По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.396

Измерения и испытательные установки мощных электромагнитных импульсов

Шульга Р. Н. канд. техн. наук, ВЭИ – филиал ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. акад. Е. И. Забабахина», г. Москва

Описаны методы и схемы измерения параметров мощных электромагнитных импульсов (ЭМИ), возникающих при воздушном ядерном взрыве и при воздействии сверхширокополосного импульса. Указанные воздействия занимают субнаносекундный и микросекундный диапазон и требуют применения оптоэлектронных средств измерения тока, напряжения и энергии импульсов с использованием волоконно-оптической связи и цифровой обработки данных. Указанные средства измерения используются в современных испытательных установках (имитаторах) ЭМИ для испытания гражданских энергообъектов и аппаратуры РЭА и РЗА, наиболее чувствительной к воздействию ЭМИ.

Литература:

1. Шульга Р.Н. Электромагнитный импульс применительно к энергетике // Оперативное управление в электроэнергетике. – 2023. – № 4. – С. 32–44.

2. Шульга Р.Н. Влияние мощного электромагнитного импульса на энергообъекты // В портфеле редакции журнала «Электрооборудование: эксплуатация и ремонт».

3. ГОСТ IEC 61000-4-5-2017. Электромагнитная совместимость. 4. 4-5 Методы испытаний и измерений. – М., 2018.

4. ГОСТ IEC/TS 61000-1-2-2015. Электромагнитная совместимость. Общие положения. Методология достижения функциональной безопасности электрических и электронных систем. – М.: Стандартинформ, 2016. – 68 с.

5. Электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва. – URL: http://www.miem. hse.ru

6. Ядерный электромагнитный импульс. – URL: http://www.wikpedia.org

7. Шульга Р.Н., Змиева К.А., Должикова У.Ю., Тимофеев Е.М. Датчики тока и напряжения для цифровых подстанций нового поколения // Электро. – 2012. – № 5. – С. 33–37.

8. Hybrid Electronic Combined Instrument Transformer HE CT/VT. – URL: http://www. schniewindt.de

9. Валлиулина Д.М., Козлов В.К. Электромагнитная совместимость: учеб. пособие. – Казань, 2018. – 95 с.

10. Нестеров С.В. Курс: электромагнитная совместимость в электроэнергетике, НГТУ.

11. Уилльямс Т. ЭМС для систем и установок / Т. Уилльямс, К. Армстронг; пер. с англ.: В.С. Кармашев, Л.Н. Кечиев, В.Н. Сарылов. – М.: ИД «Технологии», 2004. – 507 с.

12. Балюк Н.В., Кечиев Л.Н., Степанов П.В. Мощный электромагнитный импульс: воздействия на электронные средства и методы защиты. – М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. – 478 с.

13. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

14. Шваб А.Й. Электромагнитная совместимость – М.: Энергоатомиздат, 1995.

15. Князев А.Д., Кечиев Л.Н., Петров Б.В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом ЭМС. – М.: Радио и связь, 1989. – 224 с.

16. Haytt H.A. Technique for Optimizing ESD, EMP and Lightning Protection // ITEM. – 1992. – P. 172–179.

17. McGivern P.L. EMP Protection Against Lightning and Nuclear Pulses // ITEM. – 1991. – P. 104–110.

В предыдущих работах автора [1, 2] представлены характеристики мощного электромагнитного импульса (ЭМИ), возникающего при высотном ядерном взрыве (ВЯВ), и приведены параметры чувствительности энергообъектов и аппаратуры РЭА и РЗА к воздействию ЭМИ. Стандарты для учета подобных воздействий оговорены в [3, 4] и стали в последнее время весьма актуальны в связи с новыми формами воздействий типа сверхширокополосного импульса. В работах [5, 6] приводятся характеристики таких воздействий, а в [7, 8] способы современных оптоэлектрических измерений, цифровой передачи и обработки информации. Указанные средства широко используются при обеспечении электромагнитной совместимости (ЭМС) гражданских энергообъектов и аппаратуры в работах [9–11]. Публикация [12] послужила основой для описания испытательных установок (имитаторов) мощных ЭМИ. Работы [13–17] отражают проблемы ЭМС, способов и методов защиты от помех и наводок в аппаратуре и силовом оборудовании энергообъектов.

Измерение мощных ЭМИ можно производить с использованием как кабельных, так и оптоэлектронных средств измерения. Кабельные линии связи затягивают длительность фронта измеряемого сигнала при увеличении длины кабеля. Передача сигнала с субнаносекундным фронтом возможна при длине кабеля на расстоянии, которое не превышает 5 м. Расширение полосы пропускания кабеля в области верхних частот обычно достигается использованием фильтров ВЧ.

Использование волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) взамен кабельной линии дает заметные преимущества: реально не вносит искажения в структуру ЭМИ, передаваемый по ВОЛС световой сигнал не подвержен влиянию помех и наводок. Кроме того, ВОЛС более широкополосны и обладают слабым затуханием сигнала на уровне 5–10 дБ/км. При одинаковой длине с кабелем ВОЛС может передать сигнал с фронтом в 10–100 раз короче, нежели кабельная линия. Благодаря указанным преимуществам ВОЛС можно использовать не только вблизи электрода заземления испытательной установки, но и внутри испытуемого объекта.

Для Цитирования:
Шульга Р. Н., Измерения и испытательные установки мощных электромагнитных импульсов. Электроцех. 2023;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: