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  1. Die Roxtec-Methode
  2. Forschung und Entwicklung
  3. Die HEMP-Herausforderung (high-altitude electromagnetic pulse)

Streben nach erstklassigem HEMP-Schutz

Wir können Ihnen helfen, elektrische Geräte vor den Auswirkungen von elektromagnetischem Puls in großer Höhe (HEMP) zu schützen. Um die Messlatte für Innovationen höher zu legen und so viel wie möglich zu lernen, fordern wir uns selbst heraus, indem wir das Schlimmste ins Visier nehmen. Unsere Vision ist ein vollständiger Schutz gegen die Auswirkungen von Explosionen von Atomwaffen im Weltraum.

„Ich weiß, dass wir die Leistung unseres Dichtungssystems für die elektromagnetische Abschirmung noch weiter verbessern können. Wir haben bereits eines der besten Systeme der Welt, aber wir haben auch das Wissen aus unseren Experimenten und die Ideen, wie wir es verbessern können“, sagt Mikael Grudd, EMV-Spezialist bei Roxtec. 

Mikael Grudd ist einer der führenden Ingenieure, die im elektromagnetischen Labor von Roxtec in Karlskrona, Schweden, Möglichkeiten der elektromagnetischen Abschirmung erforschen. Es ist ein beeindruckendes Gebiet mit fortschrittlichen Geräten zur Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit sowie zur Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen und elektromagnetische Pulse. Unser ständig modernisiertes Labor verfügt über Testeinrichtungen für Hochspannungsanwendungen.  

„Unser persönlicher Anspruch befindet sich auf einem extrem hohem Niveau“, erklärt Mikael Grudd. „Wir sichern uns die besten Testgeräte, um weiter an der Spitze zu bleiben. Es ist wichtig, dass wir selbst direkt testen und messen können, um so die besten Produkte zu entwickeln.“     

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Lernen Sie Mikael Grudd, EMC Technical Product Manager bei Roxtec, kennen.

Kampf gegen zerstörerische Kräfte

Was sind die Herausforderungen, denen sich Mikael Grudd und das Roxtec EMV-Team stellen müssen? HEMP, ein elektromagnetischer Puls in großer Höhe, wird durch eine Kernwaffen-Detonation erzeugt, die Dutzende von Kilometern oder mehr von der Erdoberfläche entfernt erfolgt. Die Entfernung wird je nach Zielgebiet und gewünschter katastrophaler Wirkung gewählt.    

HEMP verursacht kein Chaos und Zerstörung durch die Explosion selbst, sondern durch die drei folgenden elektromagnetischen Pulse. Der erste, E1 genannt, ist kurz, aber stark und erreicht schnell Spitzenwerte. Er ist zu schnell, als dass Blitzschutzgeräte darauf reagieren könnten, und zerstört empfindliche Mikroelektronik. Der zweite Puls, E2, hat ähnliche Eigenschaften wie Donner und Blitz und seine Auswirkungen können mit normalen Blitzschutz sicher beherrscht werden. Der dritte, E3, ist ein Puls mit langer Dauer. Er kann mehrere Minuten dauern und schwere geomagnetische Störungen in Form einer vorübergehenden Verzerrung des Erdmagnetfeldes verursachen. Oft verglichen mit einem geomagnetischen Sturm, der durch eine Sonneneruption verursacht wird, ist dies eine totale Katastrophe für die kritische Infrastruktur. Transformatoren können überhitzen und explodieren – auf diese Weise kann das gesamte Stromnetz zerstört werden. Wenn die Stromversorgung ausfällt kann die gesamte Elektronik unserer modernen Welt – einschließlich Computern, Kommunikationssystemen und Systemen in Autos und Flugzeugen – in einem sehr großen Gebiet innerhalb weniger Sekunden schwere Schäden erleiden.   

Dauer vs. elektrisches Feld [V/m] von E1-E3 HEMP gemäß IEC 61000-2-9.

