CC BY
133
УДК [621.313:621.315.626]:621.3.015.3
Защита технических средств от преднамеренных электромагнитных воздействий
Э. Н. Фоминич,
Санкт-Петербургский филиал Военной академии тыла и транспорта,
доктор техническийх наук, профессор
Д. Р. Владимиров,
Санкт-Петербургский филиал Военной академии тыла и транспорта, адъюнкт
П. И. Моисеенков,
Санкт-Петербургский филиал Военной академии тыла и транспорта, адъюнкт
Авторами проанализирована проблема обеспечения устойчивости технических средств к преднамеренным электромагнитным воздействиям, дана оценка современных нормативных документов, регламентирующих защиту технических средств от преднамеренных силовых деструктивных воздействий по техническим и эфирным каналам.
Ключевые слова: деструктивное воздействие, защита технических средств, электромагнитный терроризм.
В настоящее время проблема защиты технических средств от воздействия мощных электромагнитных помех в упрощенном виде заключается в необходимости подавления возмущения в источнике электромагнитного импульса, повышения стойкости рецептора помех и/или воспрепятствования воздействию источника помех на объект через среду распространения электромагнитной энергии.
В общем виде защиту оборудования и систем от преднамеренных силовых деструктивных воздействий (СДВ) рекомендуется выполнять в зависимости от зон и рубежей. Условное разделение представлено в табл. 1 [1, 2].
2. Для защиты 2-го рубежа могут использоваться технические средства с меньшим запасом энергии, в том числе суперфильтры, корректоры напряжения и помехоподавляющие трансформаторы.
3. Для защиты 3-го рубежа наиболее оптимальными являются помехоподавляющие трансформаторы (трансфильтры) или сочетание корректора напряжения, ограничителя и фильтра.
Технические средства защиты от СДВ по проводным линиям связи и управления
1. Для защиты 1-го рубежа необходимо установить защиту всех проводных линий от перенапряже-
Таблица 1
Рубежи защиты от силовых деструктивных воздействий
№ Вид защиты
1-й рубеж Защита по периметру объекта
2-й рубеж Защита поэтажная
3-й рубеж Индивидуальная защита
Примечание
Для небольших объектов 1-й рубеж может отсутствовать, а 2-й рубеж сократиться до защиты отдельного помещения
Современный опыт в вопросах защиты от СДВ показывает, что оборудование может быть подвергнуто СДВ по трём основным каналам: по сети электропитания, по проводным линиям и по эфиру. В рамках данной статьи рассматриваются существующие и перспективные средства защиты от СДВ.
Технические средства защиты от СДВ по сети электропитания
1. Для защиты 1-го рубежа лучше всего подходят специально разработанные помехозащи-щённые трансформаторные подстанции и суперфильтры.
ний с помощью воздушных разрядников и варисто-ров. Кабели связи и сигнализации необходимо экранировать с использованием металлорукавов, труб и коробов. При этом защита устанавливается как между линиями связи, так и между каждым из проводников и контуром заземления.
2. Для защиты 2-го рубежа можно использовать комбинированные низкопороговые помехозащитные схемы из таких элементов, как газовые разрядники, варисторы, комбинированные диодные ограничители, RС- и LC- фильтры и другие элементы. Желательно установить групповое устройство защиты.
3. Для защиты 3-го рубежа необходимо применять схемы защиты, максимально приближенные к защищаемому оборудованию.
Технические средства защиты от СДВ по эфиру
Основным методом защиты от СДВ является экранирование на всех рубежах как аппаратуры, так и помещений. При невозможности экранирования всего помещения необходимо прокладывать линии связи и сигнализации в металлических трубах или по широкой заземленной полосе металла, а также использовать специальные защитные материалы.
Как видно из приведённых методов защиты оборудования от СДВ, наиболее слабоизученным является вопрос обеспечения защиты от СДВ по эфиру. Это говорит о том, что существующие методы не позволяют кардинально решить данную проблему для современного оборудования. Это обусловлено тем, что до сих пор отсутствуют доступные и достоверные методы оценки стойкости оборудования и систем в целом. Экспериментальные методы и метрологическое обеспечение тоже требуют совершенствования и развития.
Развитие в области генерирования электромагнитных импульсов, появление понятия «электромаг-
жает в своих требованиях параметры преднамеренных электромагнитных воздействий, основанных на использовании современных достижений в технике генерирования электромагнитных импульсов. В комментариях к ГОСТ Р 52863-2007 даются разъяснения по вопросам значений параметров испытательных воздействий. Указанные величины были получены в результате компьютерного моделирования вариантов осуществления атаки с применением технических средств преднамеренного силового электромагнитного воздействия [3].
В соответствии с последними тенденциями в области создания электромагнитных импульсов и осуществления преднамеренных электромагнитных воздействий посредством электромагнитного поля наибольший интерес в требованиях ГОСТ Р 528632007 представляют параметры испытательных воздействий посредством электромагнитного поля. Длительности и фронты таких электромагнитных импульсов лежат в пикосекундной области, что раньше не задавалось ни одним нормативным документом, и ни одно оборудование не проверялось на воздействие такого рода. Значения параметров испытательных воздействий, используемых в провёденных экспериментах, даны в табл. 2.
Таблица 2
Значения типовых параметров испытательных воздействий электромагнитным полем
№ п/п Вид воздействия Параметры испытательных воздействий Степень жёсткости испытаний
I II III IV
1 Периодические наносекундные импульсы электромагнитного поля с низкой частотой повторения Длительность импульса, нс 0,2±0,1 0,8±0,3 0,2±0,1 0,8±0,3 0,2±0,1 0,8±0,3 0,2±0,1 0,8±0,3
Напряженность импульсного электрического поля, кВ/м 0,3 10 20 30
Частота следования, кГц 1 1 1 1
2 Периодические наносекундные импульсы электромагнитного поля с высокой частотой повторения Длительность импульса, нс 0,2±0,1 0,8±0,3 0,2±0,1 0,8±0,3 0,2±0,1 0,8±0,3 0,2±0,1 0,8±0,3
Напряженность импульсного электрического поля, кВ/м 0,02 0,02 0,2 0,2
Частота следования, кГц 1000 1000 1000 1000
нитный терроризм» и качественный скачок в области электроники ознаменовали новую эру в вопросах защиты технических систем с качественно новыми параметрами воздействий.
Основным документом в области нормирования испытательных параметров к преднамеренным электромагнитным воздействиям является ГОСТ Р 52863-2007 «Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Испытания на устойчивость к преднамеренным силовым электромагнитным воздействиям. Общие требования», в котором определены конкретные требования к имитаторам преднамеренных электромагнитных воздействий, методам испытаний и значениям типовых параметров испытательных воздействий в зависимости от степени жёсткости проводимых испытаний. Указанный стандарт отра-
Анализ причин и последствий нарушений в работе электрооборудования с применением средств намеренного силового воздействия и материалы статьи позволяют заключить следующее:
1. Преднамеренные электромагнитные воздействия и их параметры, описываемые в статье, являются реальной угрозой, которая может быть использована злоумышленниками для вывода из строя микропроцессорных систем, отвечающих не только за надёжность работы локальных систем электроснабжения, но и за энергобезопасность целых районов.
2. Генераторы электромагнитных импульсов с новыми параметрами в настоящее время могут быть созданы не только в узкопрофильных научных организациях, но и в «кустарных» условиях.
ЭНЕРГОБЕЗОПАСНОСТЬ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / утш.еп(М.:ш
№ 4 (46) 2012, июль-август
3. В настоящее время эксплуатируемое и поставляемое на объекты электрооборудование, содержащее в своём составе микропроцессорные средства, не имеет соответствующей защиты и может быть подвержено намеренному электромагнитному воздействию с целью нарушения работы.
4. Рассматриваемая проблема актуальна и перспективна для дальнейших исследований, так как является слабоизученной; на данный момент отсутствуют достоверные и апробированные данные по оценке оказываемого воздействия и применению средств защиты.
Литература
1. Балюк В. Н., Кечиев Л. Н., Степанов П. В. Мощный электромагнитный импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты. - М.: Технологии, 2008.
2. Барсуков В. С. Электромагнитный терроризм: защита и противодействие // СТ. - 2003. - № 6.
3. Сухоруков С. А. Комментарии к ГОСТ Р 52863-2007 // Технологии ЭМС. - 2011. - № 3 (38).
Protection of equipment against direct electromagnetic influences
E. N. Fominich,
Saint Petersburg branch of Military Academy of Rear and Transport, D.T.S, professor
D. R. Vladimirov,
Saint Petersburg branch of Military Academy of Rear and Transport, post-graduate student
P. I. Moiseenkov,
Saint Petersburg branch of Military Academy of Rear and Transport, post-graduate student
The authors analyzed the problem of ensuring the sustainability of technical equipment to promising electromagnetic effects, the evaluation of modern regulations governing the protection of facilities from intentional destructive effects of power on technical and essential channels.
Keywords: destructive action, protection of equipment, electromagnetic terrorism.
