EMP:lta suojautuminen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

EMP eli electromagnettinen pulssi voi syntyä aurinkomyrskyjen tai ydinräjäytyksen seurauksena. Wikipedian mukaan ydinräjäytys 100 km korkeudessa vaurioittaa sähkölaitteita ja mikropiirejä horisonttiin saakka eli 1000 km etäisyydelle. Avojohdoilla rakennetuista järjestelmistä kuten sähkövoima palaa sulakkeet ja elektroniset laitteet vaurioituu. Sähkölaitteita voi yleensä suojata ulkopuolisilta sähköilmiöiltä Faradayn häkillä. Toimiiko tämä myös suojana elektromagneettiselle pulssille?

Jos vajaan 1000 km päässä poksahtaa korkealla ilmakehässä ydinpommi, niin sammuuko pensakäyttöinen auto, eli meneeko sytytysjärjestelmä rikki? Dieselmoottori ei varmaan häiriintyisi vaan matka jatkuisi. Katkeaako kotona sähköt? Sammuuko kaupan kassapääte? Miten pankkijärjestelmille käy? Toimiiko kännykkä? jne

Kotona on tietokone. Riittääkö, että se on peltikuorien sisällä? Miten käy muistitikun ja muistikorttien tiedoille. Meneekö digikameran prosessori rikki? Entä CD ja DVD levykkeille tallennetut tiedot.

Pitäisikö kaikista digikuvista tehdä paperikopiot vai suojaisiko peltikaappi digikameraa ja muita elektronisia laitteeita ja muistivälineitä EMP:lta tuholta. Onneksi nyt ei ole sodan vaaraa, mutta jos maailmalla tapahtuisi vahinko, niin voisiko sitä vastaan elektroniset laitteet kotona jotenkin suojata?

Sivut

Kommentit (16)

Vierailija
rensio
Sähkölaitteita voi yleensä suojata ulkopuolisilta sähköilmiöiltä Faradayn häkillä. Toimiiko tämä myös suojana elektromagneettiselle pulssille?



Tuo häkki on pääasiallinen suojautumiskeino EMP:tä vastaan ja toimii ihan hyvin. ...Mutta:

rensio

Jos vajaan 1000 km päässä poksahtaa korkealla ilmakehässä ydinpommi, niin sammuuko pensakäyttöinen auto, eli meneeko sytytysjärjestelmä rikki? Dieselmoottori ei varmaan häiriintyisi vaan matka jatkuisi. Katkeaako kotona sähköt? Sammuuko kaupan kassapääte? Miten pankkijärjestelmille käy? Toimiiko kännykkä? jne



Jos vajaan 1000km päässä alkaa tosiaan jymähtelemään ydinpommeja, onko sillä paljoakaan väliä, että mitkä järjestelmät toimivat ja mitkä eivät. Eiköhän siinä ole jo ihan toisen luokan ongelmat kysessä?

rensio

Kotona on tietokone. Riittääkö, että se on peltikuorien sisällä? Miten käy muistitikun ja muistikorttien tiedoille. Meneekö digikameran prosessori rikki? Entä CD ja DVD levykkeille tallennetut tiedot.



Nykyiset mikropiirit ja etenkin suuren tiheyden modernit mikroprosessorit ovat valitettavasti herkkiä EMP:n vaikutuksille ja saattavat todellakin tuhoutuakin, varsinkin jos pulssi on voimakas. Heikompikin pulssi sekoittaa helposti ohjelmistojen toiminnan.

Enpä tiedä onko peltisestä kotelosta tässä kohtaa niin paljon apua, mutta kyllähän sen teoriassa pitäisi jonkinlaisena faraday häkkinä toimia (se on osa sen ideaa). Eriasia sitten on, että nykyään taitaa monissa laitteissa olla muotia käyttää enemmän tai vähemmän muovista kotelointia, jolloin "häiriösuojaus" -taso on heikompaa.

Toinen asia sen tietokoneen suhteen on sitten se, että tietokoneet varsinkin, ovat laitteita joihin kytkettynä paljon johtoja: -verkkokaapelia, virtapiuhaa, jne. Näitä pitkin etenevältä pulssilta ei peltikopalla enää suojaudutakaan. Se vaatii jo aivan toisenlaisia suojakeinoja.

Vierailija

Ydinpommista tuleva EMP pulssi ei tietääkseni vaikuta juuri ollenkaan pienlaitteisiin, vaan suurin efekti tulee voimalinjoihin ja muihin vehkeisiin joissa on pitkästi kaapelia. Sähköverkkoon muodostuu joka puolelle tuhansien ampeerien syöksyvirtoja jotka sitten tuhoavat laitteita.

Kännykät, radiopuhelimet yms. ovat yksinkertaisesti liian pieniä että ne nappaisivat merkittäviä määriä energiaa siitä pulssista.

Muistitikut ja muut flash-mediat ovat alttiita säteilylle koska niissä tieto säilytetään sähkövarauksena. CD ja DVD levyt pärjäävät vaurioitta, ja kiintolevytkin vaativat nykyisin varsin kovan kentänvoimakkuuden ennenkuin ne menevät rikki.

Vierailija
Veikko
Ydinpommista tuleva EMP pulssi ei tietääkseni vaikuta juuri ollenkaan pienlaitteisiin,



CMOS tekniikan sanotaan olevan herkkä tuolle pulssille. Tiärä sitten miten lähellä pitää olla räjähdyksen keskipistettä jotta sillä merkittävämpää vaikutusta on kuin itse räjähdyksestä, jos tuo tieto edes pitää paikkansa.

Ainakin googlettelemalla näkyy löytyvän EMP hardened CMOS piirejä olevan kaupan.

Vierailija

Sikäli kuin muistan, EMP:ltä voi suojautua investoimalla ko. ilmiön kestäviin piireihin, laitteisiin ja kytkentöihin.
Tästä joutuu tietysti maksamaan, suojatut laitteet maksavat suojaamattomia enemmän.

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
rensio
Jos vajaan 1000 km päässä poksahtaa korkealla ilmakehässä ydinpommi, niin sammuuko pensakäyttöinen auto, eli meneeko sytytysjärjestelmä rikki? Dieselmoottori ei varmaan häiriintyisi vaan matka jatkuisi. Katkeaako kotona sähköt? Sammuuko kaupan kassapääte? Miten pankkijärjestelmille käy? Toimiiko kännykkä? jne



Nyky-yhteiskunta on erittäin haavoituvainen EMP - ilmiöiden suhteen. Kaikki uudet autot sisältävät ohjauselektroniikkaa, jonka kestävyys on varsin kyseenalaista. Bensa- ja dieselautot ovat tässä nykyään aivan samalla viivalla, silä dieselautojen polttoaineen ruiskutus ohjautuu elektronisesti.

Kännyköiden hajoamista ei tarvitse pelätä. Niiden tukiasemat hajoavat ensin jonka jälkeen kännykät ovat hyödyttömiä. Vain point-to-point yhteydet eli tukiasemattomat radiopuhelimet (esimerkiksi PRM) olisivat tuollaisen jälkeen käyttökelpoisia.

Jos haluat etsiä anaologiaa HEMP - tapahtumalle (High altitude ElectroMagnetic Pulse) niin ukkonen on aika hyvä. Mitä tapahtuisi elektroniikalle, jos joka ainoaan sähkölinjaan, puhelinlinjaan, rakennuksen kattoon, mastoon ja tietoliikennekaapeliin iskisi salama? Kokemuksesta tiedetään, että muutama salamanisku pahaan paikkaan riittää pudottamaan yhteiskunnan polvilleen...

Google kertoo asiasta lisää hakusanalla HEMP nuclear. Suojautuminen on mahdollista, mutta tuossa tilanteessa digikuvien säilyminen olisi murheista pienimpiä.

Tämän sivun alareunan linkkien takaa löytyy lisää tietoa:
http://www.fas.org/nuke/intro/nuke/emp.htm

Täältä löytyy HEMP - aaltomuoto esitettynä logaritmisella aika-akselilla.

http://www.todaysengineer.org/2007/Sep/HEMP.asp

Nousuajat E1:llä ovat luokkaa nanosekunteja ja kenttää löytyy kymmeniä tuhansia voltteja per metri. Sitä seuraa hitaampia ilmiöitä, jotka kestävät millisekuntista jopa kymmeneen sekuntiin asti. Niiden intensiteetit ovat paljon pienempiä mutta pitkissä siirtolinjoissa ne tekevät rumaa jälkeä. Tuhat kilometriä, 0.03 V/m kymmenen sekunnin ajan tarkoittaa kymmenen sekunnin ajan 30 000 V DC - jännitettä linjan päiden välillä. Jos DC - virralle löytyy reitti niin virta saturoi kaikki matkalla olevat muuntajat, jotka joko vaurioituvat tai vähintäänkin kytkeytyvät pois verkosta.

http://books.google.com/books?id=5-NEmE ... &ct=result

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Vierailija

Tuo EMP:ltä suojautuminen on noita ikuisuuskysymyksiä jo 1960-luvun lopulta lähtien.
Jos ongelmaa tarkastellaan energiansiirtosysteeminä, on siinä lähettimenä eli generaattorina tuo ydinpommi, joka on pulseeraava radiolähetin ja siirtomediana on säteilyn leviäminen tyhjön ja ilmakehän rajalla tai maanpinnan lähellä. Vastaanottimena on sähköverkon ja laitteen eri piirien muodostama varsin epämääräinen antenni, jolla sitten on kuormana elektroniikkaa, erityisesti suurtaajuisia puolijohdekomponentteja.
Laskeskelin nuoruudessani malleja tuon lähettimen energiaspektrille (pulssin Poyntingin vektori J/(m^2*Hz)). Siinä on varsin vähän energiaa yli 100 MHz taajuusalueella. Muistaakseni maksimienergia pyörii tuolla alle 10 MHz alueella.
EMP:n energeettiset alataajuudet ovat niin matalia, että laitteet ovat aallonpituuteen suhteutettuna lyhyitä antenneja antaen huonon kytkentäkertoimen (lyhyt antenni, pieni sieppauspinta-ala). Sähkölinjat ovat pitkiä ja siten herkkiä paukkumaan kuten suojaamattomana salamaniskussa.
Hyvä ukkossuojaus on oiva apu EMP-suojauksessa.
Puolijohteiden vikaantuminen vaatii tietyn minimienergian kytkeytymistä niihin, ennenkuin tulee vikoja.
Rikkoontumista kuvaavan kytkeytyvän tehon amplitudi kytkeytyvän energian funktiona kuvaava funktio on kahden asymptootin rajoittama. Toinen on tuo kynnysenergia, jota pienempi energia saa kytkeytyä mielivaltaisella teholla, mikäli huipputeho kertaa pulssin kesto eli tehon aikaintegraali on alle puolijohdekomponentille ominaisen kynnysarvon. (Testasin tämän, kun teimme automaatiojärjestelmään kuuluvia binääriliityntöjä, joilla oli kytkentäjännitteenä 230 V eli kytkettiin nykyistä Fortumia vastaan. Virhekytkentöjen varalta liityntä ei saanut vioittua, mikäli se oikosulki verkkojännitteen. Siinä oli nopea ylivirtasuojaus katkaisemassa kytkintransistorin ohjausta oikosulkutilanteessa. Toimi aivan hyvin eli ei rikkoutunut ollessaan testeissä tai asennusvaiheessa poikittain paikallisen sähkölaitoksen kanssa.)
Toinen asymptootti on sallitun staattisen maksimitehon arvo, jota piiri kestää rajatta.

Vierailija

Tässä tuli vain mieleen, että kyllähän EMP:n saa aikaiseksi ilman ydinpommiakin.

Kerran sattumalta näinkin periaatepiirroksen laitteesta. Eikä siinä ollut oikeastaan mitään eksoottista, vaan melkein kaikki osat saa mistä tahansa rautakaupasta.

Ymmärtääkseni vaikein osuus siinä vekottimessa on räjähdysaineissa, tämä laite kun oli periaatteessa iso kela, jonka ytimessä on räjähdysaineilla täytetty metalliputki, laukaistaessa tämä putki pitäisi sitten räjäyttää siten että se aiheuttaa kelassa etenevän oikosulun.

Toisaalta mieleen muistui myös juttu yrityksestä asentaa turvakameroita kytkinasemalle... Muuten luotettaviksi tiedetyt kamerat eivät tahtoneet kytkinasemalla kestää, joten alettiin selvittää mikä niitä käristää, eikä syytä tarvinnut etsiä kauaa, tutkimuksissa nimittäin mitattiin kilovolttien jännitteitä, datalinjasta. Lienee sanomattakin selvää että elektroniikka käristyy vähemmästäkin. Syy näille kameroita käräytteleville pulsseille on valokaarissa, joita korkeajännitteisissä kytkimissä syntyy.

Kamerat saatiin lopulta kyllä toimimaan, mutta siihen vaadittiin mm. johtojen suojaamista.

Ymmärtääkseni tavallisen pöytäkoneen elektroniikalla on ihan kohtalaiset mahdollisuudet selvitä pulssista metallikuorensa sisällä, mutta etenkin datakaapelit tuottavat ongelmia, sillä niiden normaalijännitteet ovat usein voltteja, ja kytkeytyvät suoraan herkkiin laitteisiin jotka eivät välttämättä kestä edes voltin murto-osien muutoksia jännitteissä.

Mainittakoot, että itsellekin se toistaiseksi ainoa ukkosvahinko syntyi nimenomaan heikkovirtapuolella, nimittäin modeemikortti kärähti, kortilla näkyi selvästi yhdessä lastussa pieni kraatteri. Äkillinen pulssi oli ilmeisesti lämmittänyt sitä sen verran rajusti että se otti ja räjähti kappaleiksi.

Vierailija

Ilman ydinpommia sen kemiallisen EMP:n kantama on varsin vaatimaton, sillä tässäkin pätee energian säilymisen ja leviämisen lait. Pieni paukku, vähän energiaa jaettavaksi, iso paukku, enemmän energiaa jaettavaksi.
Tuo kemiallinen EMP syntyy, kun magneettikenttää puristetaan nopeasti kasaan esimerkiksi kemiallisen räjähteen plasmalla.
Ydinpommin EMP puolestaan syntyy joko pommin räjähtäessä vapautuvan gammasäteilyn pommin kuoressa aiheuttaman Comptonsironnan tai ilmakehässä tapahtuvan, ilmakehän tiheysgradientin aiheuttaman epäsymmetrisen Comptonsironnan synnyttämän säteilevän sähköisen dipolin aiheuttamasta voimakkaaati pulseeraavasta radiolähettimen sähkökentästä.
Lisäksi magneettinen EMP syntyy, kun ydinräjähdyksen synnyttämä plasmapallo laajenee maan mgneettikentässä. Se syrjäyttää maan magneettikentän, sillä sen johtavuus on korkea ja magneettikentän jatkuvuusehdon johdosta plasmapallon sijaiskytkentä on maan magneettikentän paikallisesti neutraloiva magneetikentälle vastakkaissuuntainen magneettinen dipoli, joka säteilee sähkömagneettisia aaltoja.
Noita ei-haluttuja radiolähetteitä vastaan pitkät, laitteistoista ulos tulevat kaapelit (ei muut, lähitiedonsiirrossa tarvittavat kaapelit), suojataan sopivin suodattimin, vaipoin ja ylijännitesuojin.
Käytännössä (ei lähiräjähdyksen EMP) riittää noin 60 dB laajakaistasuojaus ja hyvä ukkossuojaus sopivin suodattimin pitkissä ja kaukokaapeleissa.

Remonttimies
Seuraa 
Viestejä477
Liittynyt9.7.2008
kfa

Jos haluat etsiä anaologiaa HEMP - tapahtumalle (High altitude ElectroMagnetic Pulse) niin ukkonen on aika hyvä. Mitä tapahtuisi elektroniikalle, jos joka ainoaan sähkölinjaan, puhelinlinjaan, rakennuksen kattoon, mastoon ja tietoliikennekaapeliin iskisi salama? Kokemuksesta tiedetään, että muutama salamanisku pahaan paikkaan riittää pudottamaan yhteiskunnan polvilleen...



Mikä yhteiskunta on viimeksi ollut polvillaan ja koska ukkosen takia?

Vierailija

Suomi kai lähinnä, ei sentään polvillaan mutta ikäviä vaikutuksia esiintyi.
Se oli silloin, kun Helsinkiin iski voimakas ukkosmyrsky. YLEn lähetystorniin osui kai 4 salamaa.
Tuloksena käristyneet piuhat ja yhteyskatkos. YLE ei useampaan tuntiin saanut mitään eetteriin.
Tämä olisi ollut huono juttu, mikäli jostakin olisi pitänyt tiedottaa koko valtakuntaan.
Toisaalta, sellaista ukkossuojaa ei olekaan joka selviäisi neljästä salamasta lähes peräjälkeen.

Vierailija
Dark Shade
Tämä olisi ollut huono juttu, mikäli jostakin olisi pitänyt tiedottaa koko valtakuntaan.

Ja YLE on ainoa radio/TV lähetyksiä tekevä taho, yhdellä mastolla?

sinnipirtti
Seuraa 
Viestejä5161
Liittynyt1.7.2007
JaakkoFagerlund
Dark Shade
Tämä olisi ollut huono juttu, mikäli jostakin olisi pitänyt tiedottaa koko valtakuntaan.

Ja YLE on ainoa radio/TV lähetyksiä tekevä taho, yhdellä mastolla?



ylen toimikuvaan kuuluu mm. ns. hätätilanne hälyytykset jotka katkaisevat muiden tahojen lähetyksen ja lähettävät niiden päälle hätätilanne ilmoituksen.

oikeaa nimitystä viestille en muista.

toisen polven pilkkuvirhe

Vierailija
sinnipirtti
JaakkoFagerlund
Dark Shade
Tämä olisi ollut huono juttu, mikäli jostakin olisi pitänyt tiedottaa koko valtakuntaan.

Ja YLE on ainoa radio/TV lähetyksiä tekevä taho, yhdellä mastolla?

ylen toimikuvaan kuuluu mm. ns. hätätilanne hälyytykset jotka katkaisevat muiden tahojen lähetyksen ja lähettävät niiden päälle hätätilanne ilmoituksen.

oikeaa nimitystä viestille en muista.


Ja tämä järjestelmä on yhden tolpan varassa? Pahasti epäilen.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat