Защита на критичната електроника от геомагнитни слънчеви бури (CME), токови удари и EMP¶
Номерата за спешни повиквания се различават според държавата. Тази страница използва 911, номерът за Съединените щати и Канада. Много други държави използват 112, 999 или друг номер. Намерете номера за вашата страна.
Когато Центърът за прогнозиране на космическото време NOAA (SWPC) или Метеорологичният оперативен център на Обединеното кралство (MOSWOC) издава Extreme (G5) Предупреждение за геомагнитна буря след насочено към Земята Изхвърляне на коронална маса (CME), или когато плановиците за спешни случаи се подготвят за Електромагнитен импулс на голяма надморска височина (HEMP / E1-E2-E3) или силно пренапрежение при превключване на подстанция, знаейки коя електроника всъщност е изложена на риск и как да я изолирате, предотвратява трайно разрушаване на хардуера по време на продължителен колапс на мрежата. Ако слънчева буря или пренапрежение в мрежата вече е предизвикало пожар на трансформатор, повреден електропровод или регионално прекъсване на тока, обадете се на местния номер за спешни повиквания (911, 112, или 999) за опасности за безопасността на живота чрез нашия номера за спешни случаи директория и се консултирайте с нашите ръководства за оразмеряване на LiFePO4 преносими електроцентрали и превключватели, комуникации извън мрежата при спешни случаи: радио NOAA, GMRS и сателитен SOS, и срив на регионалната мрежа и прекъсване на тока.
Повечето обществени съвети объркват естествените слънчеви бури (CMEs) с ядрени електромагнитни импулси (HEMP), което кара собствениците на жилища да увиват всеки тостер в алуминиево фолио, докато оставят скъпото си $2,500 преносима електроцентрала, включена в a 30-meter (100-foot) стенна верига, която действа като масивна антена за събиране на пренапрежение. Разбиране на точната физична разлика между бавните геомагнитно индуцирани токове (GICs / E3 магнитохидродинамично повдигане) и наносекундни високочестотни радиочестотни импулси (E1 HEMP) ви дава ясна, евтина инженерна книга:
1. Естествен слънчев CME (G5 / геомагнитна буря от клас Карингтън) НЕ изпържва изключена ръчна електроника във въздуха. Слънчевият CME произвежда само бавни вариации на геомагнитното поле (еквивалентно на E3 компонент на EMP). Той застрашава устройствата само чрез пренапрежения в електропроводите, спадове на напрежението и хармонични изкривявания, влизащи през електрическата инсталация на вашия дом. Просто изключването на електрониката от AC стенните контакти и Ethernet/коаксиалните кабели преди пристигането на CME осигурява 100 процента защита срещу естествена слънчева буря.
2. EMP на голяма надморска височина (HEMP) добавя наносекунда E1 гама-Комптън радиочестотен импулс (up to 50,000 Volts per meter напречно 10 MHz to 1 GHz+), които могат да се свържат директно в къси вътрешни вериги и 1-meter (3-foot) кабели във въздуха, което изисква непрекъснато проводящо заграждение на Фарадей, облицовано с вътрешен диелектричен изолатор от картон/пяна за защита на резервни радиостанции, медицински устройства и контролери за слънчево зареждане.
Направете това сега¶
- При тежка (
G4) или Екстремен (G5) Издава се наблюдение на геомагнитна слънчева буря (15 to 48 hoursпреди въздействието на CME), заредете всички \(\text{LiFePO}_4\) електроцентрали, телефони, лаптопи и радио батерии до100%първо, след това ги ИЗКЛЮЧЕТЕ физически от всеки контакт. След зареждане издърпайте захранващите кабели за променлив ток, USB модули за зареждане, Ethernet (Cat5e/Cat6) кабели и кабелни/сателитни коаксиални линии напълно извън стената, преди междупланетната ударна вълна на CME да удари магнитосферата на Земята. - Изключете преносимите слънчеви панели (
MC4кабели) и дълги удължителни кабели от вашите резервни електроцентрали, когато не се наблюдават активно. A10-to-30-meter (33-to-100-foot)проводникът действа като ефективна приемна антена и за дветеE1бързи преходни процеси иE2предизвикани от мълния вълни. Оставянето на преносима електроцентрала, свързана с дълги проводници, нарушава вътрешната изолация. - Никога не разчитайте на стандарт
$15предпазител от пренапрежение на разклонител, за да спре срива на трансформатора при срив на мрежата илиE1импулс. Стандартен жилищен металооксиден варистор (MOV) разклонителите имат време за реакция при затягане1 to 5 nanoseconds, което е достатъчно бързо за нормални преходни процеси при превключване на комунални услуги (E2), но твърде бавен, за да ограничи времето за нарастване под наносекунда (2.5 to 5 nanosecondsкъм50 kV/m) на воененE1Импулсът на HEMP и продължителното набъбване на напрежението от насищащ съседен трансформатор може да претовари термично и да възпламени евтиноMOVленти. - Ако имате батерия за цял дом (
Tesla Powerwall,Enphase,Generac,EcoFlow Pro) и ръчен превключвател за превключване или блокировка на главния прекъсвач, помислете за превключване към „Режим извън мрежата / остров“ по време на пиковите 3 до 6 часаG5прозорец за геомагнитна буря. Изолиране на главния прекъсвач на вашия дом (OFF) от електрическата мрежа предпазва свързаните с кабели уреди във вашия дом (платки за термопомпи, инвертори за хладилници, помпи за кладенци) от хармонично изкривяване от страна на електрическата мрежа и катастрофални спадове на напрежението, причинени от насищане на полупериод на високоволтови мрежови трансформатори. - Съхранявайте вашата резервна аварийна електроника (метеорологично радио на NOAA, ръчни приемо-предаватели GMRS/Ham, резервен смартфон/таблет с офлайн карти, MPPT соларен контролер за зареждане и USB флаш памети) в правилно облицована клетка на Фарадей. Всеки дом трябва да държи специален „EMP/Surge Recovery Kit“ вътре в кофа за боклук от галванизирана стомана с плътни шевове или военна кутия за амуниции с изолиращ картон/вътрешна обвивка от пяна със затворени клетки, така че никое устройство никога да не докосва голата метална стена.
- Никога не докосвайте устройство директно до голата метална стена на клетката на Фарадей и никога не прокарвайте кабел за зареждане през капака на клетката на Фарадей. Всеки проводник, минаващ от външната към вътрешната страна на кутията на Фарадей, действа като вълноводна антена, която провежда външния електромагнитен импулс направо във вътрешността, намалявайки ефективността на екрана до нула.
Danger
Грешка №1 в клетката на Фарадей, която разрушава електрониката (липсва вътрешната диелектрична облицовка): Ако поставите ръчно радио, лаптоп или смартфон директно в метална кутия с амуниции или го увиете директно в голо алуминиево фолио без изолационен слой (cardboard, plastic bag, bubble wrap, или polyethylene foam) между устройството и метала, високочестотните повърхностни токове (Eddy currents), протичащи през външната страна на металния щит по време на ан E1 импулсът може да се свърже капацитивно или дъгово директно в шасито на устройството, накрайника на антената или USB порта. Винаги поставяйте електрониката в дебел изолационен найлонов плик или картонена кутия (at least 5 to 15 mm / 0.2 to 0.6 inches дебели) преди да ги поставите в метален фарадеев контейнер или да ги увиете в многослойно здраво алуминиево фолио.
Дърво на решения: Съвпадение на вашия протокол за защита с електромагнитната заплаха¶
Следвайте тази таблица за инженерно сортиране, за да разграничите прогнозирана слънчева буря (CME), пренапрежение на мълния/полезност и пълен спектър E1/E2/E3 електромагнитен импулс.
flowchart TD
Event["Идентифицирана електромагнитна заплаха"] --> ThreatType{"Какъв тип събитие се случва или за което се подготвя?"}
ThreatType -->|"Прогнозна слънчева буря G4/G5 (изхвърляне на коронална маса / CME - предупреждение за 15 до 48 часа)"| CMEProtocol["ФИЗИКА: Бавни E3-подобни геомагнитно индуцирани токове (GIC) САМО върху дълги линии на мрежата (нулев импулс E1 с въздушна връзка)"]
CMEProtocol --> CMEActions["1. Заредете всички батерии до 100% преди удар -> 2. Физически изключете всички променливотокови кабели, EV зарядни устройства и Ethernet кабели -> 3. По избор: Превключете главния прекъсвач в режим на остров/извън мрежата по време на пиковия прозорец Kp=8/9"]
ThreatType -->|"Внезапно затъмнение на мрежата / експлозия на трансформатор / въртящо се прекъсване"| GridSurge["ФИЗИКА: Преходни процеси при превключване на комунални услуги, спадове на напрежението (<95V) и пикове при повторно захранване"]
GridSurge --> GridActions["1. ИЗКЛЮЧЕТЕ 240V компресорни прекъсвачи (AC/термопомпа/кладенец) и изключете електрониката -> 2. Изчакайте 10 минути, след като захранването се стабилизира, преди да свържете отново"]
ThreatType -->|"Готовност за EMP на голяма надморска височина (HEMP: E1 + E2 + E3 пълен спектър)"| HEMPProtocol["ФИЗИКА: Наносекунден E1 RF импулс (50 kV/m, 10 MHz до 1 GHz+) + E2 Светкавица + E3 Насищане на мрежата"]
HEMPProtocol --> HEMPActions["1. Съхранявайте резервни комуникации, медицинско оборудване и соларни контролери в облицована проводяща клетка на Фарадей -> 2. Инсталирайте тип 1/2 SPD за цял дом + закрепете феритни сърцевини на кабели за ключове"]
Част 1: Слънчеви бури (CMEs) срещу Високата надморска височина EMP (E1, E2, и E3 Физика в сравнение)¶
Според ** Министерството на енергетиката на САЩ (DOE)**, Институтът за изследване на електроенергията (EPRI), Комисията EMP и Кралската инженерна академия на Обединеното кралство, електромагнитните заплахи се разделят на три различни вълнови форми във времева област (E1, E2, и E3). Разбирането на наличната форма на вълната ви казва точно какъв хардуер ще се повреди и какво ще оцелее.
