12-01738 Bilaga 2
Mätresultat med undervattensljud från havsbaserade vindkraftverk
Vindkraftverk
Nogersund
Effekt [MW]
0,22
0,22
Vindeby
0,5
Bockstigen
0,5
Lelystad
0,2
0,2
0,2
0,2
Utgrunden
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Betke et al 2005
0,08
0,08
0,08
1,5
1,5
1,5
1,5
Toner [Hz]
16,7
16,7
20
160
315
630
315
630
178
359
538
722
178
359
538
722
178
359
538
722
63
100
400
50
160
50
200
Absolut ljudtrycksnivå @ 1 uPa[dB]
102
113
119
95
132
115
120
114
125
98
96
101
99
89
91
95
102
78
77
79
98
97
92
111
112
112
113
Normerad ljudtrycksnivå 1m Normerad ljudtrycksnivå Vindhastighet [m/s] Avstånd [m]
Fundamenttyp
122
123
6
100
tripod
133
131
12
100
tripod
130
128
13
14
gravitationsfundament
108
108
8
20
monopile
133
133
7
1,2
monopile
116
116
7
1,2
monopile
131
132
7
14
monopile
125
126
7
14
monopile
144
142
14
83
monopile
117
115
14
83
monopile
115
113
14
83
monopile
120
118
14
83
monopile
121
119
14
160
monopile
111
109
14
160
monopile
113
111
14
160
monopile
117
115
14
160
monopile
129
126
14
463
monopile
105
102
14
463
monopile
104
101
14
463
monopile
106
103
14
463
monopile
118
122
3,5
110
monopile
117
121
3,5
110
112
116
3,5
110
131
130
12
110
132
131
12
110
132
129
17
110
133
130
17
110
Vattendjup vid fundamentet [m]
5-15
5-15
3-5
6-17
18
18
18
18
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
Djup till botten vid mätpunkten[m]
2,5
4
4,2
4,2
4,2
4,2
13,9
13,9
13,9
13,9
16,2
16,2
16,2
16,2
19
19
19
19
10
10
10
10
10
10
10
Djup för hydrofonen [m]
4
4
1,2
2
2
2
2
2
12,9
12,9
12,9
12,9
15,2
15,2
15,2
15,2
18
18
18
18
7
7
7
7
7
7
7
Projekt:
Rapport:
Datum:
Antal sidor:
Bilagor:
12-01738
12-01738-06021200
2006-02-20
7
Skottarevet, Falkenberg havsbaserad vindkraftpark
Ljud, undervattensljud, vibrationer och elektromagnetiska fält. MKButredning.
Bilaga 3. Beräkning av magnetfält från transformator
Uppdragsgivare:
Triventus Consulting AB
Emelie Johansson
Sjönevadsvägen 26
SE-310 58 Vessigebro
Uppdrag:
Att med hjälp av mätningar beräkna magnetfält kring den
planerade transformatorn vid Skottarevets vindkraftpark.
Sammanfattning: Beräkningar visar att på ett avstånd större än 5 m från
transformatorns centrum så dominerar bidragen till magnetfälten
från de ledningar som matas till transformatorn. Detta hänger ihop
med att magnetfälten från transformatorn avtar med tredjepotensen
av avståndet, medan magnetfälten från kraftledningarna som matas
in till/ut från transformatorn endast avtar med kvadraten av
avståndet.
Handläggare:
Kvalitetskontroll:
Kjetil Vedholm
Martin Almgren
ISO9001
ISO14001
\\filegbg\powsell\tech\document\12-01738\12-01738-06021200.doc
Ingemansson Technology AB
Box 276, SE-401 24 Göteborg, Sweden
Phone +46 31 774 74 00
Fax +46 31 774 74 74
www.ingemansson.com
12-01738-06021200
Innehåll
1. Elektromagnetiska fält........................................................................................ 2
1.1.
Magnetiska fält ............................................................................................ 2
1.2.
Driftsfall ....................................................................................................... 3
1.2.1.
Beskrivning av driftsfallen...................................................................... 3
1.2.2.
Resultat av mätningarna ....................................................................... 3
1.2.3.
Resultat av beräkningarna .................................................................... 3
1.2.4.
Diskussion och slutsatser...................................................................... 4
1.2.5.
Myndigheternas syn .............................................................................. 4
2. Ordförklaringar................................................................................................... 5
2.1.
Elektromagnetiska fält ................................................................................. 5
2.2.
Lågfrekventa elektromagnetiska fält ............................................................ 6
2.3.
Extremt lågfrekventa elektromagnetiska fält ................................................ 6
2.4.
Elektriska och magnetiska fält ..................................................................... 6
2.5.
