مقدمة:
تتنوع خطوط القوى الكهربائية الهوائية من حيث شكل الخط، وترتيب الموصلات، والجهد، والتيار، وتتنوع طبقاً لذلك قيم المجالات الناشئة عنها، نعرض في هذا الجزء قيم المجالات الكهربائية والمغناطيسية لعدد من أنواع الخطوط الهوائية ذات الجهد العالي والجهد الفائق بعدد من دول العالم بما يعطي انطباعاً مناسباً عن مستويات التعرض لهذه المجالات.
العوامل الرئيسة التي تؤثر على قيم المجالات:
يتم تقييم المجالات الناشئة عن الخط إما عن طريق الحسابات بتمثيل الخط أو عن الطريق القياس باستخدام الأجهزة المناسبة، هذا وتوجد عدة عوامل تؤثر على قيم المجالات الكهربائية والمغناطيسية تحت – أو بالقرب من – الخطوط، أهمها:
- إحداثيات النقطة التي يتم عندها الحساب أو القياس بالنسبة للخط (محور الخط)، من المعتاد حساب أو قياس المجال عند 1 متر فوق مستوى الأرض، وتسمى اصطلاحاً “عند مستوى الأرض”.
- جهد الخط في حالة المجال الكهربائي وتيار الخط في حالة المجال المغناطيسي.
- شكل وترتيب موصلات الخط (Line Conductor Configuration).
- تسلسل أوجه الموصلات (Phase Sequence).
وتكون قيم المجالات أعلى مايمكن تحت الخط مباشرة وتنخفض فى اتجاه الخروج على جانبي الخط (أي عمودياً على الخط)، ويعتمد معدل انخفاض المجال في الاتجاه الجانبي (أي العمودي) بصورة كبيرة على شكل وترتيب موصلات الخط.
الحدود الدولية المسموحة:
حددت اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع غير المؤين International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) الحدود المسموح بها لتعرض العامة للمجالات، على النحو التالي:
- 5 ك.ف./م للمجال الكهربائي.
- 100 ميكرو تسلا للمجال المغناطيسي.
مستويات المجالات بعدد من الدول:
المملكة المتحدة:
جدول (1): قيم المجالات الكهربائية والمغناطيسية تحت خطوط القوى الكهربائية الهوائية بالمملكة المتحدة:
| نوع الخط | قيمة المجال | المجال الكهربائي (kV/m) | المجال المغناطيسي (μT) |
|
275 ك.ف. 400 ك.ف. |
أقصى قيمة (تحت الخط). | 11 | 100 |
| القيمة المعتادة (تحت الخط). | 3 – 5 | 5 – 10 | |
| القيمة المعتادة (25 متر من الخط – عمودياً). | 0.2 – 0.5 | 1 – 2 | |
| القيمة المعتادة (100 متر من الخط – عمودياً). | 0.01 – 0.04 | 0.05 – 0.1 | |
|
132 ك.ف. |
أقصى قيمة (تحت الخط). | 4 |
40
|
| القيمة المعتادة (تحت الخط). | 1 -2 |
0.5 – 2
|
|
| القيمة المعتادة (25 متر من الخط – عمودياً). | 0.1 – 0.2 | 0.05 – 0.2 | |
| القيمة المعتادة (100 متر من الخط – عمودياً) | 0.002 – 0.02 | 0.01 – 0.04 | |
|
11 ك.ف. 33 ك.ف. |
أقصى قيمة (تحت الخط). | 0.7 | 7 |
| القيمة المعتادة (تحت الخط). | 0.2 |
0.2 – 0.5
|
|
| القيمة المعتادة (25 متر من الخط – عمودياً). | 0.01 – 0.02 |
0.01 – 0.05
|
|
| القيمة المعتادة (100 متر من الخط – عمودياً). | <0.001 | <0.01 |
أيرلندا الجنوبية:
جدول (2): قيم المجالات الكهربائية والمغناطيسية تحت خطوط القوى الكهربائية الهوائية بأيرلندا الجنوبية:
| نوع الخط | المجال الكهربائى (kV/m) | المجال المغناطيسى (μT) |
| 38 ك.ف. مفرد الدائرة. | 0.012 | 0.13 |
| 110 ك.ف. مفرد الدائرة. | 0.077 | 0.2 |
| 110 ك.ف. مزدوج الدائرة. | 0.043 | 0.1 |
| 220 ك.ف. مفرد الدائرة. | 0.359 | 0.71 |
| 220 ك.ف. مزدوج الدائرة. | 0.219 | 0.41 |
| 400 ك.ف. مفرد الدائرة. | 1.29 | 1.81 |
مصر:
شكل (1): ترتيب الموصلات لخط جهد 220 ك.ف مزدوج الدائرة.
