidd är sändningseffekterna mindre än hos mobiltelefoner. Elmätare är ofta placerade i utrymmen där man inte vistas, t.ex. i separata mätcentraler i hög- och radhus eller i anslutning till elhuvudcentralen i enfamiljshus. Inne i bostaden placeras mätaren ofta t.ex. i tamburen. Beroende på bolag och dataöverföringsmodell använder mätarna sin dataöverföringsförbindelse antingen en eller flera gånger om dagen.

4 På grund av ovan nämnda orsaker är den exponering som orsakas av fjärravläsningssystem mycket små även i själva sändningsögonblicket. Enligt Strålsäkerhetscentralen har dylika exponeringsmängder inte några skadeverkningar på hälsan. 4(6) Markanvändning kring kraftledningar och placeringen av nya ledningssträckor SHM:s förordning förutsätter inte att man lämnar ett skyddsområde utanför ledningsområdet och i Finland finns det inte officiella anvisningar eller föreskrifter om placeringen av kraftledningar som skulle grunda sig på elektriska och magnetiska fält. Kring kraftledningen vill man emellertid inte ha sådan verksamhet som eventuellt kan öka elsäkerhetsrisken eller där närheten till kraftledningarna kan orsaka t.ex. rädsla i anslutning till magnetfälten. Av den anledningen kan elnätsbolagen ge anvisningar för planeringen och planläggningen av markanvändningen. Elnätsbolagen har emellertid inte juridisk rätt att begränsa byggandet av en kraftledning utanför ledningsområdet. Det är emellertid inte alltid lätt att uppnå de ovan nämnda strävandena, om man i planeringen av nya ledningar tillämpar statsrådets beslut om de riksomfattande målen för områdesanvändning enligt 22 i markanvändnings- och bygglagen (132/1999). I den konstateras bland annat att man vid dragning av kraftledningar i första hand ska utnyttja redan befintliga ledningskorridorer. Detta innebär att nya ledningar ska placeras antingen på gamla ledningars plats eller intill dem. På så sätt uppstår det situationer, då ledningen oundvikligen måste placeras närmare den verksamhet och bosättning som bildats runt den gamla ledningen. Små magnetfält diskuteras I Finland har man byggt 100 kv högspänningsledningar alltsedan talet och de första 400 kilovolts kraftledningarna byggdes på 1950-talet. De elektriska och magnetiska fältens inverkan på hälsan har undersökts sedan 1970-talet. Grunden för de rekommendationer som fastställts och som baserar sig på utförda undersökningar är, att de godkända värden ska ge ett tillräckligt skydd mot alla kända tänkbara skadeeffekter som kan uppkomma då man exponeras för el- och magnetfält under en betydande tid. De rekommenderade värdena har härletts från effekter som man kunnat påvisa att har härstammat från elektromagnetiska fält. En säkerhetsmarginal har lagts till de rekommenderade värdena, varför de anses täcka de eventuella effekterna av en längre tids exponering även indirekt. Världshälsoorganisationen WHO:s internationella cancerforskningscentral IARC har klassificerat lågfrekventa magnetiska fält till klass 2B, dvs. eventuellt cancerframkallande. Klassificeringen innebär inte ens då, att det skulle ske en betydande ökning i förekomsten av cancer. Förutom lågfrekventa magnetiska fält hör även t.ex. kaffe och avgaser till klass 2B. Någon riskökning eller orsaks- och följdsammanhang har emellertid inte vetenskapligt kunnat påvisas för denna grupp. Man känner inte heller till

