Гражданская оборона: устойчивость лаборатории к воздействию Электромагнитного Импульса(ЭМИ) |
Автор Administrator | |
24.04.2008 г. | |
4 гражданская оборона Необходимо оценить устойчивость лаборатории физики твердого тела к воздействию электромагнитного импульса (ЭМИ) ядерного взрыва и предложить мероприятия по повышению устойчивости. 4.1 Основные положения Одной из основных задач ГО является проведение мероприятий, направленных на повышение устойчивости работы объектов в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС) мирного и военного времени. Под устойчивостью работы промышленного объекта понимают способность его в условиях ЧС выпускать продукцию в запланированных объеме и номенклатуре, а при получении слабых и средних разрушений или нарушении связей по кооперации и поставкам восстанавливать производство в минимальные сроки. Под устойчивостью работы объектов, непосредственно не производящих материальные ценности, понимают способность их выполнять свои функции в условиях ЧС. На устойчивость работы объектов народного хозяйства в ЧС влияют
следующие факторы [15]: Исследование устойчивости работы объекта народного хозяйства заключается во всестороннем изучении условий, которые могут сложиться в ЧС, и в определении их влияния на производственную деятельность. Цель исследования состоит в том, чтобы выявить уязвимые места в работе объекта в ЧС и выработать наиболее эффективные рекомендации, направленные на повышение его устойчивости. В дальнейшем эти рекомендации включаются в план мероприятий по повышению устойчивости работы объекта, который и реализуется. Исследование устойчивости предприятий проводится силами инженерно-
технического персонала с привлечением специалистов научно-исследовательских
и проектных организаций, связанных с данным предприятием. Весь процесс
планирования и проведения исследования можно разделить на три этапа [15]: На первом этапе разрабатываются руководящие документы, определяется состав участников исследования и организуется их подготовка. На втором этапе проводится непосредственно исследование устойчивости работы объекта в ЧС. На третьем этапе подводятся итоги проведенных исследований. Группы специалистов по результатам исследований подготавливают доклады, в которых излагаются выводы и предложения по защите рабочих и служащих и повышению устойчивости оцениваемых элементов производства. На каждом предприятии, исходя из его назначения, размещения и специфики производства, мероприятия по повышению устойчивости могут быть различными. На образование ЭМИ расходуется небольшая часть ядерной энергии, однако, он способен вызывать мощные импульсы токов и напряжений в проводах и кабелях воздушных и подземных линий связи, сигнализации, управления, электропередачи, в антеннах радиостанций и т.п. Воздействие ЭМИ может привести к сгоранию чувствительных электронных и электрических элементов, связанных с большими антеннами или открытыми проводами, а также к серьезным нарушениям в цифровых и контрольных устройствах, обычно без необратимых изменений. Особенностью ЭМИ как поражающего фактора является его способность распространяться на десятки и сотни километров в окружающей среде и по различным коммуникациям. Поэтому ЭМИ может оказать воздействие там, где ударная волна, световое излучение и проникающая радиация теряют свое значение как поражающие факторы. При наземных и низких воздушных взрывах в зоне, радиусом в несколько километров от места взрыва, в линиях связи и электроснабжения возникают напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции проводов и кабелей относительно земли, а также пробой изоляции элементов аппаратуры и устройств, подключенных к воздушным и подземным линиям. Степень повреждения зависит в основном от амплитуды наведенного импульса напряжения или тока и электрической прочности оборудования. Главная задача защитных устройств от ЭМИ — исключить доступ наведенных токов к чувствительным узлам и элементам защищаемого оборудования. Проблема защиты от ЭМИ усложняется тем, что импульс протекает примерно в 50 раз быстрее, чем, например, разряд молнии, и поэтому простые газовые разрядники в данном случае малоэффективны. В каждом конкретном случае должны быть найдены наиболее эффективные и
