Практическое задание. Задача 1. Устойчивость работы цеха к воздействию эми наземного ядерного взрыва.

Задание: Объект экономики находится в L км от вероятной точки прицеливания с использованием ЯБП мощностью q кт. Круговое вероятное отклонение (КВО) от точки прицеливания не превысит К_во, км. В цехе имеются станки программного управления. Оценить устойчивость работы цеха к воздействию ЭМИ наземного ядерного взрыва, если:

• электропитание станков выполнено подземным кабелем длиной L^эл_г м с вертикальным ответвлением L^эл_в м, при напряжении U=380±∆u% В и с коэффициентом экранирования К_э;

• пульт программного управления выполнен на микросхемах с токопроводящими элементами высотой L^ппу м, и рабочим напряжением 12В;

• питание разводящей сети цеха напряжением U=220±∆u% В осуществляется через трансформатор при длине горизонтальных линий L^рс_г м, высоте вертикальных ответвлений L^рс_в м;

• коэффициент экранирования систем электропитания и программного управления К_э.

Решение:

1. Минимальное расстояние от центра взрыва с учетом кругового вероятного отклонения ЯБП может составить:

R_min = L – К_во, км

R_min = 4-0,45=4,55 км

2. Ожидаемое максимальное значение вертикальной составляющей напряженности электрического поля:

E_в = 5*10³*(1+2 R_min)/[R³*lg(14.5*q)], В/м

E_в = 5*10³*(1+2*4,55)/[4,55³*lg(14,5*800)]=57,28 В/м

3. Величина максимального значения горизонтальной составляющей напряженности электрического поля:

E_г = 10*(1+2 R_min)/[R³*lg(14.5*q)], В/м

E_г = 10*(1+2*4,55)/[ 4,55³*lg(14,5*800)]=0,1146 В/м

4. Ожидаемое максимальное напряжение наводок в системах электропитания цеха:

• вертикальных U^эл_в = E_в* L^эл_в/ К_э, В

U^эл_в = 57,28 * 0,7/1 = 40,1 В

• горизонтальный U^эл_г = E_в* L^эл_г/ К_э, В

U^эл_г = 0,1146*140/1 = 16,04 В

5. Ожидаемое максимальное напряжение наводок в системе пульта управления:

U^ппу= E_в*L^ппу/К_э, В

U^ппу = 57,28 *0,06/1 = 3,44 В

6. Ожидаемое максимальное напряжение наводок в системах программного управления станками (разводящая сеть):

• вертикальных U^рс_в = Е_в*L^рс_в/К_э, В

U^рс_в = 92,76*1.2/1 = 68,74 В

• горизонтальных U^рс_г = Е_г*L^рс_г/К_э, В

U^рс_г = 0,1855*40/1 = 4,58 В

7. Максимальное напряжение, которое может выдержать оборудование, на ∆u, %, выше нормального:

• электропитание цеха U^эл _{в max} = U^эл*(100+∆u)/100, В

U^эл _{в max} = 380*(100+18)/100 = 448,4 В

• в пульте управления U^ппу _max = U^ппу*(100+∆u)/100, В

U^ппу _max = 12*(100+18)/100 = 14,16 В

• разводящая сеть U^рс _{в max} = U^рс*(100+∆u)/100, В

U^рс _{в max} = 220*(100+18)/100 = 259,6 В

8. Сравним полученные данные:

• U^эл_в и U^эл _г < U^эл _max

• U^ппу < U^ппу _max

• U^рс _в и U^рс _в < U^рс _max

Вывод: Вследствие того, что ожидаемое напряжение наводок (электропитание цеха, пульт управления, разводящая сеть), исходя из полученных расчетов, не превышает максимально возможное, то в результате воздействия ЭМИ ядерного взрыва в цехе не выйдут из строя: пульт программного управления, электродвигатели и оборудование электроснабжения станков.