注释
的问题保护电子设备免受高空核爆电磁脉冲的很对电力行业相关和重要。当前个人麻保护知识元素,产品规格和应用特性是非常重要的,但是,与此同时,有限的,以确保高效的电力系统的保护设备。这些知识可以有效地使用,可用性的电子设备保护的一般策略,而直到最近这种策略并不存在。本文是第一次尝试建议的基础战略,确保麻保护电力系统的电子设备。
1。介绍
确保弹性主要类型的电力系统的电子设备,如数字保护、自动化、和控制设备,电子设备的直流辅助电源,等等,高空核爆电磁脉冲的(麻)是一个相关的问题。解决方案提供的一些个人问题在多个关于这个主题的文章和专著[1 - 4]。beplay官方免费下载然而,设备保护的一般策略从未解决即使是解决个人问题一样重要。
这一战略的概念是什么?
自麻E1组件是最危险的电子设备(短脉冲电磁场以2.5/23 ns的电场强度50 kV / m) (图1),从今往后,我将意味着当谈到麻E1。
2。主要条款的提供策略
我的经验领域的麻保护带来了一些条款,有时反直觉的,这构成了战略:
- 几乎是不可能的,以确保保护所有类型的电子设备在电力系统。
- 甚至是不可能的,以确保绝对保护最重要的类型的设备使用。
- 麻的保护设备是多层次的;然而,所有这些“层”的使用在任何情况下不可行。在某些情况下它是可行的,使用一些“层”的各种组合。
- 保护装置的成本预算在设计阶段(在新设备和设施)将升级现有设备相比要低得多。
- 而不是保护特定类型的电子设备,它使用备用设备有时是可行的相同类型的存储在一个屏蔽容器直接保护的设施。
- 现有HEMP-simulating测试长椅提供不准确或信息不足免疫测试电力系统的电子设备,因此测试等设备与电子设备(如柜)等test-benches并不可行。
3所示。基本麻保护策略对于电力系统的电子设备
上述规定允许我们表达基本的一般策略确保麻保护电力系统的电子设备。
- 由于技术和经济原因,保护可能只提供最重要的(重要的)类型的电子设备安装在电力行业的关键设备,而不是所有类型的设备在电力行业。关键设备类型可能包括直接参与电动能源发电和输电,以及主要类型的继电保护、控制和自动化系统。因此,测量系统、远程控制和远程信号系统不适合这种类别的关键设备。
- 保护电子设备是多层次的。第一个(上)层包括建筑物、构筑物的保护。第二层包括保护房间(大厅),设备安装。第三层包括橱柜与电子设备的保护。第四层包括输入和输出终端设备本身。一些额外的“层”的保护可能包括设备防止危险的电磁影响电子设备的输入/输出终端通过接地系统和电力电缆(电力电缆和控制电缆)。
上述每一层可以部署各种级别的效率表示为一个百分比的最大效率。具体情况在电力系统设施可能规定各种模式的使用:少层每层或更多层效率较高的每一层的低效率。在每种情况下防护层的选择应该基于可行性研究的具体情况。应该注意的是,在现有设备的情况下是很难使用一个层在100%的效率。然而,一个高水平的单层的效率可以达到如果一个新项目提供相应的保护手段。
显然,并不是所有类型的设备安装在一个建筑(如变电站建筑)应该被认为是“至关重要的。“同样的,并不是所有类型的保护继电器安装在一个房间(如继电器室)应该被认为是“至关重要的。“因此,充分保护的建筑物、构筑物EMP影响与上述原则1号。使用(上)第一层的保护在一个高效的水平将是经济可行的新设计的变电站,有效保护现有的建筑,设计没有考虑麻,会太困难和经济上不健全的。此外,新的设计可以采用相应的建筑解决方案以及新建筑和整理材料。应该牢记,建筑材料的屏蔽能力非常模糊的和不一致的,因此它的评估可以非常近似(图2)。
图2表明,引入的衰减建筑可以从低到高地区相差65分贝的麻特定的频率范围(105-10年8赫兹)。然而,即使普通的建筑材料,如30厘米厚的钢筋混凝土,用于建设“受保护的”或“强化”房间(根据建筑标准,这样的房间现在新公寓在以色列的一部分)可以显著削弱电磁发射。尽管已知规范传播,它可以假定把钢筋混凝土砌墙提供大麻削弱了大约20 dB(即10倍)。
第二保护层的可行性(房间)取决于特定的体系结构和建设条件,其中包括复杂性屏蔽的门窗,房间内的位置,材料,壁厚,等等,以及关键设备的比例在所有类型的设备安装在特定的房间(大厅)。尽管不同的可用性和高效的完成屏蔽材料,如清漆、油漆、石膏、面料、窗帘、地毯、等等,他们的实用性房间现有电力设施有问题的成本效益。另一方面,这并不意味着他们应该完全避免,因为它们提供至少部分的效率这一层(例如一些削弱电磁发射进入这个房间)。同时,如果有可能包括一个专用关键设备到施工设计的空间,这个房间可以成为一种最经济和技术上有效保护电子设备对大麻的影响至关重要。
保护的第三个“层”的可行性(专用保护柜)取决于第二层的可用性和效率。当它的效率相当高,第三层次可能避免。的情况下是不可能使用第二个“层”,第三个“层”必须被使用。然而,这里有一些选项。例如,专用保护控制柜,例如那些由施耐德电气提供(图3)可能包括在一个新的变电站的设计。
对现有电力设施(与新设计的设施)第三个“层”往往是重要的和有效的。实际实现的“层”,通过替换现有的无保护柜(通常用玻璃门,图4)通过特殊保护柜是不真实的,因此可以通过升级来实现保护柜及其转换成部分保护柜。
第四层的保护是基本在任何现有的电力设施,大多数的控制电缆,电缆和电源电流和电压电路电缆没有保护。这一层的保护是通过将脉冲电压振幅限值器(压敏电阻和TVS-diodes)电子设备的输入和输出终端。它可以部分使用(效率较低)的新设计,提供所有这些电缆受到多层次的保护盾牌,防止麻脉冲渗透到系统。
3所示。一个柜子,如果可能的话,避免关键和非关键使用屏蔽和non-shielded电缆类型的电子设备。必要时,关键设备的工作职能分散在不同的橱柜应该转移到其他类型的设备放置在一个内阁,以确保保护一个至关重要的内阁,(也许,几个至关重要的橱柜),而不是所有橱柜位于电力设施。
4所示。在某些情况下,它将更有效使用备件和设备在大麻的影响而不是执行复杂的活动,以确保安装设备的保护。考虑到常见的混乱交通系统和通信系统的失败大麻的影响,同时电力设施设备损坏的普遍性,和缺少工作人员进行替换,备用设备必须储存在封闭的主要设备在封闭的屏蔽容器(图5)处于随时可用的状态。
例如,在备用数字保护继电器,可以初步测试和调整必要的模式和功能对应的驱动算法和设置。
使用备用设备,而不是保护元素和设备安装的设备可以是有可能的,提供:
- 备用设备明显低于成本费用,确保保护安装设备。
- 备用设备可以提前准备调试和调试本身并不需要太多时间和非凡的技能的员工;它可以由工作人员并不直接参与这个设备的操作基于先前准备的指令。
- 雇佣未受保护的设备故障不会导致直接级联跳闸的其他设备和中断的发电和输电能力,这需要大量的时间来恢复。
设备的一个例子,它可以代替应急设备的损坏,将由变电站替换的电池充电器,让几个小时紧急断开后,只要他们配备有强大的电池。除此之外,现代脉冲电源的低价格和小维涉及高频阶段,(图6)(适用于电池充电)结合简单调试下闲置,而不是让他们复杂的保护一个充电器。
然而,应该牢记的是,在紧急情况下,将不可避免地发生在大麻的影响以及在大区域多个同时各种电气设备的故障或紧急跳闸,应急设备的替换可能在最短的时间内是不可能的。因此,极端应该小心当考虑使用备份设备而不是使用设备的保护装置,即使备份设备成本远低于保护手段。
5。作为一个规则,在特殊麻麻弹性测试模拟测试长椅和测试网站。事实上,引导波型测试长椅(图7),它可以在许多国家,主要开发了测试的军事装备。
所示(3、4)这些测试长椅是测试柜式设备帮不上什么忙,用于民用电力行业,这些测试的结果可能被混淆或误导。的一个原因是,安装电子设备的设计和类型,以及各种橱柜与电子设备的内部线路布局,在高频方面的规范不同。因此,测试的结果任何个人内阁非常短的电磁脉冲的影响比其他柜子不能外推,即。在实践中,没有“典型”内阁等测试。基于结论(3、4),这不是可行的这种类型的设备进行这样的测试。[1]中给出的数据关于计算机和计算机网络的弹性也确认测试结果的一个非常大的散射,根据大量的几乎不可预测因素的影响,无法转移单测试的结果特定的设备和系统其他设备和系统。
一般策略应该基于最大使用已知的最大保护手段(根据上述选择策略)与限制由特定的电力系统的技术和经济实力。
这种方法使得测试设备块模拟试验椅上绝对愚蠢的,即使我们忘记缺点导波型模拟器。然而,一些测试是必要的和重要的。它们包括测试的具体方法(元素)选择保护,如突波吸收器、过滤器、橱柜、电缆等。这些测试的目的是检查制造商声明的参数和选择最有效的保护元素的多样性提供了市场。这些测试可以使用通常执行访问仪器制造公司[1]中描述。
意味着他们的规格和具体保护应用程序特性之前在[1]。
4所示。结论
建议应有助于确保麻保护电子设备的关键部分将为电力设施的员工提供一个全面的印象问题,允许他们使用已知的方法和保护艾滋病以更有效的方式。
引用
[1]维奇诉保护电气设备:好实践防止高空电磁脉冲的影响。——德Gruyter,柏林,2019年。- 386 p。
[2]维奇诉保护变电站关键设备对有意的电磁威胁。——威利奇切斯特,2017年。- 228 p。
[3]维奇诉测试麻的弹性电子设备用于电力行业:是必要的吗?——国际期刊在应用科学研究和创新,2019年,第四卷,空间站。V, 115 - 118页。
[4]维奇诉的问题测试麻弹性电子设备的自动化、控制和继电保护。研究的国际杂志在电气和电子工程,2019,5卷,空间站。3、14 - 22页。
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