{"id":11841,"date":"2010-10-09T16:10:01","date_gmt":"2010-10-09T15:10:01","guid":{"rendered":"http:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=11841"},"modified":"2015-11-09T16:20:25","modified_gmt":"2015-11-09T15:20:25","slug":"burze-magnetyczne-zagrozenia-dla-systemow-elektroenergetycznych","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=11841","title":{"rendered":"Burze magnetyczne \u2013 zagro\u017cenia dla system\u00f3w elektroenergetycznych"},"content":{"rendered":"

\"ES_10_2010\"<\/a>Procesy zachodz\u0105ce na S\u0142o\u0144cu wywieraj\u0105 du\u017cy wp\u0142yw na \u017cycie na Ziemi. W wyniku przemian j\u0105drowych plazma s\u0142oneczna utrzymuje temperatur\u0119 oko\u0142o 15 mlnoC, a strumienie na\u0142adowanych cz\u0105stek wydostaj\u0105 si\u0119 na powierzchni\u0119 gwiazdy, gdzie ulegaj\u0105 sch\u0142odzeniu i tworz\u0105 ciemniejsze miejsca zwane potocznie plamami s\u0142onecznymi. Ilo\u015b\u0107 tych stref o temperaturze 4000o<\/sup>C wzrasta co 11-12 lat. Ustalono, \u017ce w okresach najwi\u0119kszej liczby plam znacznie wzrasta nat\u0119\u017cenie emisji cz\u0105stek z korony s\u0142onecznej. Strumie\u0144 ten nazwany wiatrem s\u0142onecznym dostarcza naszej cywilizacji coraz wi\u0119cej problem\u00f3w.<\/strong><\/p>\n

Wiatr s\u0142oneczny niesie cz\u0105stki o wielkiej energii, stwarzaj\u0105ce powa\u017cne zagro\u017cenie radiacyjne dla organizm\u00f3w \u017cywych, analogiczne do oddzia\u0142ywania promieniowania z eksplozji nuklearnych. Atmosfera ziemska oraz magnetosfera zapewniaj\u0105 dostateczn\u0105 ochron\u0119 na powierzchni planety, lecz astronauci w przestrzeni kosmicznej s\u0105 nara\u017ceni na \u015bmiertelne dawki promieniowania. Przenikanie cz\u0105stek do kom\u00f3rek organizm\u00f3w mo\u017ce wywo\u0142a\u0107 uszkodzenie chromosom\u00f3w, zmiany rakotw\u00f3rcze i szereg innych schorze\u0144, w skrajnych wypadkach tak\u017ce natychmiastow\u0105 \u015bmier\u0107. Dla przyk\u0142adu podczas burzy s\u0142onecznej w 1989 r. kosmonauci w orbitalnej stacji Mir otrzymali w ci\u0105gu doby ca\u0142oroczn\u0105 dopuszczaln\u0105 dawk\u0119 promieniowania. Szczeg\u00f3lnie niebezpieczne okazuj\u0105 si\u0119 protony o energii ponad 30 MeV, kt\u00f3re mog\u0105 dociera\u0107 nawet w okolice bieguna p\u00f3\u0142nocnego Ziemi, nad kt\u00f3rym odbywaj\u0105 si\u0119 loty samolot\u00f3w mi\u0119dzykontynentalnych. Dla ograniczenia nara\u017cenia radiacyjnego za\u0142ogi i pasa\u017cer\u00f3w niejednokrotnie zmienia si\u0119 trasy przelot\u00f3w podczas zwi\u0119kszonej aktywno\u015bci S\u0142o\u0144ca. Niekt\u00f3re loty, zw\u0142aszcza na du\u017cych wysoko\u015bciach nad biegunem, odwo\u0142uje si\u0119 tak\u017ce z powodu zak\u0142\u00f3ce\u0144 w \u0142\u0105czno\u015bci radiowej. Wprawdzie naziemne stacje telewizyjne i radiowe s\u0105 do\u015b\u0107 odporne na zjawiska w przestrzeni wok\u00f3\u0142ziemskiej, lecz \u0142\u0105czno\u015b\u0107 radiowa dla floty morskiej i powietrznej cz\u0119sto ulega zak\u0142\u00f3ceniu lub wr\u0119cz przerwaniu. Zak\u0142\u00f3cenia mog\u0105 dotkn\u0105\u0107 r\u00f3wnie\u017c systemy nawigacji i pozycjonowania takie jak GPS, Loran i Omega. Podczas burz magnetycznych b\u0142\u0105d lokalizacji przez te systemy mo\u017ce si\u0119ga\u0107 a\u017c kilku kilometr\u00f3w.
\nBurze s\u0142oneczne zagra\u017caj\u0105 r\u00f3wnie\u017c satelitom wskutek po\u015bredniego oddzia\u0142ywania na ich trajektorie. Nagrzewanie g\u00f3rnych warstw atmosfery przez zwi\u0119kszone promieniowanie ultrafioletowe powoduje wzrost g\u0119sto\u015bci powietrza i w efekcie spowalnianie ruchu satelit\u00f3w, kt\u00f3re schodz\u0105c w g\u0119stsze warstwy ulegaj\u0105 ostatecznie spaleniu. Przyk\u0142adem przedwczesnego zako\u0144czenia swej misji z tego powodu by\u0142 Skylab utracony w 1979 r. Problemy z satelitami pog\u0142\u0119bia tak\u017ce niszcz\u0105ce oddzia\u0142ywanie cz\u0105stek wiatru s\u0142onecznego na wra\u017cliwe elementy mikroprocesorowe oraz r\u00f3wnie niebezpieczna elektryzacja element\u00f3w konstrukcji statk\u00f3w kosmicznych. Powa\u017cne straty ponosz\u0105 r\u00f3wnie\u017c naziemne instalacje przesy\u0142u no\u015bnik\u00f3w energii. I tak szybkozmienne pola magnetyczne indukuj\u0105 tzw. pr\u0105dy geomagnetyczne w ruroci\u0105gach naftowych i gazowych. Ich przep\u0142yw mo\u017ce fa\u0142szowa\u0107 wskazania aparatury kontrolno-pomiarowej np. przep\u0142ywomierzy, a tak\u017ce przyspiesza\u0107 procesy korozyjne w elementach stalowych. Nowsze ruroci\u0105gi buduje si\u0119 ju\u017c z uwzgl\u0119dnieniem rozwi\u0105za\u0144 minimalizuj\u0105cych te reakcje. Nale\u017cy do nich tzw. ochrona katodowa polegaj\u0105ca na utrzymaniu ujemnego potencja\u0142u ruroci\u0105gu wzgl\u0119dem ziemi. Podczas burz geomagnetycznych nast\u0119puj\u0105 zmiany tego potencja\u0142u, co zwi\u0119ksza szybko\u015b\u0107 reakcji utleniania materia\u0142u ruroci\u0105gu i skraca jego \u017cywotno\u015b\u0107.<\/p>\n

