Une étude discover les risques liés aux impulsions électromagnétiques pour les centrales électriques

Des chercheurs du laboratoire nationwide d’Oak Ridge du ministère de l’Énergie mènent un projet visant à comprendre remark une impulsion électromagnétique à haute altitude, ou EMP, pourrait menacer les centrales électriques.

Une arme nucléaire qui explose à des centaines de kilomètres dans les airs émet une courte impulsion de rayons gamma. À cette hauteur, les rayonnements ne nuisent pas directement aux personnes au sol. Mais l’onde d’énergie électromagnétique intense qui en résulte peut être « couplée » aux systèmes électriques, électroniques et de verbal exchange, produisant des pics de stress ou de courant qui détruisent les équipements à moins qu’ils ne soient spécialement protégés. Après l’explosion initiale, l’EMP passe rapidement par deux stages d’impulsion supplémentaires qui peuvent avoir un have an effect on supplémentaire sur les transformateurs de puissance, les tools et le fonctionnement du système électrique.

“Certaines estimations suggèrent que si une arme nucléaire explosait dans l’atmosphère au-dessus de l’Amérique centrale, elle pourrait provoquer des pannes de courant généralisées et prolongées et éventuellement un effondrement partiel du réseau”, a déclaré Dahan Liao, chercheur predominant de l’ORNL. “C’est donc vraiment essential automotive cela pourrait être un événement catastrophique à grande échelle.”

Même si les inquiétudes concernant les risks de l’EMP ne sont pas nouvelles, elles ont quelque peu diminué après l. a. fin de l. a. guerre froide. Les événements politiques mondiaux ont attiré une nouvelle consideration sur l. a. coverage du réseau contre l. a. risk, mais Liao a déclaré que d’autres facteurs jouent également un rôle majeur.

“L. a. technologie a progressé au cours des dernières décennies au level que nous pouvons même créer de l’électromagnétique sans avoir besoin d’une arme nucléaire. Il existe des émetteurs micro-ondes portables puissants, efficaces qui peuvent être utilisés par des terroristes ou des acteurs malveillants”, a déclaré Liao. “Les équipements électroniques d’aujourd’hui sont également plus vulnérables que les équipements des années 1960, automotive nous dépendons davantage des semi-conducteurs et l. a. plupart des équipements fonctionnent à des tensions plus faibles. Ces petits composants ont moins de capacité à absorber les surtensions provoquées par les impulsions électromagnétiques.”

Des générateurs électromagnétiques armés peuvent désormais être transportés sur un missile, un avion, un gros drone ou même un camion garé à côté d’une centrale électrique pour concentrer l’impulsion sur une cible, a déclaré Larry Markel, chef de projet de l’ORNL. « Quand vous regardez ce qui se passe en Ukraine, vous voyez à quel level les can pay sont prêts à recourir à l. a. guerre électronique non conventionnelle sans recourir aux armes nucléaires », a-t-il déclaré.

ORNL a collaboré avec ses partenaires Lawrence Livermore Nationwide Laboratory et le Heart for Extremely-Resilient Electrical Energy Transmission Networks (CURENT) de l’Université du Tennessee pour examiner remark les impulsions électromagnétiques pénètrent dans une centrale électrique et quels dommages elles peuvent causer aux équipements.

Des modèles informatiques peuvent être utilisés pour comprendre ces résultats, mais il est difficile de confirmer leur exactitude sans déclencher une onde EMP. Liao a résolu ce dilemme de vérification en prenant des mesures ambiantes de l’activité électromagnétique de faible niveau générée par les émetteurs cellulaires, radio et télé. Il a échantillonné l. a. drive du sign à l’intérieur et à l’extérieur des bâtiments, à proximité des équipements clés de l. a. centrale hydroélectrique et sur le campus de l’ORNL.

Des modèles informatiques ont amplifié ces mesures pour simuler l. a. façon dont l. a. surtension générée par les impulsions électromagnétiques affecte les équipements de nombreux sorts de centrales électriques, y compris celles alimentées au charbon, au gaz et nucléaires. Liao a déclaré que l’hydroélectricité était particulièrement préoccupante automotive elle constitue généralement l. a. première étape vers l. a. mise en provider du réseau après une panne régionale à grande échelle.

Le système électrique moderne comprend un nombre croissant de panneaux solaires, d’éoliennes et de batteries connectés au réseau by means of des onduleurs, qui sont des composants électroniques de puissance vulnérables aux impulsions électromagnétiques. Yilu Liu, responsable du portefeuille de réseaux électriques de l’UT-ORNL, a dirigé une équipe d’étudiants injectant des signaux de bas niveau dans des composants électroniques de puissance fonctionnels tels que des onduleurs, des contrôleurs logiques programmables et des compteurs de section. Ils ont enregistré les résultats pour mieux comprendre remark ces composants canalisent l’énergie électromagnétique et quel niveau d’exposition endommagerait l’électronique basse stress.

L’équipe UT a également contribué à simuler l. a. manière dont les fuites d’EMP dans un bâtiment dépendent des matériaux de building et des issues d’entrée disponibles. “Nous espérons que l’analyse de base de cette étude air of secrecy des programs plus larges dans l. a. coverage des équipements en général, tout en fournissant des conseils sur l. a. manière dont les bâtiments peuvent être conçus pour se protéger contre les EMP”, a déclaré Liu.

Les chercheurs ont développé un outil de simulation qui permet aux installations d’analyser leurs configurations et équipements spécifiques et de prédire les effets de l’EMP. L’équipe a également utilisé l’outil pour émettre des recommandations générales visant à renforcer les équipements de coverage contre les surtensions, de mise à l. a. terre et de blindage. Les méthodes de mise à l. a. terre suffisantes pour gérer les coups de foudre peuvent s’avérer inadéquates pour l’EMP, qui permet une price plus rapide à une intensité plus élevée.

“Il y a plus de vulnérabilités que prévu, en particulier dans les systèmes exposés à l’extérieur de l’set up”, a déclaré Liao. “Des conséquences en cascade peuvent survenir lorsqu’un petit élément tombe en panne et empêche un élément plus essential de fonctionner.”

Même si le projet cherchait à réduire les risques pour les équipements de manufacturing d’électricité, ses résultats ont également mis en évidence les vulnérabilités inhérentes posées par les composants essentiels ou basse stress qui sous-tendent l. a. manufacturing d’électricité. Les câbles et les fils peuvent agir comme des antennes pour capter l’énergie électromagnétique et des conduits pour transmettre cette énergie aux appareils connectés, surchargeant rapidement l. a. capacité de stress des moteurs simples et de l. a. microélectronique essentiels au fonctionnement. Les products and services publics peuvent ne pas reconnaître l’étendue de l. a. mise à l. a. terre ou de l. a. coverage contre les surtensions nécessaire pour protéger les équipements de verbal exchange et de contrôle, même s’ils ne sont pas directement connectés à des tensions plus élevées.