По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.3

Методика и способы защиты от электромагнитного импульса

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

Выполнен анализ принципов защиты электрооборудования от ЭМИ. Рассмотрены основные методы повышения его стойкости по отношению к ЭМИ и анализируются в основном конструкционные методы (экранирование, зонирование, заземление). Показано различие требований к защитным устройствам при разряде молнии и при воздействии ЭМИ. Анализируется топология зонального экранирования и выбор материалов экранов. Предлагаются комплексные решения по защите от ЭМИ с использованием ВЧ-диодов, ОПН и вакуумных управляемых разрядников.

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. Электромагнитная совместимость 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.

18. Гуревич В.И. Электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва и защита электрооборудования от него. – М.: Инфраинженерия, 2019. – 516 с.

19. Шульга Р.Н. Моделирование и испытательные схемы выключателей постоянного тока для многоподстанционных сетей постоянного тока // Электричество. – 2017. – № 11. – С. 30–35.

20. Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Мирошниченко В.А., Перунов А.А., Присеко Ю.С., Сидоров В.А., Филиппов В.Г. Комбинированное устройство защиты от импульсных перенапряжений // Электричество. – 2011. – № 9. – С. 40–44.

Электромагнитный импульс (ЭМИ) при высотном ядерном взрыве (ВЯВ) является наиболее мощным, наряду с разрядом молнии, воздействием для оборудования энергоструктуры. В [1, 2] описан характер такого воздействия, далее называемого ЭМИ, а в зарубежной литературе – HEMP, и показан его состав в виде трех составляющих Е1, Е2 и Е3. Составляющая Е1 носит полевой характер, расположена в наносекундном диапазоне с напряженностью поля до 50–100 кВ/м, составляющая Е2 приближается к разряду молнии, расположена в микросекундном диапазоне с напряженностью до 200 кВ/м, а составляющая Е3 расположена в секундном диапазоне с напряженностью до десятка кВ/м и приближается к МГД-воздействию при солнечных бурях. Стандарт МЭК 61000 [3, 4] обобщил многочисленные эксперименты по ВЯВ и рекомендовал их к применению при разработке и проектировании электрооборудования. За последние годы появились многочисленные публикации по анализу ЭМИ [5, 6] и воздействию на различные компоненты технических средств (ТС) и их повреждаемости, а также средств и способов защиты от ЭМИ [8–11].

Методика и способы защиты от ЭМИ носят комплексный характер, исследованы и предложены многочисленными учеными и разработчиками в виде руководств по электромагнитной совместимости (ЭМС) с учетом как внешних, так и внутренних источников помех (ИП), присущих энергосистеме [12–15]. Комплексные средства защиты от ЭМИ рассмотрены в [17–20].

Цель статьи состоит в обобщении методики и способов защиты от ЭМИ на основе ранее предлагаемых решений, которые уже реализуются разработчиками и проектантами при защите от ИП, молнии и других ранее заложенных воздействий. Такой подход позволяет несколько удешевить защиту от ЭМИ, хотя полная защита вряд ли может быть гарантирована с учетом многообразия средств и технологий поражения.

Методика защиты от ЭМИ включает концептуальные, схемотехнические и конструкционные технические решения, которые рационально закладывать на начальном этапе разработки ТС и комплексных проектов. Предварительный неучет таких решений зачатую оборачивается значительным повышением затраты и длительности реализации ТС и проекта.

Для Цитирования:
Шульга Р. Н., Методика и способы защиты от электромагнитного импульса. Главный энергетик. 2023;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: