Вагоны метрополитена. Конструирование вагонов головной модели 81-553.3 промежуточной 81-554.3 и прицепной модели 81-555.3 и разработка конструкторской документации, страница 104

                                              U_г =                  =                     = 8 В                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

                                                          п                     2

4. Определяем  допустимое  напряжение  наводок:

380+0,15*380 = 437 В.

5. Сравниваем  допустимое  напряжения  наводок  437 В с  максимально ожидаемыми  напряженностями  и  делаем  вывод, что  при  воздействии

ЭМИ силовая цепь может выйти из строя от вертикальной составляющей электрического  поля, равной  В.

Результаты   расчетов   используют   для   разработки    мероприятий, повышающих  устойчивость  электро-   и   радиосистем   к   воздействию

ЭМИ  ядерного  взрыва.

1.4. Разработка мероприятий, повышающих  устойчивость

электро- и  радиосистем. 

Высокое    напряжение,   возникшее   под   действием   ЭМИ  в  аппарате, может     вызвать     пробой       диэлектрика,   прогорание       перехода полупроводниковых  приборов, что  приведет  к  закорачиванию  цепей перехода. Для  повышения  устойчивости  электрических  и  радио-    устройств от ЭМИ применяются: магнитное и электрическое экранирование радиоэлектронной  и  электротехнической  аппаратуры, расположенной  в сооружениях или на щитах; замена проводниковых линий двухпроводными симметричными, а  воздушных – экранированными кабельными; защита  от внешних   перенапряжений   с   помощью   наиболее   быстродействующих

(тиристорных) выключателей; устойчивые  к  электрическому  напряжению приборы; замена вертикально расположенных проводов на горизонтальные для  наземных  объектов.

Способы  повышения  устойчивости  к  воздействию  инерционных  сил направлены      на     уменьшение      ударных      ускорений        элементов электроаппаратуры  и вероятности их разрушения при действии воздушной ударной  волны. Для  этой  цели  используются:

установка  защитных  жестких  кожухов  электроприборов;

помещение  в  эластичные  оплетки  соединений  проводов  и  спаек;

установка  приборов  на  упругие  амортизаторы;

закрепление отдельных элементов проводов на панелях и недопущение их  провисания.

Наиболее  надежным способом защиты в электронной технике от ЭМИ

является  электромагнитное  экранирование.

Потребная  толщина h,  мм,   токопроводящих  экранов  или экранированных  кабелей  определяется  по  формуле:

                                                              _Р  

                                         h= 1,16               * lg п

                                                          и  *  f где  р – удельное  электрическое  сопротивление  материала  экрана  (для

                 стали  р = 0,12Ом * мм/м);

                        и - магнитная  проницаемость  (для стали  и = 50);

f  -  расчетная  частота  ЭМИ, МГц, f= 0,03 МГц;

п – необходимый  коэффициент экранизации (отношение  наводимой

ЭДС  в  кабеле  или  приборе  к  импульсному  напряжению, на  которое он  испытан). п = 2.                        

                                             _{Р                                0,12}                   

                       h= 1,16               *  lg п=1,16                   * lg 2 = 0,16 мм.

                                        и  *  f                        50*  0,03

Следует  иметь  в  виду, что  обычные  кузова  и  кожуха, изготовленные из ферромагнитных  материалов для  различных  объектов (локомотивы, вагоны и  т.п.),  являются   вместе  с  тем  и  экранами  против  ЭМИ. В  этих  случаях необходимо  проверить  расчетом, обеспечивает  кожух  защиту  от  ЭМИ.

Замена  однопроводных линий двухпроводными предусматривается для того, чтобы  можно было уравнять электрические характеристики обоих проводов.

При  этом  в  обоих  проводах  будет  индуктироваться равная или близкая по величине    и    знаку    электродвижущая    сила,  это значит,  что    разность потенциалов  между  проводами  линии  будет  небольшой. Добиться  такого равновесия  при  однопроводной  линии  невозможно. Это  приведет  к  тому, что  между  проводами  и  землей  будет  возникать  высокое  напряжение, способное  вызвать  пробой  изоляции  и  другие  повреждения.

Выводы:

В  данном  разделе  задач  были  определены: предел  устойчивости  и  радиус функционирования  элементов  ИТК;  устойчивость  электро- и  радиосистем  к воздействию  инерционных  нагрузок; устойчивость  электро- или  радиосистем к   воздействию   электромагнитного    импульса  ( ЭМИ );     мероприятия, повышающие  устойчивость  электро- или  радиосистем.

По  результатам  расчета  получилось:

                -  предельное  значение  скоростного  напора:    Р_ск^пред= 2294 кПа

                -  избыточное  давление:   Р_ф =55,7 кПа, при превышение данного давления при неблагоприятных условиях (фронт ударной волны распространяется перпендикулярно  наибольшей  площади  данной  машины) произойдет опрокидывание  машины;

- R = 2,86 км;

                 - избыточное  лобовое  давление:   Р_лоб= 18 кПа, в  зависимости  от  него  по

                   графику  находим    Р_ф= 17 кПа, при  превышении  которого  кПа прибор  получит  сильные  разрушения  от  инерционных  перегрузок;

- максимальное  значение  вертикальной  Е_в  и  горизонтальной  Е_г

составляющих  напряженности  электрического  поля  при  воздействии

ЭМИ  на  расстояние  5,4 км: Е_в = 79 В/м; Е_г= 0,16 В/м;

- максимальное  ожидаемое  напряжение  наводок  в вертикальных U_в и горизонтальных  U_г  линиях:   U_в=59,2 В; U_г=8 В;

Так  же  был  выбран  наиболее  надежный  способ  защиты  в  электронной  технике  от  ЭМИ – электромагнитное  экранирование, потребная  толщина токопроводящих  экранов  или  экранированных  кабелей  h = 0,16 мм.