доцільні методи захисту електронної апаратури.
Одним з методів збільшення стійкості і захисту радіоелектронних сис-тем від дії сильного електромагнітного випромінювання є застосування металевих екранів, що і був застосований на підприємстві «Галпласт». Вони відбивають електромагнітні хвилі і гасять високочастотну енергію. Через систему заземлення, струм стікає в ґрунт, не при-чинив шкоди електронній апаратурі. На підприємстві застосований тип з стальних листів. Стінки екранів виконані у вигляді сітки. При зібранні даної сітки особлива увага звернулася на електричний контакт між їх елементами.
Найбільш надійний метод збирання екранів — зварка, що і застосувалося на заводі. Найкращі результати дає зварювання в інертному газі. Екранування повністю зварного правильно виготовленого екрану перевищує 100 дБ, що дає великий захист на підприємство.
Сполучні кабелі — невід’ємна частина електротехнічної системи і потребують захист від дії ЕМІ. Напруження, що наводиться під дією ЕМІ, залежить від конструкції кабелів, природи кінцевих навантажень і конструкції розємів, якості монтажу кабелю і зовнішнього оточення при його практичному використанні.
Для захисту сполучних кабелів, на підприємстві прокладають в земляних траншеях під цементною підлогою цеху. Багато кабелі розміщені на поверхні підлоги, але для цього їх покрити заземленими швелерами. По довжині між собою швелери зварюють так, щоб був надійний електричний контакт.
Для захисту від ЕМІ використовуються на підприємстві розрядники, що встановлені на входи апаратури та у підземній лінії зв'язку і електропостачання.
Основні функції захисного розрядника — детектувати імпульс, розімкнути лінію або відвести енергію для запобігання пошкодженню.
Розрізняють два основні види захисних розрядників — «м'які» і «жорсткі» обмежувачі. На заводі використовуються лише «жорсткі», — прилади з пробоєм (діоди, вугільні загороджувачі).
Довговічність розрядника повинна відповідати терміну служби схеми, що захищається. Він покликаний постійно підтримувати в ній нормальну напругу і мати високий опір ізоляції, достатню пропускну спроможність по потужності. В процесі спрацьовування їх розрядні характеристики не залежать від полярності імпульсів.
Стійкість апаратури до дії ЕМІ у великій мірі залежить також від правильної експлуатації ліній та електроустановок, ретельного контролю справності засобів захисту. До важливих вимогах експлуатації відносяться періодична і своєчасна перевірка електричної міцності ізоляції ліній і вхідних мереж електрорадіотехнічної апаратури, своєчасне виявлення і усунення виниклих заземлень проводів, контроль справності розрядників, плавких вставок. На підприємстві є людина, яка слідкує за цим і при пошкодженні апаратури швидко усуває проблему з метою захисту.
Вказані способи засоби захисту впроваджені у всі види електротехнічної і радіоелектронної апаратури на заводі з врахуванням характеру вражаючої дії електромагнітних випромінювань ядерного вибуху для забезпечення надійності роботи підприємств в умовах ракетно-ядерної війни.
7.3. Оцінка дії електромагнітного імпульсу
Для визначення необхідних заходів по підвищенню стійкості цеху на заводі «Галпласт» в умовах дії ЕМІ ядерних вибухів проводиться аналіз та оцінка стійкості всіх видів апаратури електропостачання, електричних систем, радіотехнічних засобів і засобів зв'язку, що наявній на підприємстві.
Як показник стійкості елементів системи до дії ЕМІ ядерного вибуху можна прийняти коефіцієнт безпеки, визначений відношенням гранично допустимого наведеного струму або напруги Vд до наведеного, тобто створеного ЕМІ в даних умовах Vе. Коефіцієнт безпеки є логарифмічна величина, вимірювана в дебицеллах (дБ):
Оскільки окремі елементи системи можуть мати різні значення коефіцієнта безпеки, то стійкість системи в цілому характеризується мінімальним значенням коефіцієнта безпеки, які входять в її склад елементів. Це значення коефіцієнта безпеки є межею стійкості системи до дії ЕМІ ядерного вибуху.
Стійкість системи до ЕМІ на підприємстві «Галпласт» оцінюється в такій послідовності:
1. Виявляється очікувана ЕМІ-обстановка, яка харак-теризується наявністю ЕМІ-сигналів, створених ядерним вибухом, і параметрами: напруженістю полів, часом наростання і спаду електромагнітного поля.
2. Електронна або електротехнічна система розбивається на окремі елементи, аналізується призначення кожного елементу та виділяються основні елементи, від яких залежить робота системи.
3. Визначається чутливість апаратури і її елементів до ЕМІ, тобто граничні значення наведених напружень і струмів, при яких робота системи ще не порушується.
4. Визначаються можливі наведення струмів і на-пруги в елементах системи від дії ЕМІ.
5. Визначаються коефіцієнт безпеки кожного елемента системи і межа стійкості системи в цілому.
6. Аналізуються, оцінюються результати розрахунків та робляться висновки, в яких вказується: ступінь стійкості системи до дії ЕМІ; найбільш вражаючих місць системи; необхідні організаційні і інженерно-технічні заходи щодо підвищення стійкості вразливих елементів і системи в цілому з врахуванням економічної доцільності.
Оцінка стійкості системи до дії ЕМІ починається з детального вивчення ЕМІ-обстановки з врахуванням вимог, які виконують система функцій і її робочих характеристик. ЕМІ-обстановка — це область простору, в якій діють ЕМІ-сигнали. Вона характеризується напруженістю електричного поля і напруженістю магнітного поля. Напруженість магнітного поля, створеного ядерним вибухом, може досягти до 100 А/м і більш, а напруженість електричного поля — десятків кіловольт на метр.
Крім того, важливим параметром є час наростання та час спаду електромагнітного поля. Чим швидше наростає поле, тим важче захистити апаратуру.
Час наростання електромагнітного поля залежить від висоти і потужності ядерного вибуху. Проте для розрахунків приймається час наростання 10-8 с.
Можна виділити декілька варіантів виникнення ЕМІ-обстановки
1.Основний варіант — це утворення району джерела наземного вибуху.
При повітряних вибухах на невеликій висоті або на-земних вибухах областю, всередині якої можуть бути які-небудь істотні пошкодження від ЕМІ є кільце із внутрішнім радіусом в декілька кілометрів і зовнішню площею порядка сотні або тисячі квадратних кілометрів.
2. Підземна ЕМІ-обстановка. Електромагнітне поле проникає в грунт. Глибина проникнення поля в ґрунт — до декількох десятків метрів. Для більшості систем, розташованих під по-верхнею ґрунту, застосовні значення напруженості полів, визначені для