1. 3-те форми на електромагнитни импулси и естествени слънчеви еквиваленти¶
| Компонент на формата на вълната | Време на нарастване и продължителност | Пиков механизъм на електрическо поле/ток | Има ли естествена слънчева буря (CME / Слънчево изригване) Произвеждане на това? |
Какво всъщност уврежда и как да се защитим от него |
|---|---|---|---|---|
E1 (Бърз импулс / Бърз гама-Compton RF импулс) |
Време на нарастване: 2.5 to 5 nanoseconds; Продължителност: -1,000 nanoseconds (1 microsecond) |
До 50,000 Volts/meter (50 kV/m) широколентова радиочестотна енергия (10 MHz to > 1 GHz). Създава се, когато ядрените гама лъчи отделят електрони от въздушните молекули в горната част на атмосферата (20 to 40 km надморска височина) в магнитното поле на Земята. |
НЕ. Естествена слънчева буря или CME от клас Carrington произвежда НУЛА E1 пулс. |
Двойки в къси жици (0.3 to 3 meters / 1 to 10 feet), печатни платки и антени във въздуха, пробиващи микроскопични CMOS силициеви оксиди. Отбрана: Фарадей Кейдж (40 to 80 dB затихване) + изключване на външни жични антени/кабели. |
E2 (Междинен импулс) |
1 microsecond to 1 second |
- 100 Volts/meter. Наподобява близки електромагнитни импулси от мълния облак-земя (LEMP). |
НЕ (Еквивалентно на силна гръмотевична буря). | Провежда разпределителни линии и телекомуникационни кабели до включени в контакта уреди. Защита: Изключващи кабели + UL 1449 тип 1 / тип 2 устройства за защита от пренапрежение за целия дом (SPDs). (Опасно в EMP преди всичко защото E1 може вече да е издухал ограничителите на пренапрежение милисекунди по-рано). |
E3 (Бавен магнитохидродинамичен импулс) / Слънчев GIC |
1 second to > 300 seconds (Minutes to Hours по време на слънчев CME) |
10 to 85+ Volts/kilometer (0.00001 to 0.000085 V/m) квазипостоянен телурен земен ток, протичащ през земята и навлизащ в заземената неутрала на дълъг (50 to 500 km) Преносни линии за високо напрежение. |
ДА. Крайност (G5) Слънчев CME (1859 Carrington Event или May 1921 / March 1989 Hydro-Québec буря) е чист E3 / GIC събитие. |
Не може да навреди на изключено устройство (a 1-meter тел вижда по-малко от 0.00008 Volts във въздуха). вместо това 100 to 300+ Amps квазипостоянен ток навлиза в гигант 345 kV / 500 kV / 765 kV трансформатори на подстанции, причиняващи полупериодно насищане на магнитната сърцевина, срив на реактивната мощност (VAR гладуване), диви хармоници на променливотоковото напрежение и топене на гореща точка на трансформатора. Защита: Изключете от електрическата мрежа и разполагайте с 14+ дни захранване/вода извън мрежата. |
2. Защо изключването от стената е 100% ефективно срещу слънчева буря от клас Карингтън (CME)¶
Нека математиката ви успокои:
- По време дори на най-екстремната историческа слънчева супербуря (1859 Carrington Event или 1921 Railroad Storm), индуцираното на земната повърхност геоелектрично поле достига приблизително 20 to 85 Volts per kilometer (0.02 to 0.085 Volts per meter) на високи географски ширини над резистивни магмени скали.
- през 300-kilometer (186-mile) електропровод за високо напрежение, заземен и в двете подстанции, 50 Volts/km добавя до 15,000 Volts на квази-DC потенциал, задвижвайки ратусан от ампери в намотките на трансформатора на електрическата мрежа и изпращайки тежки хармонични изкривявания на напрежението (THD) и превключване на пренапрежения в домове, които все още са свързани към мрежата.
- Но във вашия смартфон, лаптоп или изключена преносима електроцентрала, разположена на кухненска маса, най-дългият вътрешен проводник е само 0.15 meters (6 inches) дълго. Поле на 0.085 Volts/meter напречно 0.15 meters предизвиква 0.012 Volts (12 millivolts) при ултраниска честота (< 1 Hz), който е напълно незабележим и 100% безвреден за всяка невключена електронна верига.
- Заключение за слънчеви бури: Не е необходимо** да поставяте телефона, лаптопа или колата си в клетка на Фарадей за слънчево изригване или CME. Просто трябва да изключите чувствителната си електроника от дългите кабели на електрическата мрежа, преди CME да удари и да се подготвите за потенциално регионално прекъсване на захранването.
Част 2: Коя критична електроника трябва да влезе във Фарадеева клетка (за E1 готовност за EMP)?¶
Докато естествената слънчева буря изисква само изключване от мрежата, подготовката за изкуствена High-Altitude EMP (HEMP E1 импулс) или близък директен Електромагнитен импулс на мълния (LEMP) изисква екраниране на компактен резервен комплект електроника срещу висока честота (10 MHz to 2 GHz) въздушно свързани полета.
Тъй като пространството в кофата за боклук от поцинкована стомана или кутията за амуниции е ограничено, дайте приоритет на предмети, които съдържат CMOS микроконтролери с висока плътност (< 90 nm към 3 nm транзисторни портове) и че не можете да оцелеете или да координирате без по време на многоседмична аварийна ситуация:
Списък с приоритетни нива за съхранение в клетка на Фарадей¶
| Приоритетно ниво | Специфични устройства за съхранение във вашия корпус на Faraday | Защо тези конкретни елементи са с висок приоритет и са уязвими |
|---|---|---|
| Ниво 1: Медицинска електроника за безопасност на живота | - Резервен Глюкомер + ленти (за диабетици) - Резервна 12V DC CPAP Travel Machine + DC кабел - Дигитален термометър, пулсов оксиметър и автоматичен маншет за кръвно налягане |
Съвременните медицински монитори разчитат на CMOS микроконтролери с ниско напрежение; наличието на екранирано резервно устройство е животоспасяващо, ако устройствата за ежедневна употреба, включени в стената, бъдат унищожени от пренапрежение в мрежата. |
| Ниво 2: Комуникации и информация извън мрежата | - NOAA / AM / FM / Къси вълни (SW) Радио за спешни случаи на батерия/манивела- 2x GMRS или Ham ( VHF/UHF) Ръчни двупосочни радиостанции (HTs) (Съхранявайте с гумената антена НЕЗАВИНАТА и отделена в чантата)- 1x стар смартфон, таблет или електронен четец, зареден с Офлайн карти ( OsmAnd / Organic Maps), офлайн Уикипедия (Kiwix), и офлайн копието на emergency.guide- 2x криптирани USB флаш устройства / външни SSD, съдържащи важни за семейството документи (финансово подвързване) |
КРИТИЧЕН СЪВЕТ ЗА РАДИО: Настроената камшична антена на радиото е специално проектирана да улавя радиочестотната енергия и да я подава направо в деликатния преден усилвател с нисък шум на приемника (LNA) транзистор. Винаги развивайте подвижната SMA/BNC антена от ръчните радиостанции, преди да ги запечатате във вашата чанта/консерва Faraday. |
| Ниво 3: Генериране на енергия извън мрежата и зареждане | - Компактна \(\text{LiFePO}_4\) преносима електростанция (300 to 1,000 Wh) ИЛИ самостоятелен 12V/24V MPPT контролер за слънчево зареждане + инвертор с чиста синусоида- Сгъваем преносим слънчев панел ( 100W to 200W) (Изчакайте: самите слънчеви панели имат ли нужда от клетка? Вижте по-долу)- AA / AAA / 18650 USB интелигентно зарядно за батерии + USB-C кабели + 12V USB адаптер за автомобилен контакт - Цифров мултиметър ( DMM) |
Голи кристални силициеви слънчеви панели (PV cells) и голите \(\text{LiFePO}_4\) батерийни клетки са сравнително устойчиви, когато са изключени от проводниците, но електронната BMS платка, MPPT соларен контролер и AC инвертор съдържат чувствителни MOSFETs и микроконтролери, които ще блокират цялата електроцентрала, ако бъдат изпържени. |
| Ниво 4: Осветление и запалване | - 2x LED фарове / фенерчета с алуминиево тяло (стандартните LED диоди и драйверните чипове могат да бъдат повредени от 50 kV/m E1 ако е неекраниран; анодизирана алуминиева тръба на фенерче вече осигурява частично екраниране, а поставянето на резервна вътре в кутията на Фарадей гарантира работеща светлина). |
Наличието на надеждно LED осветление със свободни ръце премахва изкушението да горите опасни свещи на закрито. |
Част 3: Как да създадете и тествате Verified 50 to 80 dB Фарадей Кейдж у дома¶
Фарадеева клетка работи чрез преразпределяне на външни електрически заряди и индуциране на противоположни повърхностни вихрови токове вътре в непрекъсната външна обвивка от проводим метал (мед, алуминий или стомана), отменяйки електромагнитното поле вътре в кухата кухина.
За фарадеев щит да спре бързо E1 HEMP импулс (чиито най-къси дължини на вълните при 1 GHz са 30 centimeters / 12 inches, със значително хармонично съдържание, изискващо нулеви междини на слотовете, по-дълги от 1.5 to 3 millimeters / 0.06 to 0.12 inches), контейнерът трябва да има 360-градусов непрекъснат контакт метал към метал през шева на капака. Дори пролука в линията на косата, гумено уплътнение за боя или непроводима оксидна лента по дължината на капака действа като Слот антена, която пропуска висока честота E1 микровълнова енергия направо в кутията.
