Разработка требований к средствам защиты кабельных сетей электросвязи от действия наносекундных электромагнитных импульсов искусственного происхождения

• Автор: Антонов, Анатолий Данилович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Общая характеристика систем электросвязи как объектов, подверженных воздействию электромагнитных излучений
1.2. Характеристики параметров электромагнитных излучений ядер-ных взрывов
1.3. Анализ существующих методов оценки поражающего действия ЭМИ на кабельные линии систем электросвязи
1.4. Средства защиты устройств и кабельных линий электросвязи от
ЭМИ ядерных взрывов
Выводы по главе и постановка задач исследования
2. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ВОЗДЕЙСТВИЯ НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОЛЕЙ ВЫСОТНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ НА КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
2.1. Физические основы взаимодействия импульсных полей с подземными кабельными линиями
2.2. Разработка математических моделей воздействия наносекундных ЭМИ на кабельные линии
2.3. Разработка упрощенных математических моделей
2.4. Математическая модель взаимодействия полей ЭМИ с системами кабельных линий
2.5. Электрофизические характеристики кабельных линий, проложенных в грунте, при воздействии высокочастотных полей
2.6. Разработка методов решения и программ расчета токов и напряжений в кабельных линиях
Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЭМИ ВЫСОТНЫХ ЯВ НА КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

3.1. Оценка воздействия раннего, промежуточного и позднего ЭМИ высотного ЯВ на кабельные коммуникации
3.2. Исследование параметров токов и напряжений в кабельных линиях систем электросвязи и управления при воздействии сверхвы-сокочастотных-ЭМИ высотных
3.3 Исследование воздействия ЭМИ на кабельные линии и оборудование, расположенные в экранированных сооружениях
3.4 Экспериментальная проверка методов расчёта токов и напряжений, наводимых ЭМИ ВЯВ в цепях кабельных линий электросвязи
3.5. Анализ показателей стойкости оборудования и сетей электросвязи
к воздействию ЭМИ высотных ЯВ
Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К МЕТОДАМ И СРЕДСТВАМ ЗАЩИТЫ УСТРОЙСТВ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ ОТ ПОРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЭМИ ВЫСОТНЫХ ЯВ
4.1. Особенности поражающего воздействия наносекундных ЭМИ на различные элементы систем электросвязи
4.2. Экспериментальные исследования эффективности работы существующих и макетных образцов перспективных средств защиты
4.3. Экспериментальные исследование импульсной прочности изоляции оборудования систем и сетей электросвязи при воздействии наносекундных импульсных напряжений
4.4. Разработка требований к методам и средствам защиты от наводок на внешних кабельных линиях систем электросвязи от действием
ЭМИ высотных ЯВ
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Опыт разработки и эксплуатации систем электросвязи показывает, что одной из наиболее сложных задач является обеспечение их устойчивой работы в условиях воздействия мощных электромагнитных помех естественного и искусственного происхождения (МЭМП). В отличие от радиопомех и шумов воздействие МЭМП на системы электросвязи может вызывать нарушение их функционирования в результате наведения во внешних и внутренних цепях больших значений импульсных напряжений и токов.
В связи с увеличением функциональной сложности современных систем электросвязи, повышением их быстродействия, широким применением в них высокочувствительных элементов вопросы обеспечения их стойкости к воздействию МЭМП становятся все более актуарными. Их своевременное решение позволяет реализовать технические требования при минимальных затратах на разработку, что соответствует современной стратегии режима экономии.
Реализация общих требований и основных мероприятий, направленных на повышение стойкости систем электросвязи к воздействий МЭМП, непосредственно связана с достоверной (экспериментальной, расчетной или экспериментально-расчетной) оценкой уровней наведенных в цепях электросвязи напряжений и токов, выделением на ее основе критических к воздействию МЭМП устройств, блоков, узлов, ячеек и элементов и определением оптимальных методов их эффективной защиты.
Основными источниками мощных электромагнитных помех естественного и искусственного происхождения являются: грозовые разряды; мощные радиопередающие средства и радиолокационные станции; высоковольтные линии электропередачи; контактная сеть железных дорог и т.д.
Вопросы защиты систем электросвязи и радиоэлектронного оборудования от естественных и искусственных непреднамереных излучений

В ряде теоретических работ при решении дифракционных задач сделаны попытки привести их к интегральным уравнениям. Так в /19/ сформулировано точное интегральное уравнение, связывающее векторный потенциал на поверхности цилиндра с током при любом способе возбуждения колебаний, однако и здесь решение может быть получено для тел простейших форм. В научных работах /13, 15-17/ приведены данные по развитию методов решения электродинамических задач в строгой постановке. Однако приведенные в них данные относятся в основном к дифференциальным полям приемных и передающих антенн. Оценки токов, наводимых в элементах антенн, приведены для гармонически изменяющихся однородных полей.
В /19/ рассмотрен процесс взаимодействия ЭМИ ЯВ с оболочкой кабеля в грунте в квазистационарном приближении. При этом кабель представляется вытянутым эллипсоидом вращения, имеющим контакт с фунтом. В этом случае задача по расчёту тока сводится к решению уравнения Пуассона в сфероидальных координатах. В качестве фаничных условий используется распределение потенциала на поверхности эллипсоида, записанное на основе закона Ома. Решение получено в виде бесконечного ряда, посфоенного с помощью функций Лежандра I и П рода, наличие заземлителей на концах кабеля учитывается в виде сопротивлений. Для получения временной зависимости распределения тока по длине кабеля, необходимо к полученному решению применить обратное преобразование Лапласа.
Широкое распросфанение для практических расчетов токов и напряжений, наводимых ЭМИ в кабельных линиях, получили методы, использующие теорию цепей с распределенными парамефами /11, 32/ - метод линий передачи. Строго говоря, данный метод базируется на решении систем телефафных уравнений и физически обоснован для линий с обратным проводом. В линиях, где обратный провод отсутствует или его положение установить зафуднитель-но, как это имеет место в случае полевого воздействия на кабельные линии, применение этого метода фебует осторожного подхода, так как при этом возникает неопределенность в выборе эквивалентных парамефов линии и источ-