Оценка устойчивости работы преобразователя частоты при воздействии ЭМИ ядерного взрыва, страница 2

6.1. Характеристика электромагнитного импульса (ЭМИ)

          Ядерный взрыв сопровождается электромагнитным излучением в виде мощного короткого импульса, поражающего главным образом электрическую и электронную аппаратуру.

          По природе электромагнитный импульс (ЭМИ) в первом приближении можно сравнить с электромагнитным полем близким к молнии, создающим помехи для радиоприемников. Возникает ЭМИ в основном в результате взаимодействия гамма – излучения, образующегося во время взрыва с атомами окружающей среды.

          При взаимодействии гамма – квантов с атомами окружающей среды,  последним сообщается импульс энергии, наибольшая доля которой тратится на ионизацию атомов, а основная на сообщение поступательного движения.

          Воздействие ЭМИ может привести к сгоранию чувствительных электронных и электрических элементов, связанных с большими антеннами или открытыми проводами, а также к серьезным необратимым нарушениям в цифровых и контрольных устройствах. Следовательно, влияние ЭМИ необходимо учитывать для всех электрических и электронных систем. Для наиболее важных устройств надо применять меры защиты и повышать устойчивость к ЭМИ.

          При наземных и низких воздушных взрывах в зоне радиусом несколько километров от места взрыва, в линиях связи и электроснабжения возникают напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции проводов и кабелей относительно земли, а также пробой изоляции элементов аппаратуры и устройств, подключаемых к воздушным и подземным линиям. Степень повреждения зависит в основном от амплитуды наведенного импульса напряжения или тока и электрической прочности оборудования. Наиболее подвержены действию ЭМИ системы связи, сигнализации, управления. Применяемые в этих системах кабели и аппаратура имеют предельную электрическую прочность 10 кВ импульсного напряжения, тогда как наводимые импульсы напряжения от ЭМИ ядерного взрыва могут превышать эти значения.

          Особенно подвержены 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 короткие замыкания в радиоустройствах, ионизацию диэлектриков, искажает или полностью стирает магнитную запись, лишает память ЭВМ и т. п.

          ЭМИ повреждает также резисторы, вызывает искрения в их межконтактных соединениях и некоторых областях проводящей поверхности. Это приводит к локальному нагреву и нарушению сопротивляемости покрытия. Для резисторов типа МЛТ предельное напряжение около 10 кВ.

          Большие токи, обусловленные приложенным импульсом напряжения, проходя через конденсатор, в местах повышенного сопротивления могут вызвать нагрев слоя металлизации и его выгорание, нарушить контакты между обкладками и выводами. Поскольку за короткое время действия импульса тепловая энергия не успевает распространится на весь объем конденсатора и передается в окружающее пространство, локальные перегревы весьма опасны. Разрушающие токи в металлобумажных конденсаторах достигают 100…200 А.

          Наибольшую опасность ЭМИ представляет для аппаратуры, установленной в особо прочных учреждениях, выдерживающих большие избыточные давления ударной волны ядерного взрыва. В этих сооружениях аппаратура не выходит из строя от механических повреждений, но ЭМИ может вывести из строя всю незащищенную аппаратуру систем связи сигнализации и управления. Следует подчеркнуть, что наибольших значений достигают напряжения, наводимые между жилой кабеля и землей. Напряженность электромагнитного поля внутри сооружений в ряде случаев недостаточна для того, чтобы вывести из строя аппаратуру, однако такие поля в состоянии вызвать кратковременный сбой в работе радиотехнических средств.