1. Сравняване на 4 DIY и търговски кутии Faraday¶
| Тип корпус на Фарадей | Типично радиочестотно затихване (10 MHz to 1 GHz) |
Защо успява или се проваля (и как да коригирате течовете на шевовете) | Най-добре се използва за |
|---|---|---|---|
Метод A: Кошче за боклук от галванизирана стомана (75 to 120 Liter / 20 to 32 Gallon) + Уплътнение с проводима лента |
60 to 80+ dB (Намалява 50,000 V/m до < 5 to 50 V/m: военен клас, когато е запечатан) |
Най-добрата голяма опция за Направи си сам: Тежките стоманени стени блокират както нискочестотни магнитни полета, така и високочестотни електрически полета. Важна корекция: Стандартните капаци на кофи за боклук имат хлабаво вълнообразно прилягане на ръба. Увийте проводяща медна/никелова EMI уплътнителна лента около ръба на ръба И запечатайте шева на затворения капак с включена в UL проводяща алуминиева фолиова HVAC лента. | Съхраняване на a 1,000 Wh \(\text{LiFePO}_4\) електроцентрала, сгъваем соларен панел, лаптоп и мулти-радио комплект. |
Метод B: Метал .50 Cal / 40mm Кутия за военни излишни амуниции (с отстранено гумено уплътнение) |
50 to 75 dB (Само СЛЕД промяна на уплътнението на капака) |
КРИТИЧЕН КАПАН: Стандартните кутии за военни амуниции са боядисани с непроводимо зелено прахово покритие и имат дебело черно гумено водоустойчиво уплътнение под капака, което означава, че металният капак никога не докосва металната кутия (Slot Antenna Fail). Поправката: Издърпайте гуменото уплътнение, шлайфайте боята отгоре 6 mm (1/4 in) метален ръб и вътрешен канал на капака до гола лъскава стомана и натиснете лента от плетено метално EMI екраниращо уплътнение (or folded heavy-duty aluminum foil) в канала на капака, така че затягането на резето да смачка гол метал до гол метал. |
Компактно, здраво хранилище за ръчни GMRS/любители радиостанции, мултиметър, SSD дискове и резервни телефони. |
Метод C: Търговска многослойна никел/медна чанта Faraday Ripstop (MIL-STD-188-125 тествано) |
45 to 70 dB |
Използва 2 до 4 вътрешни слоя плат с покритие от никел и мед с двойно закопчаване с велкро. Никога не мачкайте и не перете и поставяйте в метална кутия или използвайте 2 торбички (двойно пакетиране) за E1 увереност. |
Ежедневна защита за преносима чанта за резервен телефон, ключодържател, таблет и ръчно радио. |
| Метод D: 3 до 4 отделни вложени слоя от тежкотоварно кухненско алуминиево фолио + изолираща вътрешна кутия | 60 to 80+ dB (Потвърдено от тестване на комисията EMP, когато се използват 3+ независими изолирани слоя) |
Метод за спешни случаи с най-ниска цена: Никога не увивайте един слой тънко фолио директно около чист телефон (единично разкъсване на дупка пропуска RF и голото фолио докосва портове). Вместо това: (1) Поставете устройството в картонена кутия или дебела торба с цип за фризер, увита в кърпа за ръце; (2) Увийте напълно в Слой 1 от Heavy-Duty (24-micron / 1-mil) Алуминиево фолио, сгъване на всички шевове плоски 3 пъти, така че да няма празнини; (3) Поставете вътре втора найлонова торбичка (създавайки вложен 2-слоен кондензатор/щит); (4) Увийте в Слой 2 и Слой 3 от тежко алуминиево фолио. |
Незабавна защита с нулеви разходи за резервни радиостанции, фенерчета и електроника във всеки дом. |
Защо изключената микровълнова фурна е лоша, ненадеждна клетка на Фарадей
Популярен интернет мит казва на хората да хвърлят електрониката си в стара микровълнова фурна по време на EMP. Докато вратата на микровълновата фурна е настроена да блокира 2.45 GHz (12.2 cm дължина на вълната) енергия от изтичане по време на готвене, емпиричните тестове за радиочестотно екраниране показват два основни недостатъка: първо, ако микровълновата фурна е все още включена в контакта, захранващият кабел провежда пренапрежението на външната линия направо в кухината на фурната чрез магнетронния трансформатор; второ, дори когато е изключен, капацитивното уплътнение на дросела около вратата на микровълновата е честотно настроено специално за 2.45 GHz и изтича значително през 10 MHz to 500 MHz спектър, където по-голямата част от an E1 Енергията на EMP пребивава. Ако имате само микровълнова фурна при внезапна криза, изключете микровълновата фурна от стената И увийте електрониката в найлонова торбичка и 3 слоя здраво алуминиево фолио, преди да ги поставите вътре.
2. Стъпка по стъпка: Как да подредите и опаковате кофа за боклук от поцинкована стомана Faraday Cage¶
- Проверете кутията за дупки: Вземете вашето кошче за боклук от галванизирана стомана (
e.g., Behrens 20-gallon or 31-gallon steel can) в тъмен килер, поставете светъл1,000-lumenфенерче вътре в долните шевове и проверете дали няма изтичане на светлина през долния гофр. - Инсталирайте вътрешната диелектрична изолационна облицовка (
Mandatory): - Изрежете кръгло парче от
12-mm (1/2-inch)гофриран картон, пяна от полиетиленова постелка със затворени клетки или гумена постелка и я поставете плоско върху дъното на стоманената кутия. - Облицовайте цялата цилиндрична вътрешна стена на стоманената кутия с чист гофриран картон, залепен в цилиндър (или поставете тежък пластмасов кош за боклук / 5-галонна HDPE пластмасова кофа, която пасва плътно в стоманената кутия). Това гарантира
10-to-20-millimeter (0.4-to-0.8-inch)непроводим въздушен/пластмасов буфер между вашата електроника и външната стоманена обшивка. - Дребни предмети с висока стойност с двоен щит („Вложено екраниране“):
- Поставете индивидуална малка електроника (вашето радио NOAA, радиостанции GMRS с развинтени антени, стар смартфон и USB устройства) в индивидуални търговски торби Faraday (или увийте всеки артикул в картонена кутия в 2 слоя здраво алуминиево фолио) преди да ги поставите в облицования стоманен кош за боклук. В радиочестотното инженерство, гнездене a
45 dBФарадей чанта вътре в a50 dBстоманената кутия дава почти пълна изолация, елиминирайки разрушаването на единичен шев. - Добавяне на опаковки със силикагел сушител: Запечатване
50 to 100 gramsакумулаторни пакети със силикагел сушител вътре в контейнера, така че задържаната влага да не корозира контактите на батерията или печатните платки в продължение на месеци на съхранение. - Запечатайте шева на капака: Натиснете здраво стоманения капак надолу. За дългосрочно съхранение увийте непрекъснат пръстен от проводяща лента от алуминиево фолио HVAC (
3M 425или лента от фолио Nashua) около съединението капак-консерва, със сгънато езиче за издърпване, така че да можете да откъснете лентата за 2 секунди, когато аварийната ситуация приключи. - Трябва ли да заземите преносима Фарадеева клетка (
Trash Can/Ammo Can)? - НЕ: Дръжте преносимите малки кутии на Фарадей НЕЗАЗЕМЕНИ (плаващи върху дървен рафт, гумена постелка или бетонен под). Освен ако стаята на Фарадей не е свързана чрез широка медна лента с ниска индуктивност директно към специално предназначена
< 1-ohmземно земно поле, проектирано от RF инженер, свързващо дълъг3-to-10-meter (10-to-33-foot)зелена жица от стоманен кош за боклук към електрическия контакт на къщата ви за заземяване или водопровод превръща заземяващия проводник в гигантска приемна антена, която инжектира заземяване на мрежата иE1/E2токове директно върху повърхността на вашата кутия. Оставете вашата облицована стоманена кутия да стои изолирана върху сух дървен рафт или гумена постелка.
3. Как да тествате своя Фарадеев Cage за 60 секунди (и защо само „тестът за обаждане с мобилен телефон“ не е достатъчен)¶
- Защо тестът за позвъняване на мобилен телефон е слаб: Клетъчните кули имат огромен бюджет за връзка: мобилният телефон често все още може да получи
850 MHzили1900 MHzтекстово съобщение или позвъняване, дори когато контейнерът отслабва99%(20 dB) на сигнала, или обратното, телефон в сутерен със слаб сигнал може да прекъсне обаждането си само с15 dBна екраниране (което е далеч под50+ dBнеобходими за анE1EMP). - По-добър тест 1 (захранван от батерия AM/FM/тест за метеорологично радио):
- Настройте захранвано от батерии FM или NOAA метеорологично радио към вашата най-мощна местна електростанция и увеличете звука докрай.
- Поставете слушащото радио във вашата облицована чанта/консерва Faraday и затворете напълно капака.
- Слушайте внимателно извън кутията: излъчването трябва да спадне до пълен статичен бял шум (нулев разбираем глас или музика) и в двете
AM (530-1700 kHz)иFM/VHF (88-162 MHz). Ако все още можете да чуете диктора да говори вътре в затворената кутия, шевът на капака ви има теч. - По-добър тест 2 (тест за уоки-токи с малък обсег/смартфон Wi-Fi Hotspot dBm App):
- Задайте Смартфон A точно до външната страна на вашия Faraday може с включена 2,4 GHz / 5 GHz Wi-Fi Hotspot (или Bluetooth).
- Поставете смартфон B в кутията на Faraday, работеща с безплатен Wi-Fi анализатор/сила на сигнала (
dBm) Приложение за регистриране (или тествайте с две2-WattFRS/GMRS уоки-токи в1 meterразстояние). - Потвърдете поне
50 to 60+ dBспад в силата на сигнала (или пълна повреда на вътрешното уоки-токи да наруши шумоподтискането, когато натиснете външния предавател1 meterдалеч).
Част 4: Защита на вашето домашно електрическо табло и кабелни уреди (Whole-Home SPDs & ферити)¶
Не можете да поставите централен климатик, дълбоко потопяема водна помпа или хладилник в кофа за боклук, докато ги използвате всеки ден. За защита на кабелната домашна инфраструктура от преходни процеси на мрежата на слънчева буря, светкавици (E2), и кондуктивни пренапрежения, инсталирайте слоеста защита на главния панел на прекъсвача:
- Слой 1: UL 1449 тип 1 или тип 2 устройство за защита от пренапрежение за цял дом (
SPD) на главния прекъсвач: - Помолете лицензиран електротехник да инсталира висококапацитетен защитник от пренапрежения за цял дом (оценен за
50 kA to 100 kA+на фаза, като например Siemens FS140, Square D HEPD80 или Eaton CHSPT2ULTRA), окабелени с къси, прави проводници (< 15 to 20 cm / 6 to 8 inches) директно към шините на прекъсвача, които са най-близо до вашия главен обслужващ вход. Поддържането на SPD проводниците къси и усукани заедно минимизира индуктивното пропускащо напрежение по време на бързи удари. - Слой 2: Захващащи се високочестотни феритни дроселни сърцевини на захранващи кабели на уреди:
- Закопчаване никел-цинк (
NiZn, Материал 31 или 43/61) феритни перли с разделена сърцевина, закрепени към захранващите кабели за променлив ток на вашия хладилник, газова пещ, зарядно устройство за електроцентрала и радио оборудване, действат като високочестотен RF дросел срещу10 MHz to 300 MHzобщ режимE1течения. Прокарването на кабела през феритната сърцевина 2 или 3 оборота учетворява RF импеданса на задушаване.
Регионални номера за спешни повиквания и протоколи на агенцията¶
Космическото време и смущенията в електромагнитната мрежа се наблюдават 24/7 от националните агенции за геофизична и електрическа надеждност:
- САЩ: Наблюдавайте часовници за слънчева буря (
G1къмG5) от Центъра за прогнозиране на космическото време NOAA (swpc.noaa.gov). Стабилността на мрежата се координира от NERC (TPL-007) и CISA. За пожари по електропроводи или спешни случаи се обадете на 911. - Канада: Наблюдавайте Канадския център за прогнозиране на космическото време (
spaceweather.gc.ca) управляван от Natural Resources Canada (NRCan). Номер за спешни случаи: 911. - Обединено кралство: Наблюдавайте Met Office Space Weather Operations Center (
metoffice.gov.uk) и Национална мрежа ESO предупреждения. Номер за спешни повиквания: 999 или 112. - Европейски съюз: Наблюдавайте Европейската космическа агенция (
ESA) Мрежа за космическо време (swe.ssa.esa.int) и SIDC (Белгия). Спешен номер: 112. - Австралия и Нова Зеландия: Наблюдавайте Австралийското бюро по метеорология Служби за космическо време (
sws.bom.gov.au) и Transpower NZ. Номера за спешни повиквания: 000 (Австралия), 111 (Нова Зеландия). - Индия и Азиатско-тихоокеанския регион: Наблюдавайте предупрежденията за космическото време ISRO в Индия и NICT (
swc.nict.go.jp) в Япония. Вижте пълния ни списък на номера за спешни случаи.
Често задавани въпроси¶
Дали тежко слънчево изригване или изхвърляне на коронална маса от клас Карингтън (CME) изпържи моя изключен телефон, лаптоп или кола?¶
Не. Естествено слънчево изригване или изхвърляне на коронална маса (`CME`) **не** генерира високочестотната наносекунда `E1` радиочестотен импулс, произведен от ядрен ЕМП. Вместо това слънчевият CME произвежда бавни флуктуации на магнитното поле (`E3`- тип геомагнитно индуцирани токове, `GICs`), които индуцират само миливолта на метър в къси проводници, което означава, че изключен телефон, лаптоп, преносима електроцентрала или автомобил е напълно незасегнат във въздуха. Слънчевият CME само уврежда електрониката, като индуцира стотици ампери квази-постоянен ток в **многокилометрови електропроводи с високо напрежение**, което насища мрежовите трансформатори и изпраща сериозни вълни на напрежението и прекъсвания на тока в сгради, все още включени в стената. Просто **изключете електрониката си от стенните контакти, преди CME да удари**, я предпазва напълно.
Ще спрат ли модерните коли и камиони да се движат след ан E1 EMP на голяма надморска височина (HEMP)?¶
При емпирични тестове, проведени от **Комисията по EMP на САЩ** върху 37 автомобила и 18 камиона, изложени на симулирани `E1` импулси до `50,000 Volts/meter`: когато превозните средства са били паркирани с **изключени двигатели**, нула превозни средства са претърпели постоянно обездвижване до `25 kV/m`и само незначителни проблеми с таблото възникнаха на `30 to 50 kV/m` (коригирано чрез изключване на 12V кабела на батерията за 60 секунди, за да рестартирате `ECU`). Когато превозните средства са били активно **работещи** по време на експозицията по-горе `25 to 30 kV/m`, няколко двигателя блокираха и изискваше изключване и повторно включване на запалването, за да се рестартира. Съвременната автомобилна електроника е силно екранирана от стоманената каросерия на автомобила; въпреки това **никога не напускайте електрическо превозно средство (`EV`), включен в мрежово стенно зарядно устройство (`EVSE`) по време на слънчева буря или EMP предупреждение**, тъй като кабелът за зареждане на къщата ще насочи разрушителен ток от мрежата направо към бордовото зарядно устройство на автомобила.
