020 743 1020

Puhelin

Mitä EMP (Elektromagneettinen Pulssi) tekee?

Ocotec - what does an EMP do?
EMP:n haittavaikutus elektronisiin laitteisiin on merkittävä ja moniulotteinen. Mikroelektroniikan lamaantumisesta henkilökohtaisissa laitteissa laajamittaisiin sähkökatkoksiin ja kriittisen infrastruktuurin häiriöihin, vaikutukset voivat olla katastrofaalisia.

Jaa Sivu

Tällä artikkelilla aloitamme sarjan jossa paneudumme yksityiskohtaisemmin erilaisten elektromagneettisten häiriötekijöiden konkreettisiin vaikutuksiin haavoittuvaisissa järjestelmissä. Ensimmäisenä vuorossa on katsaus elektromagneettisten pulssien vaikutuksiin. Aiemmassa artikkelissa käsittelimme, mikä sähkömagneettinen pulssi (EMP) ylipäätään on. Tässä tarkastelemme mitä ne tekevät haavoittuville elektronisille ja sähköisille järjestelmille. Sähkömagneettinen pulssi voi aiheuttaa monenlaisia haitallisia vaikutuksia elektronisille laitteille, tilapäisistä häiriöistä pysyviin vaurioihin. Aluksi käymme läpi EMP:n kolme komponenttia ja niiden (E1, E2 ja E3) erilaiset vaikutukset.


E1-komponentti
:

  • Kesto: Nanosekunneissa
  • Luonne: Korkeataajuinen (jopa GHz-alueella)
  • Vaikutus: Aiheuttaa erittäin suuria jännitteitä ja virtoja johtimiin lyhyessä ajassa, vahingoittaen mikroelektroniikkaa


E2-komponentti
:

  • Kesto: Mikrosekunneissa
  • Luonne: Samankaltainen kuin salaman aiheuttamat ylijännitteet
  • Vaikutus: Keskitaajuinen pulssi, joka on yleensä vähemmän tuhoisa kuin E1, mutta voi silti aiheuttaa vahinkoa erityisesti yhdessä E1:n kanssa


E3-komponentti
:

  • Kesto: Sekunneista minuutteihin
  • Luonne: Matalataajuinen (jopa kymmeniin Hz)
  • Vaikutus: Aiheuttaa geomagneettisia virtoja pitkiin johtimiin, kuten voimajohtoihin, ja voi vahingoittaa muuntajia ja sähköinfrastruktuuria

 

Mikroelektroniikka

Tietokoneet ja kannettavat tietokoneet: Näissä laitteissa on lukuisia mikrosiruja ja integroituja piirejä, jotka ovat erittäin herkkiä jännitepiikeille. EMP:n E1-komponentti aiheuttaa jännitteitä, jotka riittävät polttamaan nämä komponentit lähes välittömästi. EMP voi kulkeutua tietokoneisiin ja palvelimiin liitettyihin sähkö- ja signaalijohtoihin, aiheuttaen piikkejä, jotka ylittävät komponenttien, kuten prosessorien, muistin ja tallennusasemien, jännitteen sietorajan. Tämä johtaa datan menetykseen, käynnistysongelmiin ja mahdollisiin vahinkoihin tallennuslaitteissa, kuten kovalevyissä ja SSD:issä. Vaikka laitteisto säilyisi ehjänä, indusoidut virrat voivat korruptoida näiden laitteiden tallentamaa dataa.

Integroidut piirit: EMP:t aiheuttavat jännite-eroja integroitujen piirien nastojen ja johtimien välillä. E1-pulssi, nopean nousuaikansa ansiosta, tuottaa erittäin korkean dV/dt:n (jännitemuutoksen nopeus ajan suhteen), aiheuttaen dielektrisen hajoamisen ja puolijohdealueiden sulamisen. Tämä johtaa oikosulkuihin, avopiireihin tai integroitujen piirien täydelliseen tuhoutumiseen.

Transistorit ja diodit: E1-pulssin aiheuttamat korkeat sähkökentät voivat aiheuttaa kasautuvan hajoamisen transistoreissa ja diodeissa, johtaen termiseen karkaamiseen ja fyysisiin vaurioihin. Tämä aiheuttaa aktiivisten komponenttien peruuttamattoman vikaantumisen, estäen laitteen toiminnan.

Älypuhelimet ja tabletit: Samoin kuin tietokoneet, älypuhelimet ja tabletit ovat täynnä herkkiä mikroelektronisia komponentteja. E1-pulssi voi tehdä niistä käyttökelvottomia vahingoittamalla niiden sisäistä piiriä, häiritsemällä prosessorien, muistisirujen ja muiden kriittisten komponenttien toimintaa. Lisäksi nämä laitteet ovat usein riippuvaisia langattomista viestintäverkoista, jotka todennäköisesti häiriintyisivät, tehden laitteista käyttökelvottomia, vaikka ne eivät olisi suoraan vahingoittuneet.