5 5(6) någon biologisk verkningsmekanism, med vilken de magnetiska fältens eventuella förmåga att framkalla cancer skulle kunna förklaras. Vissa undersökningar har också antytt att även magnetfält på klart lägre exponeringsnivåer är de rekommenderade maximivärdena i SHM:s förordning kan ha eventuella effekter. Mest diskussion väckte forskningsrönen om att leukemi hos barn kan förekomma i något högre grad än normalt om det magnetiska fältets flödestäthet i bostaden överstiger 0,4 μt. Det finns ett tiotals internationella tilläggsundersökningar om sambandet mellan olika cancer och exponeringen för magnetfält på nivån 0,4 μt, men klara bevis på ett samband har inte observerats. Inte heller vid djurtest har exponeringen för magnetfält orsakat cancer hos försöksdjuren. Det bör även beaktas att 0,4 µt överskrids redan i närheten av de flesta elektriska hushållsmaskinerna och -apparaterna, varför det i praktiken är omöjligt att tillämpa värdet i dagens samhälle som bygger på elanvändning. Organisationer och myndigheter följer hela tiden upp forskningen om elektriska och magnetiska fält. Utifrån enskilda undersökningar kan man emellertid inte dra några slutsatser, speciellt om resultaten står i strid med andra undersökningar och orsaks- och följdsammanhanget inte vetenskapligt kan påvisas. Inom branschen iakttas myndigheternas föreskrifter och vid behov begränsas fälten även mer än så, till den del detta med beaktande av uppnådd nytta och medförda olägenheter är förnuftigt. El- och magnetfälten utgör en del av vårt vardagliga liv Elektriciteten har under det senaste århundradet blivit en nödvändig del av vår vardag. Som energiform är elektriciteten lätt att hantera och den kan överföras kostnadseffektivt och rent. Elektricitet används både i hushållen, inom industrin och i trafiken. Medborgare som bor i det moderna samhället omges av elektromagnetiska fält som uppkommer av elektriska apparater, speciellt i tätorts- och stadsområden. Källorna till de elektromagnetiska fälten är t.ex. elledningar (även osynliga jordkablar), transformatorer och elcentraler i byggnader, byggnadernas elnät, elapparater i hemmen, datorer, elmotorer och strömsystem i tåg, affärernas säkerhetsportar, radiostationer samt mobiltelefoner och deras basstationer. Även inom industrin och läkarvetenskapen används anordningar som bildar kraftiga elektromagnetiska fält. Betydande naturliga källor är jordklotets eget magnetfält, blixtar och solen, som skickar kraftiga elektromagnetiska vågor inom ett brett våglängdsområde. Bakgrundsfältet som orsakas av växelström i bostäderna är i allmänhet något under 0,1 μt. Oftast härstammar magnetfältet från de elapparater som kopplats till hemmets elnät samt speciellt från den vagabonderande ström som flödar i elnätet och jordningen. Elgolvvärme kan också höja bakgrundsfältet i bostaden till nivån 1 2 μt. För hushållsapparater och hemelektronik är det typiskt att deras magnetfält minskar kraftigt när avståndet ökar. Även om magnetfältet alldeles på apparatens yta skulle vara tämligen stor (100 upp till 2 000

6 μt), sjunker fältet till nivån (0 0,6 μt) redan en knapp meter från apparaten. 6(6) El- och magnetfält finns också i eltåg och spårvagnar. I de passagerarvagnar där man inte placerat betydande elanordningar är magnetfältets styrka mindre än 0,5 μt. I vagnar där det finns elanordningar är magnetfältets styrka däremot 3 10 μt. Apparater som används i elnätet är således endast en av källorna till elektriska och magnetiska fält och enligt undersökningar har man inte kunnat påvisa att magnetfält som är svagare än de rekommenderade maximivärdena skulle ha några skadeverkningar för hälsan. Då man handlar enligt elnätsbolagens nuvarande praxis blir el- och magnetfälten betydligt mindre än de rekommenderade maximivärdena i SHM:s förordning. Källor: Europeiska unionens råd, Rådets rekommendation om begränsning av allmänhetens exponering för elektronmagnetiska fält (1999/519/EG). Europeiska gemenskapernas officiella tidning, 199, s Europaparlamentets och rådets direktiv 2013/35/EU om minimikrav för arbetstagares hälsa och säkerhet vid exponering för risker som har samband med fysikaliska agens (elektromagnetiska fält) i arbetet. Europeiska unionens officiella tidning, 179, Korpinen L Allmänhetens exponering för lågfrekventa elektriska och magnetiska fält i Finland. Helsingfors, Social- och hälsovårdsministeriet, Social- och hälsovårdsministeriets handböcker 2003:12, 64 s. Korpinen, L., Kuisti, H., Elovaara, J. & Virtanen, V. 2012: Cardiac Pacemakers in Electric and Magnetic Fields of 400-kV Power Lines", PACE, April 2012, Vol. 35, pp Nyberg H. ja Jokela K Sähkömagneettiset kentät. Helsingfors. Strålsäkerhetscentralen. 555 s. Social- och hälsovårdsministeriet Väestön ionisoimatonta säteilyaltistusta rajoittavan sosiaali- ja terveysministeriön NIRasiatuntijaryhmän muistio. Helsingfors, Social- och hälsovårdsministeriet. PM skriven av social- och hälsovårdsministeriets arbetsgrupp, 38, 64 s. Strålsäkerhetscentralen. 2011: Voimajohdot ympäristössämme. Strål- och kärnsäkerhetsöversikter Tammerfors tekniska universitet. 2011: Voimajohtojen sähkö- ja magneettikentät. Terveysvaikutuksista keskustellaan. Broschyr. Mitigation techniques of power-frequency magnetic fields originated from electric power systems. CIGRE Brochure 373. Working Group C February 2009.