Elektrisk fältstyrka ....................................................................................... 6
2.6.
Ostörd fältstyrka .......................................................................................... 6
2.7.
Magnetiska fält ............................................................................................ 6
2.8.
Magnetisk fältstyrka, H ................................................................................ 7
2.9.
Magnetisk flödestäthet, B ............................................................................ 7
2.10. Grundton och övertoner............................................................................... 7
3. Referenslitteratur ............................................................................................... 7
1.
Elektromagnetiska fält
Under senare år har frågan om eventuell negativ hälsopåverkan av lågfrekventa
elektromagnetiska fält aktualiserats genom ett antal epidemiologiska studier som
visat på förhöjda risker för vissa cancertyper. Vi befinner oss dagligen i situationer
där vi utsätts för mer eller mindre påverkan av elektromagnetiska fält av olika
karaktär.
Denna del i miljökonsekvensbeskrivningen syftar till att göra en bedömning av hur
en transformatorstation påverkar det lågfrekventa elektromagnetiska fältet i
omgivningen.
1.1. Magnetiska fält
De magnetiska fälten bildas av de strömmar som matas till transformatorn. Fälten
som skapas runt transformatorn avtar dock snabbt med avståndet (tredjepotensen
av avståndet) varför det framförallt är den omedelbara närhet som utsätts för dessa
\\filegbg\powsell\tech\document\12-01738\12-01738-06021200.doc
Sida 2 (7)
12-01738-06021200
fält. Dock när man mäter fälten kring en transformatorstation så kan man inte
undvika att även mäta de magnetfält som alstras kring matarledningarna. På så vis
kan det vara svårt att i praktiken mäta fält som avtar med tredjepotensen av
avståndet.
1.2. Driftsfall
1.2.1. Beskrivning av driftsfallen
De extremt lågfrekventa magnetfälten som alstras av strömmar i ledningar och
transformatorer orsakas i huvudsak av nätets grundton, 50 Hz, och några få
övertoner. Enligt uppgift från Falkenberg energi kommer transformatorn vid
Skottarevet ha ett omsättningsförhållande 33/132 kV med maximal last 150 MVA. I
ett trefassystem med symmetrisk last så kommer strömmens maximalbelopp uppgå
till ungefär 4500 A (jämt fördelat på de tre faserna) på lågspänningssidan respektive
1140 A på högspänningssidan.
1.2.2. Resultat av mätningarna
Försök gjordes med att mäta upp magnetfältet kring en mindre transformatorstation i
ett bostadsområde i Falkenberg. Syftet var att sedan skala upp denna modell till att
passa förhållandena ute till sjöss. Vi kan inte genom dessa mätningar påvisa ett
avståndsberoende som avtar med tredjepotensen. Detta kan bero på flera orsaker.
Troligen inverkar de omkringliggande kraftledningar för mycket för att
avståndsberoendet ska kunna påvisas. Dessutom kan det inte uteslutas att det inom
mätområdet funnits vagabonderande strömmar som inverkat negativt på
mätserierna.
1.2.3. Resultat av beräkningarna
Då en transformator av denna storlek kommer ha viss storlek kan man inte betrakta
denne som en punktkälla på avstånd mindre än 5 m från transformatorns centrum.
Beräkningar visar att på ett avstånd större än 5 m från transformatorns centrum så
dominerar bidragen till magnetfälten från de ledningar som matas till transformatorn.
Detta hänger ihop med att magnetfälten från transformatorn avtar med
tredjepotensen av avståndet, medan magnetfälten från kraftledningarna som matas
in till/ut från transformatorn endast avtar med kvadraten av avståndet.
För att belysa detta har jag satt upp två enkla räkneexempel och plottat resultaten
mot varandra. Resultaten kan sägas utgöra ett värsta fall för Skottarevets
vindkraftpark.
I båda fallen så är det lika stor men motsatt riktad ström i två ledare. I ett
trefassystem så blir fältbilden något annorlunda, men principiellt så kan denna
modell användas för att åskådliggöra jämförelsen.
\\filegbg\powsell\tech\document\12-01738\12-01738-06021200.doc
Sida 3 (7)
12-01738-06021200
I första fallet matas en 150 MVA transformator via en kraftledning med 1500 A på
lågspänningssidan där de två ledarna löper parallellt med 1m avstånd till varandra.
I andra fallet passerar en ström om 1500 A inuti en punktkälla med där de två
ledarna löper intill varandra på ett avstånd om 2m.
14
12
mikrotesla
10
8
Punktkälla
Linjekälla
Börvärde
6
4
2
0
0
10
20
30
40
50
60
meter
Man ser tydligt att redan efter 5 m så är linjekällan (kraftledningarna) den
dominerande källan till magnetfält.