\"Ameryka\u0144ski

Ameryka\u0144ski satelita ACE<\/p><\/div>\n

Zagro\u017cenia dla sieci\u00a0elektroenergetycznych<\/strong><\/p>\n

Najwi\u0119ksze jednak zagro\u017cenie stanowi\u0105 tzw. pr\u0105dy geomagnetyczne indukowane w sieciach elektroenergetycznych najwy\u017cszych napi\u0119\u0107. W najwi\u0119kszym stopniu ryzyko to dotyczy rozleg\u0142ych system\u00f3w przesy\u0142owych w Kanadzie, USA, na Syberii, w Chinach, Australii i na P\u00f3\u0142wyspie Skandynawskim. Zjawisko to jest znane ju\u017c od momentu narodzin telegrafu \u2013 ju\u017c wtedy stwierdzono, \u017ce przesy\u0142anie sygna\u0142\u00f3w mog\u0142o odbywa\u0107 si\u0119 bez \u017ar\u00f3d\u0142a zasilania uk\u0142adu. Funkcj\u0119 \u017ar\u00f3d\u0142a pe\u0142ni\u0142o bowiem napi\u0119cie wyindukowane w tym obwodzie przez wok\u00f3\u0142ziemskie pole magnetyczne. Z powodu domniemanego zwi\u0105zku z nieznanymi wtedy zjawiskami atmosferycznymi nazywano je \u201eniebiesk\u0105 bateri\u0105\u201d.
\nPr\u0105dy geomagnetyczne, zbli\u017cone przebiegiem do pr\u0105du sta\u0142ego, s\u0105 szczeg\u00f3lnie niebezpieczne dla wielkich maszyn elektrycznych, jak transformatory i generatory, gdy\u017c wywo\u0142uj\u0105 nasycenie ich rdzeni magnetycznych, co prowadzi do ich przegrzewania i poboru zwi\u0119kszonych pr\u0105d\u00f3w. Najwi\u0119ksze zarejestrowane dotychczas w Szwecji pr\u0105dy geomagnetyczne zamykaj\u0105ce si\u0119 w uziemieniach punkt\u00f3w gwiazdowych transformator\u00f3w wynios\u0142y 320 A. Przet\u0119\u017cenia (nadmierne pr\u0105dy) powoduj\u0105 zadzia\u0142anie zabezpiecze\u0144 elektrycznych i w rezultacie awaryjne wy\u0142\u0105czanie fragment\u00f3w systemu elektroenergetycznego.<\/p>\n

