Раздел Гражданская защита

Тема задания: «Оценка устойчивости Заводоуправления ПАО «ММК им. Ильича» к воздействию электромагнитного импульса (ЭМИ) ядерного взрыва» ...

1 Основные положения
2 Задание
3 Исследование устойчивости объекта
4 Мероприятия по повышению устойчивости объекта к воздействию электромагнитного импульса и сопутствующих ему вторичных поражающих факторов

На расстоянии R = 6 км от исследуемого объекта произведен наземный ядерный взрыв мощностью q = 1000 кт. Оценить устойчивость работы исследуемого объекта к воздействию электромагнитного импульса, если электропитание агрегатов напряжением U_1=220 вольт осуществляется по кабельным линиям, имеющим длину горизонтального участка L_1Г= 50 м, и длину вертикального участка L_1В= 1,5 м, а электропитание агрегатов напряжением U2 = 12 вольт осуществляется по кабельным линиям, имеющим длину горизонтального участка L_2Г= 0,5 м, и длину вертикального участка L_2В = 0,2 м. Допустимое колебание напряжения сети составляет 20 %.

Особенно подвержена воздействию ЭМИ радиоэлектронная аппаратура, выполненная на полупроводниковых и интегральных схемах, работающих на малых токах и напряжениях и, следовательно, чувствительных к влиянию внешних электрических и магнитных полей. ЭМИ пробивает изоляцию, выжигает элементы электросхем радиоаппаратуры, вызывает короткое замыкание в радиоустройствах, ионизацию диэлектриков, искажает или полностью стирает магнитную запись, лишает памяти ЭВМ (электронно-вычислительную машину) и т.п.Установлено, что при воздействии ЭМИ на аппаратуру наибольшее напряжение наводится на входных цепях. В транзисторах наблюдается такая зависимость: чем выше коэффициент усиления транзистора, тем меньше его электрическая прочность.ЭМИ повреждает также резисторы, вызывает искрение в их межконтактных соединениях и некоторых областях проводящей поверхности. Это приводит к локальному нагреву и нарушению сопротивляемости покрытия. Для резисторов типа МЛТ и прецизионных предельное напряжение около 10 кВ[3].2 ЗаданиеНа расстоянии R = 6 км от исследуемого объекта произведен наземный ядерный взрыв мощностью q = 1000 кт. Оценить устойчивость работы исследуемого объекта к воздействию электромагнитного импульса, если электропитание агрегатов напряжением U1=220 вольт осуществляется по кабельным линиям, имеющим длину горизонтального участка L1Г= 50 м, и длину вертикального участка L1В= 1,5 м, а электропитание агрегатов напряжением U2 = 12 вольт осуществляется по кабельным линиям, имеющим длину горизонтального участка L2Г= 0,5 м, и длину вертикального участка L2В = 0,2 м. Допустимое колебание напряжения сети составляет 20 %.3 Исследование устойчивости объекта3.1 Определение элементов объекта, подвергающихся воздействию электромагнитного импульса Воздействию ЭМИ подвержены:- сеть освещения,- сеть ЭВМ.3.2 Определение ожидаемых на объекте максимальных значений вертикальной (Ев) и горизонтальной (Ег) составляющих напряженности электрического поля:Ев = 5×1031+2R:R3×lg⁡(14,5 q) = 5×1031+2×6: 63×lg⁡(14,5 ×1000) = 65000:216×4,161 = 1252,153 В/м;Ег = 10(1+2R) : R3×lg⁡(14,5 q) = 10(1+2×6) : 63×lg⁡(14,5 ×1000) = 2,504 В/м3.3 Определение максимального ожидаемого напряжения наводок в горизонтальных (UГ) и вертикальных (UB) линиях:- в сети ЭВМ:UB = Ев×L2В : = 1252,153×0,2 : 2 = 125,215 В;UГ = Ег×L2Г : = 2,504×0,5 : 2 = 0,626 В;- в сети освещения:UB = Ев×L1В : = 1252,153×1,5 : 2 = 939, 115 В;UГ = Ег×L1Г : = 2,504×50 : 2 = 62,6 В3.4 Определение допустимых максимальных напряжений сети UД:- в сети освещения:UД1 = U1+ U(20%) = 220+220×0,2 = 264 В- в сети ЭВМ:UД2 = U2+ U(20%) = 12+12×0,2 = 14,4 В3.5 Определение коэффициента безопасности (К = 20 lg (UД/UЭ) каждого элемента и предела устойчивости объекта в целом - в сети освещения:К = 20 lg (UД/UЭ) = 20 lg( 264 : 939, 115) = -11,022 дБ- в сети ЭВМ:К = 20 lg (UД/UЭ) = 20 lg(14,4 : 125,215) = -18,786 дБПредел устойчивости объекта -18,786 дБ 3.6 Выводы по результатам исследования: Наиболее уязвимым элементом объекта является сеть ЭВМ. Заводоупраление ПАО «ММК им. Ильича» не устойчиво к воздействию ЭМИ, так как коэффициент безопасности составляет -18,786дБ <<40дБ.4 Мероприятия по повышению устойчивости объекта к воздействию электромагнитного импульса и сопутствующих ему вторичных поражающих факторовГлавная задача защитных устройств от ЭМИ - исключить доступ наведенных токов к чувствительным узлам и элементам защищаемого оборудования. Методы защиты электронной аппаратуры и крупных разветвленных электротехнических систем: экранировки, оптимальное пространственное размещение и заземление отдельных частей системы, применение устройств, препятствующих перенапряжению в наиболее критических местах и др.Одним из методов защиты радиоэлектронных систем от действия сильного электромагнитного излучения является применение металлических экранов. Они отражают электромагнитные волны и гасят высококачественную энергию. Соединительные кабели для защиты прокладываются в земляных траншеях под цементным или бетонированным полом здания (сооружения) либо заключают в стальные короба, которые заземляют. Можно размещать кабели и на поверхности пола, закрыв их заземленными швеллерами. По длине между собой швеллеры сваривают так, чтобы был надежный электрический контакт. В особо неблагоприятных условиях кабели следует помещать в металлический рукав, который закрепляют на полу и заземляют. Все это вместе выполняет роль экрана и служит надежной зашитой от механических повреждений кабелей.