2. Оценка устойчивости электротехнических систем к воздействию инерционных нагрузок

Расчёту на инерционную нагрузку подлежат малогабаритные, с незначительной массой элементы электропривода, которые под воздействием нагрузок подвержены сотрясениям и внутренним повреждениям схем (отрыву припаянных элементов, разрыву соединений проводов, разрушению хрупких элементов – реле, измерительные приборы пультов управления, малогабаритные трансформаторы, электроавтоматы, разветвительные коробки и т.п.).

Привести наименование наиболее уязвимого элемента электросистемы, его назначение и размеры (мм). Рассчитать предельное значение избыточного лобового давления ΔР_лоб кПа, по которому определяют предельное значение избыточного давления во фронте воздушной ударной волны Δ. Считается, что при превышении Δэлемент полностью выходит из строя, его дальнейшее использование невозможно, а , следовательно, выходит из строя вся электросистема.

Порядок расчёта.

. (12.2)

где m - масса прибора, кг;

а_доп - допустимое ускорение, м/с²;

_S - наибольшая площадь прибора, м².

Допустимые предельные ускорения а_доп для каждого конкретного изделия приводятся в технических условиях на его изготовление, для наземной аппаратуры при ориентировочных расчетах а_доп можно принять равным 100 м/с².

_{По значениям} ΔР_лоб, с использованием графика рис. 12.1 определяют величину _{, характеризующего устойчивость рассматриваемого элемента.}

Полученное значение Δследует сравнить с пределом устойчивости базового элемента и сделать вывод о необходимости (или отсутствии таковой) в повышении устойчивости данного элемента до устойчивости базового.

Рис. 12.1. График зависимости избыточного лобового давления ΔР_лоб от избыточного давления во фронте ударной волны ΔР_ф

Пример расчёта на инерционное разрушение элемента электросистемы приведён в прил. 12.2.

2. Оценка устойчивости электротехнических системы к воздействию эми

Используя материал [9, с. 91, 92], необходимо раскрыть природу возникновения ЭМИ, оценить его возможную зону дейст­вия, отрицательное воздействие на элементы электротехнических систем.

Расчет устойчивости электротехнических систем к воздействию ЭМИ сводится к сравнению наводимых в них напряжений во время взрыва с до­пустимыми напряжениями на удалении радиуса функционирования R_ф, рассчитанного для базового элемента ИТК. Расчету подлежит система питания, управления и разводящая электросеть.

Методика расчёта

1. На удалении R_ф, м от центра взрыва до рассматриваемого элемента определяют максимальное значение напряженностей электрических полей электротехнических систем Е, В/м, при воздействии ЭМИ по следующим формулам.

При наземных ядерных взрывах:

для вертикальной составляющей

(12.3)

для горизонтальной составляющей

(12.4)

где q – мощность взрыва, кт.

При воздушных ядерных взрывах максимальное значение напряженности электрических полей, В/м, определяют по формулам:

для вертикальной составляющей

(12.5)

для горизонтальной составляющей

(12.6)

где К – коэффициент асимметрии, зависящий от высоты взрыва Н (табл.11.2).

Таблица. 12.2

Ориентировочные значения коэффициента асимметрии К в зависимости от высоты взрыва Н, км

Высота взрыва Н, км	1	1,5	2	2,5	3	4	5	6	7	8	9	10
Коэффициент асимметрии, К	0,55	0,3	0,2	0,17	0,2	0,32	0,48	0,63	0,79	0,95	1,1	1,25

2. По рассчитанной напряжённости E_В и Е_Г определяют напряжения U, В, наводимые в линиях и токопроводящих элементах электро- и радиосистем по формулам:

в вертикальных участках линий и токопроводящих элементах

(12.7)

в горизонтальных

(12.8)

где Е_В (Е_Г)- вертикальная (горизонтальная) составляющая напряженности электрического поля, В/м; l - длина проводника (электропроводящего элемента), м; η - коэффициент экранирования линии (элемента).

В расчётных формулах логарифм берётся от произведения двух чисел (14,5•q); горизонтальные и вертикальные участки цепей питания транспортных и других технических средств принимаются в пределах их габаритных размеров.

В результате расчетов составляется табл.12.3 сравнения допустимых напряжений в электротехнических системах с напряже­ниями, наводимыми в них при воздействии ЭМИ, и делается вывод об устойчивости электротехнических систем.

Таблица 12.3

Результаты расчёта электротехнических систем на воздействие ЭМИ

Элементы	Допустимые напряжения наводок. Uд, В	Напряжённости электрических полей, В/м		Наводимые напряжения в элементах, В			Результаты расчётов
		Ев	Ег	Uв	Uг
Система питания	437	1580	3,2	1190	155	Может выйти из строя от вертикальной составляющей
Пульт управления
Разводящая электросеть

Пример расчёта электротехнической системы на действие ЭМИ приведён в прил. 12.3.