Ugens ekspertspørgsmål: Hvorfor er der forskel på magnetfeltet ved høj- og lavspænding?
Jakob Teglskov spørger om forskellen på magnetfeltet ved høj- og lavspænding:
Nu er der igen omtale i medierne af bekymringer over at bo i nærheden af højspændingsledninger.
I den grundlæggende el-lære får man at vide, at styrken af en elektromagnet er afhængig af antallet af vindinger i spolen og af strømstyrken.
Når man transformerer strøm op til højspænding er det for at sænke strømstyrken og dermed mindske energitabet i ledningerne. Hvorfor er der så et så kraftigt magnetfelt omkring højspændingsledninger?
Burde vi være lige så bekymrede for de 230V/10A ledninger der løber i vores huse?
Senioringeniør på DTU's Center for Elteknologi, Erik Herse, svarer:
Med sine berømte eksperimenter fandt H. C. Ørsted i 1820 ud af, at en magnetnål bliver påvirket af en ledning, hvori der løber en elektrisk strøm.
Franskmændene Biot og Ampere fortsatte Ørsteds undersøgelser og formulerede den naturlov, der går under navnet Amperes lov: ”Rundt om en ledning, hvori der løber en elektrisk strøm, dannes der et magnetfelt, således at de magnetiske feltlinjer er lukkede kurver, hvis tæthed aftager med afstanden fra ledningen”.
Magnetiske felter fremkommer således, hvor der produceres, transporteres og anvendes elektricitet. Det er kendt, at meget høje felter påvirker levende organismer.
Sådanne magnetfelter er dog størrelsesordener højere end dem, der fremkommer omkring højspændingsledninger og i øvrigt ved normal anvendelse af elektriske apparater. Det kraftige magnetiske felt, som findes omkring for eksempel en MR-scanner, har ingen kendt sundhedsfarlig virkning.
Gennem de sidste 30–40 år er problemet om en eventuel sundhedsskadelig virkning fra lavfrekvente magnetfelter omkring elektriske anlæg jævnligt taget op af forskere især i USA og Sverige, men også i Danmark.
I slutningen af 1980’erne nedsatte den danske elbranche et magnetfeltudvalg, der løbende har fulgt udviklingen og informeret om de indhøstede erfaringer. Magnetfeltets seneste pjece fra 2008 kan findes her.
Jakob Teglskov har helt ret i, at når spændingen transformeres op, så falder strømstyrken tilsvarende og dermed magnetfeltet omkring lederen. Men når elselskaberne transformerer spændingen op til for eksempel 400 kilovolt, så er det primært for at øge overføringsevnen for anlæggene, hvilket betyder, at sådanne højspændingsledninger også dimensioneres til langt højere strømme.
Den højere spænding kræver et højere elektrisk isolationsniveau, hvilket ved luftledningsanlæg betyder, at de enkelte ledere i et trefaset vekselstrømssystem ophænges med betydelig afstand. Sammenlagt giver det et højere og mere udbredt magnetfelt ved jorden end et lavere spændingsniveau ville gøre.
Med hensyn til de elektriske installationer i vore bygninger, så er der tale om, at de to spændingsførende ledere (fase- og nulleder) ligger så tæt, at magnetfeltet uden om bliver forsvindende, da vekselstrømmene i henholdsvis fase- og nulleder i et enfaset system er modsatrettet.
Der er altså ingen grund til bekymring ved vore elektriske bygningsinstallationer. Derimod kan magnetfeltet omkring vore elektriske apparater være af en betydelig størrelse, afhængig af apparatets funktion og udformning.
Eksempelvis kan magnetfeltet fra en hårtørrer være flere hundrede gange større end fra et 400 kilovolt luftledningsanlæg. Det bør dog heller ikke give anledning til bekymring, idet vi næppe tørrer hår hele tiden.
Ved jordkabelanlæg gælder tilsvarende. Ved de lavere spændingsniveauer (under 100 kilovolt) udføres kablerne ofte som trefasede kabler, hvor vekselfelterne stort set ophæver hinanden, hvorimod jordkabelanlæg ved højere spænding normalt udføres som tre enkeltleder kabler med en sikkerhedsafstand, dels på grund af varmeudvikling, dels på grund af risiko for overgravning.
Det kan så føre til et betydeligt højere magnetfelt lige over kabelanlægget, men til gengæld med en ringe udbredelse.
I ovennævnte pjece findes illustrationer, tabeller og lignende, der oplyser om de mange forskellige situationer.
Jakob Teglskov vinder to billetter til Experimentarium for sit spørgsmål.
Er du rigtig klog? Nu kan du udfordre dine venner med ekspert-spørgsmål fra Scientariet i Ingeniørens nye Facebook-quiz "Så ka' du lære det!". Klik her for at deltage i quizzen og teste dine venner.
Spørg Scientariet er redigeret af Julian Henlov, juh@ing.dk.
Danske forskere bygger verdens kraftigste ultralydscanner
Spørg Læserne: Hvad er de mest effektive metoder til at fjerne myg fra haven?