Elektrische Feldstärke vs. Frequenz (V/m)/Hz von E1-E3 gemäß IEC 6100-2-9.

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HEMP-Animation

Hohes Beschädigungsrisiko 

Es gibt auch eine andere vom Menschen verursachte Bedrohung namens NNEMP, den nichtnuklearen elektromagnetischen Puls. Bestimmte militärische Waffen in Flugzeugen, Drohnen, Raketen oder Fahrzeugen können ohne nukleare Reaktion einen starken Puls erzeugen. Die Reichweite dieser Waffen reicht von wenigen Metern bis zu mehreren Kilometern. 

Es ist sicher, dass ungeschützte elektrische Systeme unter einem HEMP- oder NNEMP-Angriff leiden. Die Auswirkungen und Schäden können jedoch reduziert und Fehlfunktionen vermieden werden, wenn das System in einem elektromagnetisch abgeschirmten Raum oder Gehäuse eingekapselt ist.

Schutz vor Angriffen

Eine elektromagnetische Barriere oder Abschirmung, die Systeme und Komponenten umschließt, ist der wirksamste Schutz. Die Barriere wurde entwickelt, um den elektromagnetischen Puls abzulenken und zu reflektieren. Sie schützt die elektrischen Geräte im Inneren. Sie müssen die Barriere oder den Schild und alle Eintrittspunkte gut vorbereiten, um die HEMP-Integrität aufrechtzuerhalten. Konzentrieren Sie sich auf das Gebäude mit seinen Wänden, Türen, Fenstern und der Belüftung sowie auf die Eintrittspunkte. 

  • Die Wände müssen aus leitfähigem Material bestehen und jeder Abschnitt der Struktur muss einen kontinuierlichen elektrischen Kontakt haben. Türen müssen abgeschirmt sein und Fenster können mit einer Abschirmbarriere beschichtet werden. Wabenlüftungen werden als Filter verwendet, um den Puls außerhalb der Barriere oder des Schildes zu halten.
  • Die Eintrittspunkte sind für Kabel und Rohre. Diese erfordern besondere Aufmerksamkeit, da die Kabel und Rohre Metallteile enthalten, die die Barriere oder Abschirmung durchdringen. Metallische Kabel oder Rohre dienen als Antennen, die elektromagnetische Energie auf einer Seite der Barriere oder Abschirmung absorbieren und auf der anderen Seite übertragen. Eine falsche Verlegung von Kabeln und Rohren gefährdet den Schutz. 
     
    • Kabel, die durch eine elektromagnetische Barriere geführt werden, müssen abgeschirmt werden, um zu vermeiden, dass der Puls Ströme oder Spannungen an den Innenleitern induziert, die Signale oder Strom enthalten. Die Kabelabschirmung muss mit einer niederohmigen Verbindung an die Barriere oder Abschirmung angeschlossen werden.
    • Rohre, die durch eine elektromagnetische Barriere oder Abschirmung geführt werden, sollten aus Metall sein, um zu vermeiden, dass sich der Impuls über den Inhalt ausbreitet. Das Metall fungiert als Abschirmung und muss mit einer niedrigohmigen Verbindung an die Barriere oder die Abschirmung angeschlossen werden.

Sowohl für Kabel als auch für Rohre wird eine 360-Grad-Gehäuseverbindung bevorzugt, um einen effizienten Schutz gegen den Puls zu gewährleisten.

„Ich glaube, wir haben die Ideen sowie die Berechnungen und Antworten, die wir brauchen, um eine noch bessere Lösung zu entwickeln. Wir können jetzt einen effizienten Schutz anbieten, aber wir möchten ihn besser und anwenderfreundlicher machen“, sagt Mikael Grudd.

Möchten Sie mehr über den HEMP-Schutz erfahren?

Bitte geben Sie Ihre Daten ein und wir werden uns in Kürze mit Ihnen in Verbindung setzen.

Autor

Mikael Grudd

EMC Technical Product Manager/Specialist Global Products - Product Lyckeby,Sweden
MG