Elnät
1(6)
Esa Niemelä
27.8.2013
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 2002. 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 51–53 B, 00100 Helsingfors
PB 100, 00101 Helsingfors
Telefon: (09) 530 520, fax: (09) 5305 2900
www.energia.fi
2(6)
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.
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 50–70 meter från en
400 kV lednings mittlinje och cirka 25–40 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(6)
Distributionsnätet
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 (27.9.2012).
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(6)
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.
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 1920talet 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(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(6)
μT), sjunker fältet till nivån (0–0,6 μT) redan en knapp meter från
apparaten.
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, 1999. Rådets rekommendation om begränsning
av allmänhetens exponering för elektronmagnetiska fält (1999/519/EG).
Europeiska gemenskapernas officiella tidning, 199, s. 59–70.
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, 29.6.2013.
Korpinen L. 2003. 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. 422-430.
Nyberg H. ja Jokela K. 2006. Sähkömagneettiset kentät. Helsingfors.
Strålsäkerhetscentralen. 555 s.
Social- och hälsovårdsministeriet. 2002. 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 C4.204.
February 2009.