1.2.4. Diskussion och slutsatser
Grundläggande beräkningar av magnetfält från en punktkälla såsom en
transformator visar att magnetfälten från dessa källor är redan på ett avstånd om 510 m från källans centrum sekundära i förhållande till magnetfälten som alstras kring
intilliggande kraftledningar. Magnetfältets styrka för ett värsta fall visas i
ovanstående diagram. Skillnaden är obetydlig för magnetfältet i vatten respektive
luft.
1.2.5. Myndigheternas syn
I Sverige finns idag en försiktighetsstrategi, som 1995 togs fram av
Arbetarskyddsstyrelsen, Boverket, Elsäkerhetsverket, Statens strålskyddsinstitut
och Socialstyrelsen (ASS 1996). I korthet går denna ut på att man bör vidta rimliga
åtgärder för att minska onödig exponering för lågfrekventa magnetfält.
\\filegbg\powsell\tech\document\12-01738\12-01738-06021200.doc
Sida 4 (7)
12-01738-06021200
Rådet för arbetslivsforskning (RALF) lämnade den 1 december 2000 sin slutrapport
om elöverkänslighet och hälsorisker av elektromagnetiska fält (EMF) till regeringen.
Där bedöms extremt lågfrekventa fält, dvs fält mellan 1 Hz och 300 Hz, som en
möjlig carcinogen faktor, främst baserat på resultaten från epidemiologiska studier.
Ställningstagandet grundas på studier dels av leukemi hos barn boende nära
kraftledningar, dels av främst kronisk lymfatisk leukemi hos vuxna som i sin
yrkesutövning exponeras för förhöjda magnetfält. För andra cancerformer kan för
närvarande inga slutsatser dras, säger man i rapporten. Man konstaterar också i
rapporten att elöverkänslighet sannolikt kommer att förbli ett kontroversiellt ämne
under överskådlig tid. Arbetsgruppen menar dock att det finns ett visst vetenskapligt
stöd för den försiktighetsstrategi som utfärdades av fem svenska myndigheter 1996
gällande extremt lågfrekventa magnetiska fält.
Statens Energiverk sa redan 1990 att man ska inta en försiktighetsstrategi, som
innebar att man vid nyanläggning av skolor, lekplatser och daghem skall placera
dessa så långt från kraftledningar att den magnetiska flödestätheten understiger 0,20,3 µT.
Statens strålskyddsinstitut (SSI) skrev i ett dokument ”Riskbedömning, strategi,
kostnader” som kom ut 29 oktober 1993 bl a: ”SSI anser att det finns
forskningsresultat som stödjer hypotesen om ett samband mellan vissa
cancerformer och exponering för lågfrekventa fält… Åtgärder som till rimlig kostnad
minskar exponeringen för människor som stadigvarande vistas i förhöjda
elektromagnetiska fält är befogade.”
En arbetsgrupp under Arbetslivsinstitutets kriteriegrupp för fysikaliska riskfaktorer
har gått igenom forskningen kring elöverkänslighet. Expertgruppen konstaterar att
det idag inte finns några vetenskapliga belägg för att exponering för
elektromagnetiska fält leder till elöverkänslighet eller liknande hälsoproblem.
2.
Ordförklaringar
2.1. Elektromagnetiska fält
Stationära och rörliga elektriska laddade partiklar skapar krafter på andra stationära
eller rörliga laddade partiklar. För att underlätta studierna av dessa krafter så har
man skapat begreppet kraftfält. Detta kraftfält kallas antingen elektriskt fält,
magnetiskt fält eller elektromagnetiskt fält. Stationära laddningar, t ex vid likström,
ger upphov till elektrostatiska och respektive magnetostatiska fält. Vid växelström
har man rörliga eller accelererade laddningar som ger upphov till ett växlande
kraftfält. Så är fallet för strömmatning av det svenska kraftnätet, där strömmen och
likaså de elektromagnetiska fälten som omger de olika strömförande delarna ändrar
riktning 50 gånger per sekund. Således skapas ett elektromagnetiskt fält med
frekvensen 50 Hertz (Hz).
Som en tumregel kan man säga att höga elektriska fält beror på hög spänning (Volt)
och höga magnetiska fält beror på hög ström (Ampere).
\\filegbg\powsell\tech\document\12-01738\12-01738-06021200.doc
Sida 5 (7)
12-01738-06021200
2.2. Lågfrekventa elektromagnetiska fält
Elektromagnetiska fält som ändrar riktning 300 till 300 000 gånger per sekund, 300
Hz – 300 kHz betecknas som lågfrekventa.