Lääketieteelliset laitteet: Sairaalalaitteet, kuten magneettikuvauslaitteet ja hengityskoneet, ovat erittäin haavoittuvaisia. EMP voi aiheuttaa näiden laitteiden toimintahäiriöitä tai täydellisen vikaantumisen, mikä muodostaa, laitteesta riippuen, suoran uhan potilaiden hengelle. E1-pulssi voi häiritä niiden toimintaa, kun taas E3-pulssi voi aiheuttaa sähkökatkoksia, johtaen toissijaisiin vikaantumisiin virtalähteen puutteen vuoksi.

 

Viestintäjärjestelmät

Radio- ja televisiolähettimet: Nämä järjestelmät ovat riippuvaisia elektronisista komponenteista ja virtalähteistä, jotka ovat alttiita EMP-vaikutuksille. E1-pulssi voi vahingoittaa lähettimiä, tehden ne toimintakyvyttömiksi, kun taas E3-pulssi voi vaikuttaa sähköverkkoon, aiheuttaen ylijänniteolosuhteita lähettimissä, mikä johtaa pitkiin katkoksiin ja viestintäpimennoksiin.

Tukiasemat ja satelliitit: Tukiasemat sisältävät hienostunutta elektroniikkaa ja ovat kriittisiä mobiiliviestinnälle. E1-komponentti vahingoittaa suoraan tukiasemien elektroniikkaa, kun taas E3:n indusoimat virrat voivat vahingoittaa virtalähteitä. Tämä aiheuttaa viestintäkatkoksia ja mahdollisesti fyysisiä vaurioita tukiasemien infrastruktuuriin. Satelliitit, vaikka ne ovat avaruudessa, voivat kärsiä korkean korkeuden EMP:istä (HEMP, High-altitude EMP). Säteily voi vahingoittaa satelliittielektroniikkaa, häiriten GPS-, viestintä- ja sääpalveluita.

Tietoverkon infrastruktuuri: Reitittimet, modeemit ja datakeskukset ovat kaikki alttiita EMP:ille. E1-pulssi voi vahingoittaa näiden laitteiden elektronisia komponentteja, johtaen laajamittaisiin viestintäkatkoksiin. Lisäksi E3-pulssi voi kulkeutua tietokoneisiin ja palvelimiin liitettyihin sähkö- ja signaalijohtoihin, aiheuttaen piikkejä, jotka ylittävät komponenttien, kuten prosessorien, muistin ja tallennusasemien, jännitteiden sietorajat. Tämä johtaa korruptoituneeseen dataan, palaneisiin piireihin ja mahdollisesti tallennetun tiedon menetykseen.

 

Sähköverkko

Muuntajat ja sähköasemat: EMP:n E3-komponentti indusoi geomagneettisia virtoja, jotka voivat ylikuormittaa ja vahingoittaa muuntajia ja muita kriittisiä laitteita sähköasemilla. Nämä laitteet eivät ole suunniteltuja käsittelemään EMP:n indusoimia suuria virtoja, mikä johtaa ylikuumenemiseen, fyysisiin vaurioihin ja vikaantumisiin. Tämä voi aiheuttaa laajamittaisia sähkökatkoksia, muuntajien palamista ja pitkiä korjausaikoja. Sähköasemien osalta suojajärjestelmien vikaantuminen johtaa edelleen sähköverkon kaskadimaisiin vikaantumisiin.

Kotitalouksien sähköjärjestelmät: Kotitalouksien johdotus ja sähköjärjestelmät voivat kärsiä EMP:stä. Ylijännitesuojat voivat tarjota jonkin verran suojaa E2-komponenttia vastaan, mutta E1-pulssi voi silti vahingoittaa kotien sisäistä johdotusta, ja E3-pulssi voi aiheuttaa pitkiä sähkökatkoksia, jotka vaikuttavat kaikkiin sähköisiin laitteisiin.

 

Ajoneuvot

Autot: Useimmat nykyaikaiset ajoneuvot on varustettu lukuisilla elektronisilla ohjausyksiköillä (ECU), jotka hallitsevat kaikkea moottorista jarrutusjärjestelmään. E1-pulssi voi häiritä tai tuhota nämä yksiköt, aiheuttaen ajoneuvon toiminnan lakkaamisen. Tämä johtaa hallinnan menetykseen ajoneuvon toiminnoista, kuten sytytyksestä, jarrutuksesta ja polttoaineen ruiskutuksesta.

Lentokoneet: Kaupalliset ja sotilaalliset lentokoneet ovat erittäin riippuvaisia elektronisista järjestelmistä navigointiin, viestintään ja ohjaukseen. EMP voi lamauttaa nämä järjestelmät, mikä voi johtaa katastrofaalisiin vikaantumisiin kesken lennon. E1-pulssi voi vahingoittaa avioniikkaa, kun taas E3-pulssi voi vaikuttaa maassa oleviin ohjausjärjestelmiin ja virtalähteisiin.

