Основные направления и перспективы развития систем ДЦ

В качестве исходных данных для расчета должны быть значения для интенсивности отказов однотипных элементов, кол-во этих элементов.

Для основного последовательного соединения элементов имеем:

                                            (6.2)

где  - вероятность безотказной работы однотипных элементов.

При экспоненциальном законе распределения

,                                                    (6.3)

тогда    ,                                               (6.4)

где  - количество однотипных элементов;

- интенсивность отказов данного элемента.

Вероятность безотказной работы всего устройства будет равна

                              (6.5)

Среднее значение интенсивности отказов элементов получены для условия лабораторной их работы.

Для учета условий работы при ориентировочных расчетах пользуются поправочным коэффициентом , который имеет следующие значения.

Условия эксплуатации:

• в лабораторных условиях      =1,0
• наземная аппаратура (полевые условия)   =1,5
• аппаратура на кораблях      =2.0
• на ж.д. транспорте (локомотивы)    =2,5
• бортовая аппаратура на самолетах    =4,0
• на управляемых снарядах      =6,0
• современные ракеты       =10

Учет производят следующим образом:

                               (6.6)

Среднее время безотказной работы

                                (6.7)

Блок ТС содержит следующие платы ТС1, ТС2, ТС3, ФДМ с элементами:

• транзисторы   2 шт.
• конденсаторы   71 шт.
• сопротивления   43 шт.
• оптопара    2 шт.
• диодов    11 шт.
• микросхемы   44 шт.
• кварц     1 шт.

Определим вероятность безотказной работы блока ТС за 10000 часов и его среднее время наработки на отказ в лабораторных условиях. Исходные данные для расчета сведем в таблицу 6.1.

 

 

 

 

 

Таблица 6.1 Исходные данные для расчета надежности блока ТС

Элементы	niшт.	lср, 1/ч	nilср, 1/ч	,1/ч
Конденсаторы	71	0.15Ч10-6	10.65Ч10-6
Сопротивления	43	0.04Ч10-6	1,72Ч10-6
Оптопара	2	0.2Ч10-6	0.4Ч10-6
Диоды	11	0.291Ч10-6	3.201Ч10-6	19.991Ч10-6
Кварц	1	0.02Ч10-6	0.02Ч10-6
Транзистор	2	0.9Ч10-6	1.8Ч10-6
Микросхемы	44	0.05Ч10-6	2.2Ч10-6

 

Тогда

часов или примерно 5.7 лет.

.

 

7 Мероприятия по гражданской обороне

 

 

7.1 Цель проведения исследований устойчивости работы объекта

 

 

Оценка устойчивости работы объекта заключается в изучении способности противостоять воздействию поражающих факторов ядерного взрыва и вторичных факторов поражения, продолжать работу и восстанавливать в короткие сроки производственный (перевозочный) процесс при получении слабых разрушений, частичном нарушения снабжения и заражения объекта.

Целью оценки устойчивости работы объекта является выявление слабых элементов объекта, узких его мест, что необходимо для осуществления мероприятий, направленных на повышение устойчивости выявленных слабых элементов и работы объекта в целом.

Оценка устойчивости работы обетов народного хозяйства и железнодорожного транспорта производится по всем поражающим факторам ядерного взрыва и вторичным факторам поражения.

Проведём оценку устойчивости поражающих факторов наиболее влияющих на аппаратуру железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

 

 

 

7.2 Оценка устойчивости элементов объекта к воздействию проникающей радиации

 

 

Проникающая радиация ядерного взрыва оказывает влияние главным образом на электротехническое радиоэлектронное оборудование. На железнодорожном транспорте такое оборудование представлено обычно достаточно широко. Изменение электрических характеристик, вызывающих нарушение работоспособности электротехнического и радиоэлектронного оборудования, происходит при вполне определенной интенсивности гамма - излучений и нейтронного потока. Поэтому для установления поражающего действия проникающей радиации необходимо рассчитать суммарную дозу гамма - излучений Dg и величину нейтронного потока Ф , действующих на оборудование :

 

Dg = Dз + Dоск ,

 

Где Dg - доза захватного гамма - излучения (кал/кг) ;

Dоск - доза осколочного гамма - излучения (кал/кг) ;

 

DЗ = ѕѕѕѕ qe-R/410;

 

 

Docк = ѕѕѕѕѕѕѕ qe - R/300 .

 

Величину нейтронного потока (нейтрон/м2) определяют по формуле для взрыва нейтронного боеприпаса и для наземного взрыва других боеприпасов

 

Ф = ѕѕѕ— qe - R/190 ,

 

где R - расстояние от эпицентра взрыва, км ;

q  - мощность ядерного боезапаса, кт ;

е  - основание натуральных логарифмов.

Однако при взрывах мощностью 100 кт и более поражающие дозы гамма - излучения и нейтронного потока могут иметь место лишь на близких расстояниях от центра взрыва, т.е. в зонах, где оборудование, а также здания, в которых оно размещено, получают, как правило, полные разрушения. Поэтому производить оценку и повышать устойчивость оборудования к проникающей радиации при ядерных взрывах мощностью более 100 кт имеет смысл лишь в том случае, если оно размещено в ударостойких сооружениях.

Повышение радиационной стойкости аппаратуры может быть достигнуто следующим путем:

замена отдельных деталей радиационно стойкими комплектующими изделиями (радиолампы, низкоомные резисторы, конденсаторы с неограниченным диэлектриком и др.);

создание схем малокритичных к изменениям электрическим параметров элементов, компенсирующих и отводящих дополнительные токи, выключающих отдельные блоки и элементы на период воздействия ионизирующих излучений;

увеличения расстояний между элементами, находящимися под электрической нагрузкой, снижения рабочих напряжений на них;

регулировка тепловых, электрических и других нагрузок;

применение различного вида заливок, не проводящих ток при облучении;

размещение на объектах специальных защитных экранов или использования элементов конструкций объекта для ослабления действий ионизирующих излучений на менее радиационостойкие детали.

 

 

 

7.3 Оценка устойчивости элементов объекта к воздействию электромагнитного импульса

 

 

Электромагнитный импульс (ЭМИ) ядерного взрыва способен навести в воздушных и кабельных линиях связи электродвижущую силу (э.д.с.) значительной величины. Под воздействием э.д.с. могут происходить различные повреждения. Такие повреждения могут иметь место на расстояниях, значительно превышающих радиус действия ударной волны, светового излучения и тем более проникающей радиации.

Наиболее подвержены воздействию ЭМИ системы автоматики, телемеханики и связи. Применяемые в этих системах кабели и аппаратура имеют электрическую прочность по напряжению переменного тока не более 2 - 4 кВ. Учитывая, что ЭМИ ядерного взрыва является кратковременными, предельную электрическую прочность этих систем без средств защиты можно считать более высокой (8 - 10 кВ). Линии электропередачи и их оборудование в большинстве случаев рассчитываются на напряжение, измеряемое десятками и сотнями киловольт. Поэтому они являются более стойкими к воздействию ЭМИ ядерного взрыва, чем системы автоматики, телемеханики и связи.

Для оценки устойчивости объекта к воздействию ЭМИ необходимо знать его параметры. Такими параметрами являются напряжение горизонтальной составляющей э.д.с. ЕГ (В/м), которую наводит ЭМИ в горизонтальных проводах, и напряжение вертикальной составляющей э.д.с. ЕВ, которую наводит ЭМИ в вертикальных проводах:

 

ЕГ= ————— lg 14,5q ,

 

где R - расстояние до центра ядерного взрыва, км ;

q - мощность ядерного боезапаса, кт.

 

ЕВ = 500 ЕГ.

 

Зная эти параметры, можно определить э.д.с., наводимую в проводах (кабелях), проложенных горизонтально UГ и вертикально UВ :

 

UГ = EГ LГ ;UВ = ЕВ LВ,

 

где UГ и UВ - расчетные напряжения, В;

LГ и LВ - длины горизонтальных и вертикальных проекций проводов, м.

Формулы справедливы при длине проводов до 100 м, при больших длинах следует пользоваться специальными справочниками.

В зависимости от характера воздействия ЭМИ на линии связи и подключенную к ним аппаратуру могут быть использованы следующие способы защиты:

применение двухпроводных симметричных линий связи, хорошо изолированных между собой и от земли; исключение применения однопроводных наружных линий связи; экранирование подземных кабелей медной, алюминиевой и свинцовой оболочкой; электромагнитное экранирование блоков и узлов аппаратуры; использование различного рода защитных входных устройств и грозозащитных средств.

 

Приложение А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заполним таблицу А.1 всеми рассчитанными данными.

 

 

 

 

 

 

Таблица А.1

	2		1.867		2.347			2.395		3.475		3.907		3.475
Затухание участка al , дБ	3		4.775		4.235			4.235		4.595		3.635		4.745
	4		5.031		3.975			5.196		2.292		-		-
		2		8.3		6.433			4.086		1.691		-1.784		-5.691
Уровень на выходе ЛП РВЫХ, дБ		3		5.2		0.425			-3.81		-8.045		-12.64		-16.28
		4		3.5		-1.531			-5.506		-10.70		-		-
		2		-25.053
Уровень на входе ЦП РВХ , дБ		3		-23.125
		4		-12.994
Избыточный уровень на входе		2		10.747
ЦП РЛТ , дБ		3		12.675
		4		22.806
Выводы		2		5-7 , 3-8					10.4
aвтотрансформаторов		3		5-8 , 1-2					12.6
		4		5-8 , 5-6					22.4
		2		-40.653
Уровень на входе ЦП , дБ		3		-40.925
		4		-40.594