5.12.3. Методы защиты от воздействия эми.
Главная задача защитных устройств от ЭМИ — исключить доступ наведения токов к чувствительным узлам и элементам защищаемого оборудования.
В каждом конкретном случае должны быть найдены наиболее эффективные и экономически целесообразные методы защиты электронной аппаратуры и крупных разветвленных электротехнических систем. Среди этих методов наиболее распространены экранировка, оптимальное пространственное расположение и заземление отдельных частей системы, применение устройств, препятствующих перенапряжению в наиболее критичных местах, и др. Рассмотрим сущность основных методов.
Экраны и защитные устройства. Одним из методов защиты радиоэлектронных систем от воздействия сильного электромагнитного излучения является применение металлических экранов. Они отражают электромагнитные волны и гасят электрочастотную энергию. Через систему заземления ток, наведенный ЭМИ, стекает в землю, не причинив вреда электронной аппаратуре, находящейся внутри металлических шкафов или коробов. Толщину экранов и ослабление, даваемое им, можно рассчитать, зная мощность и плотность потока излучения за экраном, проводимость и магнитную проницаемость материала, спектр частот ЭМИ [27].
Наиболее дешевый экранирующий материал — холоднокатаный стальной лист. Стенки экранов могут выполняться как в виде решеток (сеток), так и в виде сплошных листов. Наиболее надежный метод сборки экранов — сварка.
Защита кабелей. Наводимые в кабелях под воздействием ЭМИ напряжения зависят от конструкции кабелей, вида нагрузок, конструкции разъемов, качества монтажа кабеля и внешних условий при его эксплуатации.
Соединительные кабели для защиты прокладывают в земляных траншеях под цементным или бетонным полом здания, либо заключают в стальные короба, которые заземляют. Можно размещать кабели и на поверхности пола, закрыв их заземленным швеллером.
Защитные разрядники и плавкие предохранители. Для защиты от ЭМИ широко используются разрядники, устанавливаемые на входы и выходы аппаратуры, в воздушные и подземные линии связи и электроснабжения.
Основные функции защитного разрядника — разомкнуть линию или отвести энергию для предотвращения повреждения в защищаемом оборудовании.
Различают два основных вида защитных разрядников — «мягкие» и «жесткие» ограничители. «Мягкие» ограничители — нелинейные сопротивления, зависящие от напряжения (варисторы), а «жесткие» — приборы с пробоем (газовые разрядники, диоды, угольные заградители и др.).
Газовые защитные разрядники могут использоваться при больших перегрузках, однако их недостатками являются значительное время срабатывания и слишком большой скачок напряжения, пропорциональный номинальному допустимому току.
Полупроводниковые защитные приборы менее устойчивы к наводимым напряжениям, но имеют меньшее время срабатывания. В таблице 2 приведены некоторые характеристики малых защитных разрядников для аппаратуры связи.
Таблица 5.5 Характеристика низковольтных защитных разрядников при действии
импульсов со скоростью нарастания напряжения 5кВт/е.
Диапазон пиковых значений импульсов напряжения, кВ
Диапазон передаваемой энергии,Дж
Основные методы защиты от эми
• создавать санитарно-защитные зоны вдоль трассы ЛЭП на населенной территории.
В этих зонах ограничивается длительность работ, а машины и оборудование заземляются.
Особый вид электромагнитного излучения — лазерное излучение, которое генерируется в специальных устройствах, называемых оптическими квантовыми генераторами или лазерами.
Лазерное излучение представляет собой ЭМИ, генерируемое в диапазоне волн 0,2-1000 мкм. Оно делится на следующие области спектра в соответствии с биологическим действием лазерного луча:
0,2-0,4 мкм — УФ область,
0,4-0,75 — видимая,
0,75-1,4 мкм — ближняя ИК,
свыше 1,4 мкм — дальняя ИК область
При работе лазерных установок на организм человека воздействуют следующие ВОПФ:
• мощное световое излучение от ламп накачки,
• ионизирующее излучение,
• высокочастотные и сверхвысокочастотные ЭМП,
• инфракрасное излучение,
• вибрация и др.
УФ излучение не воспринимается органом зрения.
Жесткие УФ лучи с длиной волны менее 290 нм задерживаются слоем озона в атмосфере.
Лучи с длиной волны более 290 нм, вплоть до видимой области, поглощаются внутри глаза, особенно в хрусталике, и лишь малая их доля доходит до сетчатки.
УФ излучение поглощается кожей, вызывая покраснение (эритему) и активизируя обменные процессы и тканевое дыхание. Под действием УФ излучения в коже образуется меланин, воспринимающийся как загар и защищающий организм от избыточного проникновения УФ лучей.
УФ излучение может привести к свертыванию (коагуляции) белков, на этом основано его бактерицидное действие.
Недостаток УФИ неблагоприятно отражается на здоровье, особенно у детей (у них развивается рахит, у шахтеров появляются жалобы на общую слабость, быструю утомляемость, плохой сон, отсутствие аппетита). Это связано с тем, что под влиянием УФ лучей в коже из провитамина образуется витамин Д, регулирующий фосфорно-кальциевый обмен. Отсутствие витамина Д приводит к нарушению обмена веществ. В таких случаях напр., во время полярной ночи на крайнем Севере) применяется искусственное облучение ультрафиолетом как в лечебных целях, так и для общего закаливания организма.
Избыточное УФ облучение (время высокой солнечной активности) вызывает воспалительную реакцию кожи, сопровождающуюся зудом, отечностью, иногда образованием пузырей, изменений в коже и в более глубоко расположенных органах.
Длительное действие УФ лучей ускоряет старение кожи, создает условия для злокачественного перерождения клеток.
УФИ от мощных искусственных источников (святящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда короткого замыкания и т.п.) вызывает острые поражения глаз — электроофтальмию.
В производственных условиях устанавливаются санитарные нормы интенсивности УФ облучения, обязательным является применение защитных средств (очки, маски, экраны).
Инфракрасное (ИК) излучение производит тепловое действие. ИК лучи глубоко (до 4 см) проникают в ткани организма, повышают температуру облучаемого участка кожи, а при интенсивном облучении всего тела повышают общую температуру тела и вызывают резкое покраснение кожных покровов. Чрезмерное воздействие ИК лучей (вблизи от мощных источников тепла, в период высокой солнечной активности) при повышенной влажности может вызвать нарушение терморегуляции — острое перегревание, или тепловой удар.
Тепловой удар — характеризуется головной болью, головокружением, учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушением координации движений, судорогами. Медпомощь — удаление от источника излучения, охлаждение, создание условий для улучшения кровоснабжения головного мозга, врачебная помощь.
Коллективные средства защиты от лазерного излучения:
• применение защитных экранов и кожухов;
• использование телесистем наблюдения за ходом технологического процесса с использованием лазера и систем блокировки и сигнализации;
• ограждение лазерно-опасной зоны, размеры которой определяют расчетным или экспериментальным путем.
Следует защищаться как от прямого, так и от рассеянного и отраженного излучений.
Индивидуальная защита от ЭМИ — специальные комбинезоны и халаты, изготовленные из металлизированной ткани (экранируют электромагнитные поля).
Для защиты от действия лазера — технологические халаты, изготовленные из хлопчатобумажной или бязевой ткани светло-зеленого или голубого цвета.
Радиоактивные излучения (α-, β-частицы, нейтроны, γ-кванты) обладают различной проникающей и ионизирующей способностью.
Наименьшей проникающей способностью обладают α-частицы (ядра гелия), длина пробега которых в ткани человека составляет доли мм и в воздухе — несколько см. Они не могут даже пройти через лист бумаги, но обладают наибольшей ионизирующей способностью.
β-частицы по сравнению с α-частицами обладают большей проникающей способностью (длина пробега в воздухе составляет метры) и задерживаются уже более твердыми материалами (Al, оргстекло и др.). Однако ионизирующая способность β-частиц (электроны, позитроны) в 1000 раз меньше α-частицами и при пробеге в воздухе на 1 см пути образует несколько десятков пар ионов.
γ-кванты по своей природе относятся к ЭМИ и обладают большой проникающей способностью (в воздухе до нескольких км); их ионизирующая способность существенно меньше, чем у α- и β-частиц.
Нейтроны (частицы ядра атома) обладают также значительной проникающей способностью, что объясняется отсутствием у них заряда. Их ионизирующая способность связана с т.н. «наведенной радиоактивнстью», которая образуется в результате «попадания» нейтрона в ядро атома вещества и тем самым нарушает его стабильность, образует радиоактивный изотоп. Ионизирующая способность нейтронов при определенных условиях может быть аналогичной α-излучению.
Ионизирующие излучения (ИИ), обладающие большой проникающей способностью представляют опасность в большей степени при внешнем облучении, а α- и β-излучения при непосредственном воздействии на ткани организма при попадании внутрь организма с вдыхаемым воздухом, водой, пищей.
Ионизирующие излучения в поражающих дозах может развить заболевание, называемое лучевой болезнью. Лучевое поражение людей может быть связано с нарушением правил и норм радиационной безопасности при выполнении работ с источниками ионизирующего излучения, при авариях на радиационноопасных объектах, при ядерных взрывах и др. В зависимости от полученной дозы и длительности облучения у пострадавших может развиться острая или хроническая лучевая болезнь.
Острая лучевая болезнь развивается при однократном тотальном облучении тела в поражающих дозах более 100 рад (1 грей).
По тяжести течения различают
- легкую (100-200 рад /1-2 грея/),
- средней тяжести (200-400 рад /2-4 грея/),
- тяжелую (400-600 рад /4-6 грей/) и
- крайне тяжелую формы (> 600 рад /6 грей/) острой лучевой болезни.
Лучевая болезнь всегда имеет затяжной характер. При этом выделяют 4 периода течения болезни:
• первичной лучевой реакции,
• скрытый период или период мнимого благополучия,
• период выраженных клинических проявлений и
• период выздоровления.
В период разгара лучевой болезни у больных возможны осложнения в виде воспаления легких и развития септических состояний, кровоизлияния в мозг и др. органы. Все лица, перенесшие лучевую болезнь длительное время остаются легко истощаемыми, эмоционально неуравновешенными, со сниженной устойчивостью организма к неблагоприятным факторам среды.
У некоторых облученных могут развиться в отдаленные сроки последствия облучения в виде лейкоза, злокачественных опухолей, генетических нарушений и др.
Защита от действия ионизирующего излучения. Основные принципы радиационной безопасности — в непревышение установленного основного дозового предела. При работе с источниками ионизирующего излучения, обязателен контроль, работа проводится в специально оборудованных помещениях, используется защита расстоянием и временем, применяются средства коллективной и индивидуальной защиты.
Каждому оператору, имеющему контакт с источниками ионизирующего излучения, выдается индивидуальный дозиметр для контроля полученной дозы γ-излучений.
Помещения, где проводится работа с радиоактивными веществами, должны быть изолированы от прочих помещений, оснащены системой приточно-вытяжной вентиляции с кратностью воздухообмена не менее 5-ти.
Окраска стен, потолка и дверей в помещениях, а также устройство пола выполняются т.о., чтобы исключить накопление радиоактивной пыли и избежать поглощения радиоактивных аэрозолей, паров и жидкостей отделочными материалами.
Все строительные конструкции в помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами, не должны иметь трещин и пустот; углы закругляют для того, чтобы не допустить скопления в них радиоактивной пыли и облегчить уборку.
Не менее 1 раза в месяц проводят генеральную уборку помещений с обязательным мытьем горячей мыльной водой стен, окон, дверей, мебели и оборудования. Текущая влажная уборка помещений проводится ежедневно.
Коллективные средства защиты от ИИ регламентируются ГОСТ 12.4.120-83 «Средства коллективной защиты от ионизирующих излучений. Общие требования». Согласно этому нормативному документу основные средства защиты –
• стационарные и передвижные защитные экраны,
• контейнеры для транспортирования и хранения источников ионизирующих излучений (радиоактивных отходов),
• защитные сейфы и боксы и др.
Электрические установки, приборы и агрегаты широко распространены в различных отраслях промышленности и в быту. При работе с ними необходимо соблюдать требования
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ, которые представляют собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ называют всякое упорядоченное движение носителей зарядов.
В металлах носителями зарядов являются электроны — отрицательно заряженные частицы с элементарным зарядом. За направление электрического тока условно принимается направление, противоположное направлению движения отрицательных зарядов.
СИЛА ТОКА (I) — количество электричества dq, проходящее через поперечное сечение проводника в единицу времени dt.
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, т.е. напряжению на концах участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи (U/r).
Если за любые равные промежутки времени через поперечное сечение проводника проходят одинаковые заряды, ток называют постоянным (по величине и направлению). За единицу тока в системе СИ принят ампер (А)
Переменным называется ток, сила или направление которого изменяются во времени.
Токи, изменяющиеся только по величине, называются пульсирующими. В практике наиболее часто используют переменный синусоидальный ток.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА — длительный самостоятельный электрический разряд в газах, поддерживающийся за счет термоэлектронной эмиссии 1 с отрицательно заряженного электрода — катода.
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией (ослаблением) свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых 2 веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках.
МОЛНИЯ — особый вид прохождения электрического тока через огромные воздушные промежутки, источник которого — атмосферный заряд, накопленный грозовым облаком.
МОЛНИЕЗАЩИТА — система защитных устройств и мероприятий, применяемых в промышленных и гражданских сооружениях для защиты их от аварии, пожаров при попадании в них молнии.
Поражение электрическим током организма человека носит название ЭЛЕКТРОТРАВМЫ.
На производстве число травм, вызванных электротоком, относительно невелико (11-12% их общего числа), однако из всех случаев травм со смертельным исходом на долю электротравм приходится наибольшее количество (порядка 40%). До 80% всех случаев поражения электротоком со смертельным исходом приходится на электроустановки напряжением до 1000 В (в основном работающих под напряжением 220-380 В).
Человек может получить электротравму при:
• 2-хфазном прикосновении, т.е. одновременном прикосновении к 2-м фазам сети переменного тока;
• 2-хполюсном прикосновении — одновременном прикосновении к 2-м полюсам сети постоянного тока;
• приближении на опасные расстояния к неизолированным токопроводящим частям, находящимся под напряжением;
• в результате прикосновения к оболочке (корпусу) электрооборудования, оказавшейся под напряжением;
• попадании под напряжение шага в зоне растекания тока;
• попадании под напряжение при освобождении другого человека от воздействия тока;
• воздействии атмосферного электричества, грозовых разрядов и статического электричества или электрической дуги.
Проходя через организм человека, электрический ток оказывает действие
- термическое — нагрев и ожоги различных частей и участков тела человека;
- электролитическое — изменении состава и свойств крови и др. органических жидкостей;
- биологическое— раздражение и возбуждение живых тканей организма и нарушение протекания в нем разных внутренних биоэлектрических процессов. Пример — прекращение процесса дыхания и остановка сердца
Электротравмы делят на
- общие (электрические удары) и
- местные — четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электротока или электродуги
Действие электротока на организм характеризуется основными поражающими факторами:
- электрический удар — возбуждает мышцы тела, приводит к судорогам, остановке дыхания и сердца;
- электрические ожоги — возникают в результате выделения тепла при прохождении тока через тело человека — в зависимости от параметров электрической цепи и состояния человека может возникнуть покраснение кожи, ожог с образованием пузырей или обугливанием тканей.
Действие тока на организм сводится к нагреванию, электролизу и механическому воздействию. Особенно чувствительна к электрическому току нервная ткань и головной мозг.
Электрические ожоги вызываются протеканием тока через тело человека, особенно при непосредственном контакте тела с электропроводом, а также под воздействием на тело человека электродуги (дуговой ожог), температура которой достигает нескольких тысяч градусов. Приблизительно 2 /3 всех электротравм сопровождается ожогами.
Под действием электродуги в верхние слои кожи человека могут проникнуть мелкие расплавленные частицы металла. Такая электротравма носит название металлизации кожи.
Еще один вид местной электротравмы — электроофтальмия — возникающее под действием УФ излучения электрической дуги воспаление наружных оболочек глаз. В ряде случаев лечение этого профессионального заболевания сложно и длительно. > 1 /3 всех электротравм приходится на
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УДАР — возбуждение живых тканей организма электрическим током, проходящим через него, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц тела.
По тяжести последствий электроудары бывают четырех степеней:
1 — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
2 — судорожное сокращение мышц с потерей сознания; дыхание и деятельность сердца сохраняются;
3 — потеря сознания, нарушение сердечной деятельности и дыхания или того и другого;
4 — клиническая (мнимая) смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Последствия действия тока на организм человека зависят от 1) силы тока (основной фактор), 2) длительности его действия, 3) рода и частоты тока, 4) пути тока в теле человека и 5) индивидуальных свойств организма. Важная характеристика, определяющая исход воздействия тока, — электросопротивление тела человека — сумма сопротивлений кожи и внутренних тканей.
Так, сопротивление человека в нормальных условиях при сухой неповрежденной коже составляет сотни килоом, но при неблагоприятных условиях может упасть до 1 килоома.
Переменный ток более опасен, чем постоянный.
Защита электроники от электромагнитного импульса
Мощный электромагнитный импульс (ЭМИ) появляется вследствие всплеска энергии, которая излучается или проводится таким источником как солнце или взрывное устройство. Если в вашем арсенале выживальщика присутствуют электротехнические или электронные устройства, необходимо предусмотреть их защиту от ЭМИ, чтобы они смогли продолжать работать после начала боевых действий, природной или техногенной катастрофы.
Что такое электромагнитный импульс
Всякий раз, когда электрический ток проходит через провода, он производит электрическое и магнитное поля, которые исходят перпендикулярно движению тока. Размер этих полей пропорционален силе тока. Длина провода напрямую влияет на силу тока индуцированного электромагнитного импульса. Кроме того, даже обычное включение питания производит короткий всплеск электрической и магнитной энергии.
При этом всплеск настолько мал, что едва заметен. Например, коммутационные действия в электрической схеме, двигателях и системах зажигания для газовых двигателей так же производят к небольшим ЭМИ импульсам, которые могут вызвать помехи на соседнем радио или телевидении. Для их поглощения используются фильтры, удаляющие незначительные всплески энергии и помехи от них.
Большой выброс энергии производится, когда некий заряд электричества быстро разряжается. Данный электростатический разряд (ESD) может шокировать человека или вызвать опасные искры вокруг паров топлива. Так же многие помнят, что в детстве мы бы протирали ноги об ковер, а затем касались друзей, создавая разряд ESD. Это тоже одна из форм ESD.
Чем сильнее энергия импульса, тем больше он может повредить здания и воздействовать людей. Например, молния является мощной формой ЭМИ. Электростатический разряд от молнии может быть очень опасным и стать причиной катастрофы. К счастью, большинство молнии замкнуто на землю, где электрический заряд поглощается. Громоотвод изобрел Бенджамин Франклин, благодаря чему сегодня сохраняются многие здания и сооружения.
Такие события, как ядерные взрывы, высотные неядерные взрывы и солнечные бури могут создать мощный ЭМИ, который наносит ущерб электрическому и электронному оборудованию, расположенному недалеко от источника события. Все это угрожает электросетям и функционированию большинства электрических и электронных устройств в нашей жизни.
Поражающие факторы электромагнитного импульса
Опасность ЭМИ заключается в том, что он поражает системы жизнеобеспечения и транспорта. Поэтому, например, при мощном воздействии электромагнитного импульса современная незащищенная автотехника выходит из строя. Особенно это касается автомобилей, произведенных после 1980 года. Поэтому в случае техногенной катастрофы, начала боевых действий или всплеска солнечной активности оптимально использовать автомашины старого образца.
Кроме того, электромагнитный импульс поражает:
• Компьютеры.
• Дисплеи.
• Принтеры.
• Маршрутизаторы.
• Трансформаторы.
• Генераторы.
• Источники питания.
• Стационарные телефоны.
• Любые электронные схемы.
• Телевизоры.
• Радио, DVD плееры.
• Игровые устройства.
• Медиа центры
• Усилители.
• Системы связи (передатчики, приемники)
• Кабели (передачи данных, телефонные, коаксиальные, USB и т.д.)
• Провода (особенно большой длины).
• Антенны (внешние и внутренние).
• Электрические шнуры питания.
• Системы зажигания (авто и самолетов).
• Электрические схемы СВЧ.
• Кондиционеры.
• Аккумуляторы (все виды).
• Фонарики.
• Реле.
• Системы сигнализации.
• Контроллеры заряда.
• Преобразователи.
• Калькуляторы.
• Электроинструменты.
• Электронные запчасти.
• Зарядные устройства.
• Устройства контроля (CO2, детекторы дыма и т.д.).
• Кардиостимуляторы.
• Слуховые аппараты.
• Устройства медицинского мониторинга и т.п.
Факторы, которые определяют урон от ЭМИ
• Сила входящего электромагнитного импульса.
• Расстояние до источника импульса.
• Угол линии удара от источника к вашему положению на вращающейся Земле.
• Размер и форма объектов, которые получают и собирают ЭМИ.
• Степень изоляции приборов и устройств от вещей, которые могут собирать и передавать энергию ЭМИ.
• Защита или экранирование приборов и устройств.
Как защититься от ЭМИ: первые действия
С большой долей вероятности небольшие системы не будут затронуты ЭМИ (англ. EMP), если они изолированы от сети питания. Поэтому при поступлении предупреждения о грядущем EMP отключите все подключенные к электрической розетке приборы и устройства. Не забудьте вентиляцию и термостаты. Отключите солнечные панели и весь дом от общей сети, откройте запорные переключатели между солнечными панелями и инвертором, и между преобразователем и распределительной панелью питания. При слаженных действиях это займет несколько минут.
Общая защита от электромагнитного излучения
Предлагаемые защитные действия:
• Отключайте электронные устройства, когда они не используется.
• Отключайте электроприборы, когда они не используются.
• Не оставляйте компоненты, такие как принтеры и сканеры, в режиме ожидания.
• Используйте короткие кабели для работы.
• Установите защитную индукцию вокруг компонентов.
• Используйте компоненты с автономными батареями.
• Используйте рамочные антенны.
• Подключите все провода заземления к одной общей точке заземления.
• По возможности используйте небольшие устройства, которые менее чувствительны к ЭМИ.
• Установите MOV (металл-оксид-варистор) переходные протекторы на портативные генераторы.
• Используйте ИБП для защиты электроники от всплеска EMP.
• Используйте блокирования устройства.
• Используйте гибридную защиту (например, полосовой фильтр с последующим молниеотводом).
• Держите чувствительные приборы и устройства подальше от длинных трасс кабеля или электропроводки, антенн, растяжек, металлических башен, гофрированного металла, стальных ограждений, железнодорожных путей.
• Устанавливайте кабель под землей, в экранированных кабельных каналах.
• Постройте одну или несколько клеток Фарадея.
Следует заранее продумать защитную систему. Например, резервный генератор, вероятно, не будет поврежден солнечной бурей, но ЭМИ может повредить чувствительные электронные контроллеры, так что экранирование является целесообразным. И наоборот, такой прибор, как источник бесперебойного питания (ИБП) может быть полезным сам по себе в качестве компонента защиты. Если EMP происходит, резкий рост может уничтожить ИБП, но это, скорее всего, защитит от разрушения подключенные устройства и компоненты.
Как построить клетку Фарадея
Клетку Фарадея можно смастерить в домашних условиях из металлических емкостей и контейнеров, таких как мусорный бак или ведро, шкаф, сейф, старая микроволновка. Подойдет любой объемный предмет, который имеет непрерывную поверхность без зазоров или больших отверстий. Необходимо наличие плотно облегающей крышки.
Установите непроводящий материал (картон, дерево, бумага, листы пены или пластика) на всех внутренних сторонах клетки Фарадея, чтобы сохранить содержимое от прикосновения металла. Кроме того, можно обернуть каждый элемент в пузырчатую пленку или пластик. Все приборы, которые находятся внутри, должны быть изолированы от всего остального и особенно от металлического контейнера.
Клетка Фарадея из мусорного бака
Клетка Фарадея из металлического ящика
Что поместить в клетку Фарадея
Поместите внутрь клетки весь электронный и электротехнический арсенал, который входит в НЗ, и те компоненты, которые закуплены «впрок». Так же там необходимо расположить все, что может быть чувствительно к ЭМИ, в случае получения предупредительного сигнала. В том числе:
• Батарейки для радио.
• Портативные рации.
• Портативные телевизоры.
• Светодиодные фонарики.
• Солнечное зарядное устройство.
• Компьютер (ноутбук или планшет).
• Сотовые телефоны и смартфоны.
• Различные лампочки.
• Зарядные шнуры для мобильных телефонов, планшетов и т.п.
Как защитить важную информацию от ЭМИ
Имейте в виду, что электромагнитный импульс может нарушить инфраструктуру на длительное время, а в случае Апокалипсиса – навсегда. Поэтому стоит заранее подготовиться, и произвести резервное копирование важных файлов с помещением их на разных носителях в разные клетки Фарадея.
Вместо послесловия
Если предупреждение об ЭМИ небыло получено, но вы видите яркую вспышку с последующим отключением энергосистем, действуйте по своему усмотрению. Ведь нельзя знать заранее, насколько тяжелым и опасным будет электромагнитный импульс, дальность которого при некоторых видах взрывов достигает 1000 км. Но благодаря подготовке и предварительному планированию можно определить, насколько реально мы сможем выжить в мире после ЭМИ.
Будьте готовы, и будете в безопасности!
НАША СТРАНИЦА В ФЕЙСБУК:
3 Комментариев для Защита электроники от электромагнитного импульса
парамошкин игорь борисовмч // 13.07.2016 в 13:33 // Ответить
вот и до России добрались террористы на сутки вырубили свет в Челябинске и На несколько часов в Уфе. А если они займутся банками, то действительно наступит апокалипсис той страны против которой применят ЭМИ.
Не громоотвод а молниеотвод
Чтоб применить ЭМИ, нужна огромная энергия, типа взрыва атомной бомбы, или заставить кучу молний рядом с нужным объектом
Методика и способы защиты от электромагнитного импульса
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.
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. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2023;10.