Sähkö- ja magneettikentät

Pientaajuisia sähkö- ja magneettikenttiä syntyy sähköntuotannosta, siirrosta, jakelusta ja käytöstä. Niitä esiintyy sähkökaapeleiden ja voimajohtojen ympärillä sekä minkä tahansa sähkökäyttöisen kodinkoneen, teollisuuslaitteen tai toimistolaitteen ympärillä. Sähkökenttä on olemassa silloinkin kun sähköä ei virtaa. Silloin kun sähköä virtaa, magneettikentän voimakkuus vaihtelee virrankulutuksen mukaan. Tällöin sähkökentän voimakkuus on kuitenkin vakio.

Sähkökenttä syntyy jännite-eroista. Mitä suurempi on jännite, sitä voimakkaampi kenttä. Sähköä on kuitenkin järkevää siirtää suurilla jännitteillä sillä silloin siirtohäviöt jäävät pienemmiksi ja johdot vievät vähemmän tilaa maastossa. Sähkökentän voimakkuuden yksikkö on volttia metriä kohden (V/m, 1 kV = 1000 V). Suurempia sähkökentän voimakkuuksia esiintyy vain suurjännitteisten voimansiirtolaitteistojen välittömässä läheisyydessä ja joissakin teollisuuskohteissa.

Magneettikenttiä taas syntyy sähkön virratessa. Mitä suurempi on sähkövirta, sitä voimakkaampi on magneettikenttä. Magneettikentän suuruutta kuvataan magneettivuon tiheydellä, jonka yksikkönä on tesla [T]. Magneettikenttä on suurimmillaan muun muassa sähkökaapelin pinnalla tai melkein minkä tahansa sähkölaitteen pinnalla. Magneettikentän suuruus riippuu sekä sähkövirrasta ja etäisyydestä, että myös johtimien sijoittelusta ja sähkölaitteen rakenteesta.

Asetus enimmäis- ja suositusarvoista

Sosiaali- ja terveysministeriön asetus "ionisoimattoman säteilyn väestölle aiheuttaman altistumisen rajoittamisesta" tuli voimaan 1.5.2002. Asetuksessa vahvistetaan ultraviolettisäteilyn, radiotaajuisen säteilyn ja lasersäteilyn enimmäisarvojen lisäksi suositusarvot pientaajuisille (sähkönsiirron 50 Hz) sähkö- ja magneettikentille. Asetuksen valmistelussa lähdemateriaalina on käytetty viimeisimpiä tutkimustuloksia ja kansainvälisiä suosituksia. Asetuksen mukaan väestön altistuksen suositusarvo voimajohdon (50 Hz) sähkökentälle on 5 kV/m ja magneettikentälle 100 uT, kun altistuminen kestää merkittävän ajan. Muulloin suositukset ovat 15 kV/m ja 500 uT.

Suomen voimajohtojen sähkökentät ovat matalia, mutta joillakin 400 kV pylväsväleillä on mitattu noin 5 kV/m lukemia. Koska kyseisellä paikalla ei oleskella pitkiä aikoja, arvo ei ylitä EU:n suositusta. Sähkökenttä pienenee nopeasti johdosta kauemmaksi mentäessä.

Magneettikenttien lähteitä on elinympäristössämme paljon sähkökenttien lähteitä enemmän. Voimansiirto- ja jakelujärjestelmät, monet sähkölaitteet ja lisäksi myös kiinteistöjen sisäiset sähköasennukset aiheuttavat magneettikenttiä. Alle yhden mikroteslan (uT) tasoisille kentille altistuminen elinympäristössä on varsin yleistä. Sähkölaitteita käytettäessä magneettikentät voivat ylittää tämän tason lähietäisyydellä, mutta altistusajat jäävät yleensä lyhyiksi.