Унищожават ли се покривни или преносими слънчеви панели от EMP или слънчева буря?¶
Гол фотоволтаик (`PV`) самите силициеви слънчеви клетки са забележително толерантни към електромагнитни полета **когато са изключени от дълги жични масиви**. Това, което се проваля в свързаната с мрежа слънчева система на покрива по време на EMP или тежко пренапрежение, е **инверторът на електронните низове, микроинверторите и контролерът за зареждане**, тъй като дългият `15-to-50-meter` Кабелните снопове за постоянен ток на покрива и свързващите линии за AC мрежа събират масивни индуцирани пикове на напрежението и ги подават към MOSFET на инвертора. Поддържането на **сгъваем преносим слънчев панел (изключен от всички кабели)** и **резервен MPPT контролер за зареждане или компактна $\text{LiFePO}_4$ електростанция в поцинкована стоманена кофа за боклук на Фарадей** гарантира слънчево зареждане след събитие.
Защо моята Фарадеева клетка с кутия за амуниции се провали на радиотеста дори със здраво закопчан капак?¶
Стандартен военен `.50 caliber` металните кутии за амуниции се провалят на тестовете за радиочестотно екраниране извън магазина, защото металният ръб е покрит с изолационна боя, а капакът лежи върху дебело **непроводимо гумено водоустойчиво уплътнение**, което държи металния капак `2 to 3 millimeters` далеч от тялото на металната кутия, създавайки a `Slot Antenna` около периметъра. За да превърнете кутия за амуниции в истинска `60+ dB` Клетката на Фарадей, издърпайте гуменото уплътнение от капака, шлайфайте боята от горния ръб на кутията и вътрешния жлеб на капака до оголена лъскава стомана и поставете проводимо плетено метално EMI уплътнение (или сгънато алуминиево фолио) в канала на капака, така че заключването на дръжката да смачка гол метал в гол метал навсякъде.
Трябва ли да свържа заземяващ проводник от кошчето за боклук Faraday към меден заземяващ прът или стенен контакт?¶
Не. За самостоятелно преносимо заграждение на Фарадей (като кошче за боклук от поцинкована стомана, кутия за амуниции или увита във фолио кутия), **оставете го напълно незаземен (плаващ)** върху дървен рафт, пластмасова палета или гумена подложка. Прикрепването на заземяващ проводник с дължина няколко метра от преносима метална кутия към заземяващия щифт на електрическия контакт на вашия дом или водопроводните тръби превръща този дълъг проводник в приемна антена, която свързва високочестотни `E1` енергийни и полезност повишаване на потенциала на земята директно върху вашия щит.
Свързани ръководства¶
- Оразмеряване на преносими електроцентрали (LiFePO4), резервни батерии и ръчни превключватели
- Аварийни комуникации извън мрежата: метеорологично радио на NOAA, GMRS, Ham и сателитен SOS
- Колапс на регионалната мрежа и прекъсвания на тока
- Предотвратяване на прекъсвания, пропадане на напрежението и защита от прегаряне на компресора на уреда
- Убежище от ядрена детонация: 15-минутен прозорец и правило за разпадане 7:10
- Спешни номера
Източници и официални указания¶
- Комисия за оценка на заплахата за Съединените щати от атака с електромагнитен импулс (EMP): Доклад на Комисията за оценка на заплахата за Съединените щати от електромагнитен импулс (
HEMPE1,E2, иE3Резултати от емпирично изпитване на физика, уязвимост на инфраструктурата и превозно средство/електроника). - Департамент на вътрешната сигурност на САЩ (DHS / CISA) и FEMA: Електромагнитен импулс (
EMP) Насоки за защита и устойчивост на критична инфраструктура и оборудване (NCCIC / CISA Shielding Levels 1 to 4) и Ready.gov Подготовка за космическо време. - Национална администрация за океаните и атмосферата (Център за прогнозиране на космическото време на NOAA, Съединени щати): Скали на NOAA за космическо време за геомагнитни бури (
G1къмG5), Изхвърляне на коронална маса (CME) Прогнозиране и геомагнитно индуциран ток в електропреносната мрежа (GIC) Въздействия. - Изследователски институт за електроенергия (EPRI) и Министерство на енергетиката на САЩ (
DOE): Електромагнитен импулс на голяма надморска височина (HEMP) и геомагнитни смущения (GMD) Проучвания за насищане и смекчаване на полупериод на трансформатор. - Министерството на отбраната на САЩ (
MIL-STD-188-125-1 / -2): Електромагнитен импулс на голяма надморска височина (HEMP) Защита за наземни C4I съоръжения, изпълняващи критични, спешни мисии (ефективност на екранирането и стандарти за потискане на пренапреженията на точката на влизане).