экономически целесообразные методы защиты электронной аппаратуры и крупных
разветвленных электротехнических систем. Рассмотрим основные методы защиты Металлические экраны отражают электромагнитные волны и гасят
высокочастотную энергию. Через систему заземления ток, наведенный ЭМИ,
стекает в землю, не причиняя вреда электронной аппаратуре, находящейся
внутри металлических шкафов или коробов. Соединительные кабели для защиты прокладывают в земляных траншеях под цементным или бетонированным полом зданий либо заключают в стальные короба, которые заземляют. Можно размещать кабеля и на поверхности поля, закрыв их заземленными швеллерами. Надежность повышается, если кабель разветвляется и подводится к
нескольким шкафам с разделительными трансформаторами. В этом случае
изолированные участки сети обладают большим сопротивлением изоляции и малой
емкостью проводов относительно земли. Также целесообразно применять фильтры
от высокочастотных помех. Основные функции защитного разрядника — разомкнуть линию или отвести
энергию для предотвращения повреждения в защищаемом оборудовании. Для защиты аппаратуры могут быть рекомендованы плавкие предохранители
и защитные входные приспособления, которые представляют собой различные
релейные или электронные устройства, реагирующие на превышение тока или
напряжения в цепи. Обеспечивают «стекание» большого разряда в землю без повреждения
изоляционных элементов линий. Указанные способы и средства защиты должны внедряться во все виды электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры с учетом характера поражающего действия электромагнитных излучений ядерного взрыва для обеспечения надежности работы предприятий в условиях ЧС мирного и военного времени. 4.2 Исходные данные Оценить устойчивость работы лаборатории физики твердого тела к
воздействию ЭМИ ядерного взрыва по исходным данным, занесенным в таблицу Объект располагается на расстоянии R = 5 км от вероятного ядерного
взрыва. Ожидаемая мощность ядерного боеприпаса q = 1000 кт, взрыв наземный. 1. Питание электродвигателей: напряжения 380 В и 6000 В по подземным
неэкранированным кабелям l1 = 75 м. Кабели имеют вертикальное отклонение к
электродвигателям высотой l1 = 1,5 м. Допустимые колебания напряжения сети 2. Система автоматического управления энергоблока состоит из
устройства ввода, ЭВМ, блока управления исполнительными органами,
разводящей сети управления дополнительными агрегатами. Устройство ввода, Таблица 4.1 — Исходные данные по оценке воздействия ЭМИ на устойчивость объекта 4.3 Исследование устойчивости объекта к воздействию ЭМИ 1. РАССчИТАЕМ ОЖИДАЕМЫЕ НА ОБЪЕКТЕ МАКСИМАЛЬНЫЕ ЗНАчЕНИя ВЕРТИКАЛЬНОЙ [pic], В/м, (4.1) [pic], В/м, (4.2) где R — расстояние объекта от вероятного ядерного взрыва; q — ожидаемая мощность ядерного боеприпаса. [pic] В/м, [pic] В/м. 2. Определим максимальные ожидаемые напряжения наводок [16]: а) в системе электропитания: [pic], В (4.3) [pic], В (4.4) где l1 — высота вертикального отклонения кабеля к электродвигателям, L1 — длина подземного экранированного кабеля; ( — коэффициент экранирования кабеля. [pic]В [pic]В б) в разводящей сети управления: [pic], В (4.5) [pic], В (4.6) где l2 — высота вертикального ответвления разводящей сети управления к блокам управления, L2 — длина горизонтальной линии разводящей сети управления; ( — коэффициент экранирования кабеля. [pic]В [pic] В в) в устройстве ввода, ЭВМ, блоке управления: [pic], В (4.7) где l3 — высота токопроводящих элементов; ( — коэффициент экранирования кабеля. [pic] В 3. Определим допустимые максимальные напряжения наводок [16]: а) в сети питания: [pic], В (4.8) где U — напряжение питания электродвигателей; [pic]В [pic]В б) в разводящей сети управления: [pic]В в) в устройстве ввода, ЭВМ, блоке управления: [pic]В 4. Рассчитаем коэффициент безопасности [16]: [pic], дБ (4.9) где UД — допустимое максимальное напряжение наводок в устройстве ввода, ЭВМ, блоке управления, UЭ — ожидаемое максимальное напряжение наводок в устройстве ввода, [pic]дБ Таблица 4.2 — Результаты оценки устойчивости объекта к воздействию ЭМИ |
« Пред. | След. » |
---|