شكل (2): المنحنى الجانبي للمجال المغناطيسي عند منتصف بحر الخط (mid-span) لخطين متوازيين جهد 220 ك.ف مزدوج الدائرة.
وفي دراسة أخرى تم تمثيل المجالات المغناطيسية بالمنازل القريبة من خطوط القوى الكهربائية الهوائية جهد 500 و 220 ك.ف باعتبار المنزل على بعد 20 متر من الموصلات الخارجية لخط 500 ك.ف. وعلى بعد 14 متر من الموصلات الخارجية لخط 220 ك.ف. طبقاً للمسافات الآمنة المعمول بها، وتم حساب المجال المغناطيسي على ارتفاعات مختلفة من سطح الأرض _تمثل طوابق المنزل_ لكل 1000 أمبير من تيار الخط.
جدول (3): قيم المجالات المغناطيسية بالمنازل القريبة من خطوط القوى الكهربائية الهوائية بمصر:
| نوع الخط | المجال المغناطيسي (μT/kA) | ||
| فى حالة مركز المنزل أمام برج الخط أي فى مواجهة أعلى ارتفاع لموصلات الخط. |
في حالة مركز المنزل أمام منتصف بحر الخط (Mid Span) أي في مواجهة أقل ارتفاع لموصلات الخط.
|
||
|
500 ك.ف. |
أقصى قيمة على ارتفاع 1 متر من سطح الأرض. | 3.4 | 4.3 |
| أقل قيمة على ارتفاع 1 متر من سطح الأرض. | 1.6 | 1.7 | |
| أقصى قيمة على ارتفاع 7 متر من سطح الأرض. | 4.1 | 4. 9 | |
|
220 ك.ف. |
أقصى قيمة على ارتفاع 1 متر من سطح الأرض. | 6.2 | 9 |
| أقل قيمة على ارتفاع 1 متر من سطح الأرض. | 2.7 | 3.1 | |
| أقصى قيمة على ارتفاع 7 متر من سطح الأرض. | 8.2 | 11.3 | |
السعودية:
جدول (4): قيم المجالات المغناطيسية تحت خطوط القوى الكهربائية الهوائية بالسعودية:
|
نوع الخط |
المجال المغناطيسي (μT) | |||||
| عند محور الخط. | على مسافة 50 قدم (15.24 متر) من محور الخط. | على مسافة 100 قدم (30.48 متر) من محور الخط. | على مسافة 200 قدم (60.96 متر) من محور الخط. | على مسافة 400 قدم (121.92متر) من محور الخط. | على مسافة 600 قدم (182.88متر) من محور الخط. | |
|
230 ك.ف. Standard Flat Design |
5.4795 | 3.930 | 1.9913 | 0.6461 | 0.1734 | 0.0781 |
|
230 ك.ف. Standard Vertical Design |
2.5383 | 1.603 | 0.8732 | 0.327 | 0.0962 | 0.0446 |
|
230 ك.ف. Standard Delta Design |
1.8464 | 1.2576 | 0.642 | 0.2171 | 0.0595 | 0.0269 |
|
230 ك.ف. Standard Cruciform Design |
0.9059 | 0.5702
|
0.2348 | 0.0505 | 0.0075 | 0.0023 |
| 380ك.ف.
Vertical Design #1
|
2.411 | 1.3077 | 0.4786 | 0.0337 | 0.015 | 0.0046 |
|
380ك.ف. Standard Flat Design
|
11.187 | 8.893 | 3.9331 | 1.0962 | 0.2787 | 0.1242 |
المراجع:
- Energy Networks Association, Electric and Magnetic Fields, January 2012.
- Electricity Supply Board ESB, Electric and Magnetic fields in the Environment, Ireland, June 1999.
- Shaher A. Mahmoud, A. H. Hamza, Nagat M. K. Abdel-Gawad and Khaled G. Ahmed, Impact of Tower Staggering on Magnetic Field Distributions Under Parallel Power Lines, UPEC2002, Staffordshire University, UK.
- Shaher A. Mahmoud, A. H. Hamza and Samy M. Ghania, Residential Exposure to Magnetic Fields Produced by High Voltage Transmission Lines, MEPCON’2003, Egypt.
- M. Bakhashwain, M. H. Shwehdi, U. M. Johar and A. A. AL-Naim, Magnetic Fields Measurement and Evaluation of EHV Transmission Lines in Saudi Arabia, Proceedings of the International Conference on Non-Ionizing Radiation at UNITEN (ICNIR 2003) – Electromagnetic Fields and Our Health, October 2003.
