高空核爆电磁脉冲晚期效应对变压器的影响

高空核爆电磁脉冲晚期效应(即E3效应)产生的直流偏磁严重影响电力设备的正常运行,甚至导致供电系统瘫痪。针对此现象,本文模拟高空核爆电磁脉冲晚期环境,建立变压器模型,开展直流偏磁对变压器影响的综合分析,包括变压器内部的振动位移、变压器声压级以及变压器内部铁芯的温度增长等。仿真结果表明,随着高空核爆电磁脉冲E3效应在变压器引入的电流增大,变压器铁芯产生的位移、噪声声压级、铁芯温升快速增大,且值极有可能超过变压器的相关阈值,从而对变压器造成损坏。本文可为变压器的安全运行提供理论支撑。

高空核爆炸磁流体动力学电磁脉冲

高空核爆炸产生的磁流体动力学(晚期)电磁脉冲对电力系统等国家重要基础设施具有严重影响。由于晚期电磁脉冲产生的机理复杂,依赖因素众多,包括爆炸当量、爆高、爆炸方位、爆炸时间、观察点位置以及土壤电导率等,因此,目前还没有成熟的代码可以模拟整个晚期电磁脉冲的产生过程。介绍晚期电磁脉冲的产生机理,讨论晚期电磁脉冲电场随核装置爆炸当量、爆高和大气状况的变化关系。E3A电场峰值随爆炸当量线性增加,而E3B电场峰值则随爆炸当量增加出现明显的饱和效应。分析了当前晚期电磁脉冲模拟代码现状,为进一步研究晚期电磁脉冲数值模拟方法和代码研发提供参考。

高空核爆电磁脉冲对便携式监护仪的辐射效应

高空核爆电磁脉冲(HEMP)对电子和电气设备构成严重威胁,但是目前针对军队急救医疗卫生装备的电磁脉冲(EMP)耦合效应及防护研究还比较薄弱。因此以某款当前军队医院所使用的便携式监护仪为研究对象,利用有界波电磁脉冲模拟器模拟产生HEMP进行辐射试验,评估HEMP对监护仪的辐射效应,在各种试验条件下测量干扰场强阈值,分析HEMP对监护仪的作用机理。试验表明:HEMP辐射场对监护仪的工作状态会造成严重干扰,上升时间短、持续时间短的电磁脉冲对设备的干扰能力更强。结合监护仪结构、辐射试验结果、HEMP对监护仪的作用机理可得出以下结论:①场线耦合是引入电磁脉冲干扰的主要途径,当导联线与入射电场方向平行时耦合效应增强,导联线的屏蔽层结构对屏蔽效能有显著的影响;②监护仪外壳的屏蔽效能较差,电磁脉冲可由显示屏和空隙直接渗透至监护仪内部形成干扰,加强导联线和外壳的屏蔽效能将有效提高监护仪抗HEMP的能力。

两种高空核爆电磁脉冲电缆耦合效应的比较

有关高空核爆电磁脉冲(HEMP)的标准,我国推荐的1976HEMP和IEC推荐的1996HEMP的早期波形是不同的。针对两种HEMP标准,采用传输线方程计算了不同长度电缆受HEMP影响的情况,结果表明电缆的1976HEMP早期耦合效应较1996HEMP早期耦合效应要严重的多。

两种高空核爆电磁脉冲下电话机的效应异同性及概率分布

利用分布式负载有界波电磁脉冲模拟器提供的电磁环境,试验研究了电话机在我国推荐的1976 HEMP和IEC61000-2-9推荐的1996 HEMP两种波形环境激励下的效应异同性,以及效应的概率分布,应用频谱分析和电磁范数对效应机制进行了分析。结果表明:对于电话机通话中断效应,1996 HEMP要比1976 HEMP的效应阈值稍低,其效应的概率分布可用正态分布来拟合。

高空核电磁脉冲晚期效应对电网稳定性影响的研究

为分析高空核爆晚期效应对电力系统的影响,本文研究了高空核电磁脉冲晚期效应对电力系统稳定性影响。根据高空核爆晚期效应感应电流对电网元件的影响,建立了电网等效模型,得到了线路等效电压源,并计算了高空核爆炸晚期效应在电网上的感应电流,然后对晚期效应感应电流水平做出了评估,最后从断路器、自耦变压器两个方面分别考虑了偏磁对电网稳定性的影响因素。

高空核爆电磁脉冲波形标准及特征分析

目前,国际上已有美军标、国际电工委员会、Bell实验室及各种学术出版物等各种高空核爆电磁脉冲波形标准。综述了这些标准,并从时域参数、频谱、归一化累积能流谱、总的能量密度等几方面研究其异同性。比较后认为,IEC61000 2 9和MIL STD 461E表述的新标准要比1976年出版物波形和Bell实验室波形的频谱范围宽,对电子系统的小孔缝耦合效应稍强,但对多数效应物尤其是线缆引入的传导耦合,损伤程度则相对弱化。最后,分析了由于HEMP波形表述形式变化,给EMP模拟器和效应研究带来的影响和新动态趋势。

超五类以太网线高空核爆电磁脉冲(HEMP)耦合试验研究

线缆耦合是HEMP对电子设备造成毁伤破坏效应的主要途径之一。针对影响网线中电压、电流的几个关键因素,如辐照场强等级、网线长度、放置方式、屏蔽与否等,从实验的角度探究网线的HEMP耦合规律。得到了网线芯线上耦合电压电流与环境场、网线长度之间的关系;分析了不同放置方式下芯电压、芯电流的之间的差异;测试了屏蔽网线的屏蔽效能,得到了皮电流与辐照场之间的关系。所得到的结论对于实验研究及防护设计都有参考意义。

某型车辆在高空核爆炸环境下的电磁脉冲耦合特性

电磁脉冲耦合阈值是装备在核爆炸环境下作战时运用决策与装备抗核加固优化的基本依据。针对某型车辆核爆炸环境下电磁脉冲抗扰度不清的实际,开展高空核爆炸电磁脉冲(HEMP)耦合特性研究。应用时域有限差分(FDTD)方法,通过该车电台天线辐照试验验证FDTD方法开展HEMP耦合效应研究基础上,重点从车辆瞭望孔入手,对HEMP环境中车辆内部电场变化进行系统分析。研究发现,车内大部分空间的耦合电场幅值在2 kV/m以下,瞭望孔附近电场幅值在HEMP正入射时较高。结合所得到的车辆内部电场分布的相关规律,提出电磁脉冲防护建议:车内电子设备及走线应尽量远离瞭望孔;改用屏蔽玻璃,可以降低瞭望孔处耦合电场幅值;当接收到核爆炸相关预警信息时,迅速将电子设备尽可能向远离瞭望孔位置移动,可以避免造成损坏。

核电磁脉冲

核爆炸所产生的冲击波、热和辐射效应,已为大家所熟知。但核爆炸引起的电磁脉冲(EMP)现象,还未引起人们足够的注意。实际上。

HEMP线缆效应研究中的几个关键因素

线缆耦合是HEMP对电子系统作用的主要途径之一。传输线模型是分析场线耦合常用的研究方法。针对影响线缆中电压、电流响应的几个关键因素,如地面附近的电磁环境、所采用的传输线分析模型、地面土壤电导率以及线缆架高等,计算了线缆的响应,并从机理上给出了解释。所得到的分析结论对于实验研究及防护设计都有参考意义。