Terveysvaikutukset

Pientaajuiset sähkökentät eivät merkittävästi läpäise kehoa, mutta ne kehittävät varauksen kehon pinnalle. Tämä ei kuitenkaan ole haitallista. Voimakkaille sähkökentille altistumista, yleensä lyhytaikaista, tapahtuu vain suurjännitteisten voimansiirtolaitteistojen lähellä. Riittävän voimakkaat sähkövirrat ja näin myös riittävän suuret magneettikentät ärsyttävät hermo- ja lihaskudoksia. Lisäksi niistä voi aiheutua näköaistimuksia. Suurtaajuisten sähkömagneettisten kenttien pääasiallinen biologinen vaikutus on lämpeneminen. Kentät, joille ihmiset yleensä altistuvat, ovat kuitenkin yleensä liian heikkoja, jotta lämpenemistä tai kehon lämpötilan nousua esiintyisi. Voimajohdot eivät ole merkittävä altistaja. Suurimmat riskit liittyvät ammattikäytössä käytettäviin laitteisiin.

Tekniset häiriöt tekevät kenttäilmiöt näkyviksi, mutta niillä ei ole yhteyttä epäiltyihin terveyshaittoihin. Tutkittaessa sähkö- ja magneettikenttien mahdollisia vaikutuksia ihmisiin ei ole saatu näyttöä siitä, että kentät aiheuttaisivat fyysisiä tai psyykkisiä sairauksia tai sähköyliherkkyydeksi nimettyjä oireita. Sähköyliherkkyyteen on liitetty erilaisia tuntemuksia kuten päänsärky, pistely, huimaus, väsymys, iho-oireet ja voimattomuus. Oireet ovat olleet asianomaisille todellisia, vaikkei niiden yhteyttä sähkö- ja magneettikenttiin ollakaan voitu yhdistää. Eniten on tutkittu pitkäaikaishaitoista epäiltyä syöpäriskiä. Tuloksien perusteella näyttää siltä, etteivät magneettikentät yksinään aiheuta syöpää. Sähkö- ja magneettikentät voivat vaikuttaa myös sydämentahdistinten toimintaan. Tahdistimen häiriintymistä voidaan kuitenkin vähentää säädöin sekä tahdistinvalinnoilla.

Sähkökenttien vaimentaminen

Sähkökenttien leviäminen ympäristöön voidaan estää eristämällä jännitteiset osat metallikotelon tai muun sähköä johtavan rakenteen sisään. Esimerkkinä voidaan mainita maakaapelin metallivaippa, joka estää sähkökentän tunkeutumisen kaapelin ulkopuolelle. Metalliset kotelot ja vaipat eivät kuitenkaan vaimenna magneettikenttiä. Voimajohtojen sähkökenttiä voidaan vaimentaa seinien, puiden ja rakennusten avulla. Magneettikentiltä ne eivät kuitenkaan suojaa. Voimajohtojen hautaaminen maahan vaimentaa sähkökenttiä, muttei magneettikenttiä. Magneettikenttä kuitenkin vaimenee nopeasti, kun välimatka lähteeseen kasvaa.

Kenttien mittaaminen ja laskenta

Kenttien suuruudet voidaan määritellä laskemalla tai mittaamalla. Voimansiirto- ja jakelujohtojen aiheuttamat kentät voidaan yleensä laskea kohtuullisen tarkasti. Monimutkaisempien rakenteiden ja laitteiden kentät saadaan selville paremmin mittaamalla. Mittauksen yhteydessä on huomattava, että itse mittaaja, mittauspaikan lähistöllä olevat muut sähköä johtavat kappaleet, säätila, mahdollinen kasvillisuus jne. vaikuttavat mittaustulokseen. Magneettikentän mittausta vaikeuttaa myös se, että tietyssä paikassa magneettikenttä voi aiheutua monen eri lähteen yhteisvaikutuksesta. Magneettikenttiä aiheuttavien virtojen suuruudet vaihtelevat jatkuvasti.

LiitePäivämääräKoko
28.09.2010661 Kt
13.09.201374 Kt
13.09.201363 Kt