Раздел 6. Безопасность в чрезвычайных ситуациях Тема: «Оценка и повышение устойчивости электротехнических систем»

Многие объекты железнодорожного транспорта с развитой инфраструктурой инженерно- технического комплекса (ИТК) размещаются в крупных городах или в непосредственной близости от них. Территории таких городов, отнесённые к группе по ГО, а также категорированные ОЖДТ, размещённые за пределами этих территорий, являются целями наиболее вероятного поражения.

Среди современных средств поражения наиболее эффективными остаются ядерные средства, применение которых нельзя исключать при вооружённом конфликте.

В зависимости от размеров территорий, отнесённых к группе по ГО, и важности категорированных объектов ядерные боеприпасы могут применяться различной расчётной мощности и различного вида взрыва.

В зону очага ядерного взрыва могут попасть объекты инфраструктуры ж.-д. транспорта с размещёнными на них зданиями, сооружениями, транспортными и техническими средствами, оборудованными электротехническими системами. Состояние этих элементов имеет важное значение для устойчивой работы объектов железнодорожного транспорта в ЧС военного времени.

Для разработки мероприятий, повышающих устойчивость электротехнических систем элементов ИТК необходимо:

1. Определить предел устойчивости и радиус функционирования базового элемента, оборудованного электротехнической системой.

2.Оценить устойчивость электротехнической системы к воздействию инерционных нагрузок.

3.Определить устойчивость электротехнической системы к воздействию ЭМИ.

4. Разработать мероприятия, повышающие устойчивость электротехнических систем.

Исходные данные для раздела:

Вид взрыва: наземный

Расчётная мощность боеприпаса: 300 кт

Базовый элемент: вагон метрополитена

1. Определение предела устойчивости и радиуса функционирования базового элемента, оборудованного электроприводом

Под физической устойчивостью понимают способность сооружения противостоять воздействию внешних нагрузок в чрезвычайной ситуации. Эта способность является свойством сооружения, которое зависит от его размеров, конструктивных и других параметров и не зависит от каких-либо внешних факторов. К таким параметрам, например, относятся: жесткость конструкции, наличие фундамента, закрепление элементов, материал, масса и положение центра тяжести, размеры элементов и их конфигурация, площадь опоры, расстояние между опорными частями и др.

Например, при одних и тех же внешних нагрузках наибольшим разрушениям подвергаются многоэтажные жилые здания без каркаса с несущими стенами из кирпича, панелей и блоков. Наибольшие нагрузки выдерживают массивные промышленные здания с металлическим каркасом и внутренним крановым оборудованием большой грузоподъемности, для которых устраиваются несущие колонны, что делает конструкцию здания более жесткой и прочной.

Большие внешние нагрузки выдерживает верхнее строение железнодорожного пути, имеющее жесткую конструкцию (соединение балластного слоя, шпал и рельсов), незначительное возвышение над поверхностью земли и малый коэффициент аэродинамического сопротивления.

Среди различных видов железнодорожного подвижного состава наибольшей устойчивостью к воздействию внешних нагрузок при взрывах обладают четырехосные незагруженные платформы (малые размеры при значительной массе), груженые цистерны (малый коэффициент аэродинамического сопротивления) и локомотивы. Наименее устойчивыми являются пассажирские вагоны и крытые порожние грузовые вагоны (значительные размеры и относительно малая масса).

Предел устойчивости — предельное значение избыточного давления во фронте воздушной ударной волны, соответствующее нижней границе средних разрушений, при превышении которого сооружение получает среднее разрушение и его дальнейшее функционирование невозможно.

Предел устойчивости транспортных, технических средств, станочного оборудования и аппаратуры определяется расчётом на опрокидывание при воздействии на них давления скоростного напора воздуха. Считается, что при опрокидывании указанные технические средства получают деформации, соответствующие средним или сильным разрушениям, при этом теряется их устойчивость.

Под радиусом функционирования Rф понимается такое расстояние от возможного центра взрыва до элемента объекта, при котором соответствует пределу устойчивости элемента.

Рис 6.1. Иллюстрация понятий «предел устойчивости» и «радиус безопасности (функционирования)»