 

Kulutuselektroniikka

Kodinkoneet: Laitteet, kuten jääkaapit, pesukoneet ja mikroaaltouunit, sisältävät elektronisia ohjauskortteja, jotka voivat vaurioitua EMP:stä. E1-pulssi aiheuttaa korkeita jännitteitä, jotka polttavat nämä ohjauskortit, tehden laitteista toimintakyvyttömiä.

Viihdelaitteet: Televisiot, pelikonsolit ja äänijärjestelmät ovat kaikki vaarassa. Näiden laitteiden herkät elektroniikkakomponentit voivat tuhoutua E1-pulssista, kun taas E3-pulssin aiheuttamat ylijännitteet voivat myös vahingoittaa näitä laitteita epäsuorasti vaikuttamalla virtalähteeseen.

 

Teollisuus- ja kaupalliset järjestelmät

Valmistuslaitteet: Monet nykyaikaiset valmistusprosessit ovat automatisoituja ja riippuvaisia elektronisista ohjauksista. EMP voi pysäyttää tuotannon vahingoittamalla näitä ohjausjärjestelmiä, johtaen merkittäviin taloudellisiin menetyksiin.

Pankki- ja rahoitusjärjestelmät: Sähköinen pankkitoiminta on riippuvainen tietokoneiden ja palvelimien verkostoista. EMP voi häiritä näitä järjestelmiä, aiheuttaen taloudellisten tietojen menetyksiä, maksutapahtumien käsittelyn estymistä ja merkittäviä taloudellisia häiriöitä.

 

Suojaus ja vaurioiden vähentäminen

Laitteiden suojaaminen Faradayn häkeillä voi estää EMP-säteilyn, tarjoamalla johtavan suojan, joka absorboi ja uudelleenjakaa sähkömagneettisen energian. Laadukkaat ylijännitesuojat voivat auttaa vähentämään E2-komponentin vaikutuksia rajoittamalla korkeita jännitteitä ja suojaamalla kytkettyjä laitteita. Kriittisen infrastruktuurin suunnittelu EMP:tä kestäväksi vaatii EMP-kestävien materiaalien, varajärjestelmien ja vankan maadoituksen käytön. Varmistamalla varavirtalähteiden ja redundanttien viestintäjärjestelmien olemassaolon ja niiden suojaaminen EMP-vaikutuksilta on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan ylläpitää välttämättömiä prosesseja ja palveluja.

EMP:n haittavaikutus elektronisiin laitteisiin on merkittävä ja moniulotteinen. Mikroelektroniikan lamaantumisesta henkilökohtaisissa laitteissa laajamittaisiin sähkökatkoksiin ja kriittisen infrastruktuurin häiriöihin, vaikutukset voivat olla katastrofaalisia. Näiden erityisten vaikutusten ymmärtäminen korostaa suojatoimenpiteiden ja valmistautumisen tärkeyttä mahdollisten EMP:n aiheuttamien vahinkojen vähentämiseksi.

Ocotec tarjoaa laajan valikoiman EMP-suojattuja tuotteita osana tuotevalikoimaamme, kaapeista kammioihin, tunneleihin ja kulkuoviin. Yli 30 vuoden kokemuksella suunnittelemme ja valmistamme myös räätälöityjä ratkaisuja erityisiin suojaustarpeisiin.

lisää blogeja

Ocotec - Mitä EMP tekee?
Puolustus

Mitä EMP (Elektromagneettinen Pulssi) tekee?

EMP:n haittavaikutus elektronisiin laitteisiin on merkittävä ja moniulotteinen. Mikroelektroniikan lamaantumisesta henkilökohtaisissa laitteissa laajamittaisiin sähkökatkoksiin ja kriittisen infrastruktuurin häiriöihin, vaikutukset voivat olla katastrofaalisia.

Ocotec at pohjoinen teollisuus exhibition
Uutiset

Pohjoinen Teollisuus 2024 22.-23.05.2024

Ocotec on paikan päällä Pohjoinen Teollisuus -messuilla 22.-23.05. Kotikentällä Ouluhallissa.

Löydät meidät tänä vuonna osastolta 661. Tulemme esittelemään puolustus- ja kaivosteollisuuteen liittyviä tuotteita, mutta keskustelut kaikesta muustakin ovat tervetulleita. Oli tarpeesi räätälöidyt valmisratkaisut tai alusta asti suunnitellut, olemme valmiina kuuntelemaan ja tarjoamaan osaamistamme.

Jätä yhteydenottopyyntö

Olemme aina tavoitettavissa

Ocotec Laser leikkaus

Jätä Yhteydenottopyyntö

Palaamme sinulle mahdollisimman pian!

Olemme aina tavoitettavissa!