Электромагнитный импульс ядерного взрыва

Как и при ударах молнии, при взрыве в КЛ и ЛЭП индуцируются очень высокие напряжения, которые вследствие гораздо большей скорости изменения не могут быть снижены обычными разрядниками. В этом случае могут помочь лишь защитные мероприятия, заключающиеся в использовании параллельного включения ограничивающих перенапряжение элементов, основанных на различных физических принципах. Помочь может также тщательное высокочастотное экранирование и переход на оптический способ передачи информации.

Для защиты от электромагнитного импульса ядерного взрыва требуются защитные устройства, обладающие более высоким быстродействием, чем устройства для защиты от электромагнитного импульса молнии.

1. Молния: Т_ч=10 мкс, τ=350 мкс;

2. Ядерный взрыв: Т_ч=5 нс, τ=200 нс;

f₁=0,3 кГц, f₂=80 кГц;

f₁=640 кГц, f₂=76 МГц.

Раздел III. Каналы передачи помех. Гальваническая связь.

Гальваническая связь возникает, если некоторое полное сопротивление оказывается общим для двух или нескольких контуров.

Различают гальваническую связь рабочих контуров через цепь общего питания от одного источника и гальваническую связь между рабочими контурами через контур заземления.

Для любой линейной электрической цепи справедливо матричное уравнение относительно контурных токов.

[Z^(к)][^(к)]=[^(к)]

Будем считать, что ветви связи – это ветви с приемниками электрического сигнала, а ветви дерева – все остальные ветви (масса и т.д.).

Наличие общего сопротивления контуров приводит к появлению внедиагональных членов матрицы [Z^(к)]. Каждый внедиагональный член этой матрицы является коэффициентом передачи от изменения тока в одном из приемников к изменению напряжения в другом приемнике.

Напряжение помехи формируется при изменении тока в другом рабочем контуре или в контуре заземления.

Для снижения гальванических влияний требуется либо гальваническая развязка контуров, либо снижение до допустимого значения общего сопротивления контуров.

Пусть имеется 1 источник сигнала и несколько приемников, соединенных с источником одной двухпроводной линией.

В этом случае общее сопротивление контуров, образованных в каждом из приемников, равно:

Если для передачи сигнала к каждому приемнику использовать отдельную линию, то общее сопротивление рабочих контуров будет уменьшаться.

В этом случае общее сопротивление рабочих контуров:

То есть сопротивления проводов линии не будут участвовать в гальванической передаче помех от одного рабочего контура к другому.

Через контур заземления чаще всего распространяется синфазная помеха, для борьбы с распространением которой часто применяется гальваническая развязка. Для уменьшения гальванического влияния через общую линию в некоторых случаях применяются меры для снижения индуктивности линии.

Емкостная связь

Если между двумя проводниками имеется переменное напряжение, то в диэлектрике (в изоляции) существует переменное электрическое поле. Вектор электрического смещения изменяется во времени. Отсюда, через изоляцию протекает ток смещения, который может служить причиной передачи электромагнитной помехи от одного канала связи к другому.

Пусть имеется многопроводная система. На схеме замещения токи смещения между проводниками можно смоделировать частичными емкостями связи.

С точки зрения передачи помех, емкостная связь проявляет аналогичные гальванические связи между различными сечениями электрической через общие проводимости, в которые вносят вклад емкостные проводимости частичной емкостной связи. Здесь отличие от гальванической связи заключается в том, что емкостная проводимость носит чисто реактивный характер, и она пропорциональна частоте, поэтому емкостная связь, в основном, проявляется между проводниками с достаточно высоким напряжением и не достаточно высокой частоте.

Основным средством борьбы с емкостной связью является электростатическое экранирование. Здесь ток смещения закорачивается через экран и, в результате, проходит мимо приемника.