Perzeptionsschwellen-Projekte

Wirkmechanismen und menschliche Wahrnehmungsschwellen in elektrischen Feldern von Hochspannungsleitungen

Im Zuge der Energiewende spielt es eine immer größere Rolle Strom möglichst verlustarm über weite Strecken zu transportieren. Stromleitungen werden dafür von Wechsel- auf Gleichstrom umgestellt und es entstehen neue Hybridleitungen aus der Kombination von Wechsel- und Gleichstromleitungen auf derselben Trasse. Grenzwerte für Gleichstrom- oder Hybridfelder existieren jedoch nicht und der Wirkmechanismus der menschlichen Wahrnehmung von elektrischen Feldern wurde bisher wenig untersucht.

Im Rahmen unserer groß angelegten Studie mit über 200 Probandinnen und Probanden konnten Wahrnehmungsschwellen für elektrische Gleichstrom- und Wechselstromfelder, sowie der Einfluss von Ionenströmen und einer veränderten Luftfeuchtigkeit, bestimmt werden (Kursawe et al., 2021). Des Weiteren wurde eine verstärkte Wahrnehmbarkeit von Hybridfeldern festgestellt, welche in einer Folgestudie mit 50 Proband*innen genauer untersucht wurde. Diese Ergebnisse zeigten zudem einen signifikanten Einfluss der Wechselstromkomponente auf die Wahrnehmungsschwellen. Im Fokus unserer aktuellen Studien steht zunächst die genauere Bestimmung der minimalen Wahrnehmungsschwelle von elektrischen Hybridfeldern und die Spezifizierung des Einflusses der Gleichstromkomponente auf die Wahrnehmungsleistung. Ein weiteres Ziel aktueller Forschung ist die Untersuchung von Wirkmechanismen der menschlichen Wahrnehmung von elektrischen Feldern. Dabei steht besonders der Einfluss der individuellen Körperbehaarung und der Haareigenschaften im Vordergrund.

Durchgeführt werden die Forschungsprojekte im eigens entwickelten Expositionslabor auf dem Gelände der Uniklinik Aachen. Hier können statische elektrische Felder bis 50 kV/m in Kombination mit Ionenströmen bis 550 nA/m2 generiert werden. Elektrische Wechselfelder mit einer Frequenz von 50 Hz können bis zu einer Feldstärke von 30 kV/m erzeugt werden. Die Kombination von Wechsel- und Gleichstromfeldern (als Hybridfeld bezeichnet) ist auf eine Feldstärke von 50 kV/m begrenzt. Zusätzlich können in dem Expositionslabor Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit gezielt und unabhängig voneinander variiert werden. Es wurden zahlreiche Sicherheitsvorkehrungen und Maßnahmen implementiert, die eine sichere Durchführung von doppel-blinden Versuchsreihen gewährleisten. Eine genaue Beschreibung des Laboraufbaus, sowie der technischen Umsetzung, kann unserer Publikation entnommen werden (Jankowiak et al., 2021).

Ansprechperson:
Dr. phil. Michael Kursawe

Das Team:
Kathrin Jankowiak, Ralph Kühn, Michael Kursawe