2.3. Extremt lågfrekventa elektromagnetiska fält
Elektromagnetiska fält som ändrar riktning 0 till 300 gånger per sekund, 0 Hz – 300
Hz betecknas som extremt lågfrekventa.
2.4. Elektriska och magnetiska fält
Förenklat kan man säga att detta är två sidor av samma sak – ingen rök utan eld.
Elektromagnetiska fält kan delas i två olika komponenter. Beroende på
omständigheterna kan den ena komponenten kan vara större, mindre eller lik den
andre. Magnetiska fält ger upphov till elektriska fält och vice versa.
2.5. Elektrisk fältstyrka
Runt varje laddad partikel existerar det ett elektriskt fält som utbreder sig runt
partikeln. När en andra laddad partikel placeras nära den första kommer krafter att
verka på dessa partiklar till följd av det elektriska fältet som dessa omger sig med.
Elektrisk fältstyrka är ett mått på antal elektriskt laddade partiklar per avståndsenhet
och anges i enheten Volt per meter, V/m.
2.6. Ostörd fältstyrka
Mellan lamellerna inuti ett bilbatteri har man ett så kallat homogent, eller ostört,
elektriskt fält. Man kan säga att den elektriska fältstyrkan är densamma över hela
ytan då lamellerna antas vara plana ytor och att avståndet mellan katod och anod är
den samma över hela ytan. Skulle ytan på den ena lamellen bucklas till så skulle
inte den elektriska fältstyrkan vara ostörd längre. Så är även fallet när människor,
maskiner eller annat rör sig i de elektriska fälten. Med andra ord – den elektriska
fältstyrkan kan ändras drastiskt beroende på geometri och material. Detta har
givetvis stor betydelse vid mätningar av elektriska fält samt i de fall man vill skärma
av de elektriska fälten från omgivningen
2.7. Magnetiska fält
Magnetiska fält utövar krafter på andra rörliga laddningar. Rörliga laddningar
omskrivs ofta som elektrisk ström. Beroende på geometri och antalet rörliga
laddningar så kommer den magnetiska fältstyrkan att variera. Magnetiska fält
beskrivs av två vektorstorlekar: den magnetiska fältstyrkan H och den magnetiska
flödestätheten B. I luft, vakuum och i icke-magnetiska material så är det tillräckligt
att beskriva en av dessa storheter för att få en korrekt beskrivning av de magnetiska
fälten.
\\filegbg\powsell\tech\document\12-01738\12-01738-06021200.doc
Sida 6 (7)
12-01738-06021200
2.8. Magnetisk fältstyrka, H
Magnetisk fältstyrka, H, är ett mått för antal rörliga laddningar per avståndsenhet
och anges in enheten Ampere per meter, A/m. I jämförelse med elektriska fält är inte
magnetisk fältstyrka lika känslig för ändringar i geometri, vilket gör det enklare att
göra noggranna mätningar samtidigt som det är mycket svårt att skärma bort
oönskade magnetfält.
2.9. Magnetisk flödestäthet, B
I den pågående debatten om olika nivåer av magnetfält så syftar man i 99% av
fallen till den magnetiska flödestätheten, B. Enheten för magnetisk flödestäthet är
Tesla. Då 1 Tesla är ett mycket stort mått så pratar vi i dagligt tal oftast om
mikrotesla eller µT. 1 Tesla motsvarar 1 000 000 µT.
2.10. Grundton och övertoner
Elkraften som förser våra arbetsplatser och hushåll med ström och spänning ska
idealiskt endast innehålla en 50 Hz sinuston. 50 Hz kallas för systemens grundton. I
de fall där ström eller spänning inte är perfekt sinusformiga säger vi att det finns
inslag av övertoner. Det finns jämna och udda övertoner. Övertonerna är sinusvågor
med högre frekvens. Ett antal överlagrade sinusvågor eller övertoner kan
sammantaget skapa en annan vågform än den rena sinuston som man eftersträvar i
de ovan nämnda systemen.
3.
Referenslitteratur
•
Hamnerius, Yngve; Elektriska och magnetiska fält i byggnader. ISSN-11034599
•
Bergqvist, U., Hillert, L., Birke, E; RALF: Elöverkänslighet och hälsorisker av
elektriska och magnetiska fält. ISBN 91-88531-13-9
•
Marshall, S., Skitek, G; Electromagnetic concepts and applications. ISBN 013-247842-0. Prentice Hall International
•
WHO Regional publications, European Series, No 25; Nonionizing radiation
protection, 2nd edition. ISBN 92-890-1116-5
•
ELFORSK; EMF-forskningen 2000. ISSN 1401-7075
\\filegbg\powsell\tech\document\12-01738\12-01738-06021200.doc
Sida 7 (7)