Awarie<\/strong><\/p>\n

Najwi\u0119kszy do tej pory \u201egeomagnetyczny\u201d blackout mia\u0142 miejsce w kanadyjskim Quebecu 13 marca 1989 r. W wyniku burzy magnetycznej nad Ameryk\u0105 P\u00f3\u0142nocn\u0105 ponad 6 mln ludzi zosta\u0142o pozbawionych zasilania przez 9 godzin. Anomalia geomagnetyczna, kt\u00f3ra doprowadzi\u0142a do wy\u0142\u0105czenia zasilania w prowincji Quebec by\u0142a wywo\u0142ana gigantycznymi wyrzutami plazmy ze S\u0142o\u0144ca. 13 marca o godzinie 2:44 nast\u0105pi\u0142o pot\u0119\u017cne zaburzenie ziemskiego pola magnetycznego. \u0141\u0105czno\u015b\u0107 radiowa uleg\u0142a zak\u0142\u00f3ceniu, lecz g\u0142\u00f3wne procesy przebiega\u0142y w skorupie ziemskiej. Strumienie na\u0142adowanych cz\u0105stek p\u0142yn\u0105ce w jonosferze indukowa\u0142y pot\u0119\u017cne pr\u0105dy elektryczne w ziemi, kt\u00f3re znalaz\u0142y alternatywn\u0105 drog\u0119 przep\u0142ywu w d\u0142ugich liniach przesy\u0142owych najwy\u017cszych napi\u0119\u0107, doprowadzaj\u0105c do ich przeci\u0105\u017cenia pr\u0105dowego. Wskutek dzia\u0142ania zabezpiecze\u0144 elektrycznych liczne po\u0142\u0105czenia uleg\u0142y wy\u0142\u0105czeniu. Po tej awarii wdro\u017cono niekt\u00f3re \u015brodki zapobiegawcze, m.in. uk\u0142ady szeregowej kompensacji we wspomnianych liniach blokuj\u0105ce przep\u0142yw wolnozmiennych pr\u0105d\u00f3w geomagnetycznych.<\/p>\n

\"Rozp\u0142yw

Rozp\u0142yw pr\u0105d\u00f3w geomagnetycznych w sieciach elektroenergetycznych<\/p><\/div>\n

Prognozy i zabezpieczenia<\/strong><\/p>\n

Obecnie wi\u0119kszo\u015b\u0107 specjalist\u00f3w w Ameryce P\u00f3\u0142nocnej nie ma ju\u017c w\u0105tpliwo\u015bci odno\u015bnie zagro\u017ce\u0144 niesionych przez nadmiern\u0105 aktywno\u015b\u0107 S\u0142o\u0144ca. W opracowaniu naukowc\u00f3w NASA zwraca si\u0119 uwag\u0119 na potencjalne, bardzo silne skutki najbli\u017cszej burzy s\u0142onecznej, kt\u00f3rej apogeum ma wypa\u015b\u0107 latem 2012 r. Rozpad ameryka\u0144skich system\u00f3w elektroenergetycznych m\u00f3g\u0142by kosztowa\u0107 tamtejsz\u0105 gospodark\u0119 nawet tysi\u0105ce miliard\u00f3w dolar\u00f3w (!), a likwidacja jego skutk\u00f3w zaj\u0119\u0142aby 4-10 lat. Gro\u017aba \u201egeomagnetycznej\u201d katastrofy wymusi\u0142a poszukiwanie sposob\u00f3w zapobiegni\u0119cia tej czarnej wizji.
\nNajprostszym rozwi\u0105zaniem ma by\u0107 w\u0142\u0105czanie w obw\u00f3d uziemiaj\u0105cy punkty neutralne transformator\u00f3w rezystor\u00f3w ograniczaj\u0105cych pr\u0105dy geomagnetyczne. Koszt takiego elementu nie przekroczy 40 tys. USD. W USA na uszkodzenie pr\u0105dami geomagnetycznymi jest nara\u017conych oko\u0142o 5 tys. wielkich transformator\u00f3w. Powy\u017csze dora\u017ane rozwi\u0105zanie problemu o \u0142\u0105cznych kosztach 150 mln USD zaproponowano w raporcie skierowanym do Kongresu. Obecnie operatorzy ameryka\u0144skich system\u00f3w elektroenergetycznych maj\u0105 do dyspozycji sprawdzone narz\u0119dzie, tj. ostrze\u017cenia nadsy\u0142ane przez specjalistycznego satelit\u0119 ACE. Sonda ta, umieszczona w odleg\u0142o\u015bci oko\u0142o 1,5 mln km od Ziemi na drodze ku S\u0142o\u0144cu, wysy\u0142a meldunki o nadchodz\u0105cym wietrze s\u0142onecznym. Na Ziemi\u0119 raporty te docieraj\u0105 z wyprzedzeniem kilkudziesi\u0119ciu minut, co okazuje si\u0119 wystarczaj\u0105ce do podj\u0119cia szybkich dzia\u0142a\u0144. W tym kr\u00f3tkim czasie operatorzy maj\u0105 dokona\u0107 w\u0142a\u015bciwych prze\u0142\u0105cze\u0144 w sieciach, zmniejszaj\u0105c gro\u017ab\u0119 ewentualnego blackout\u2019u. W przesz\u0142o\u015bci nie zawsze jednak ostrze\u017cenia te w pe\u0142ni potwierdza\u0142y si\u0119, co sprawi\u0142o, \u017ce obecnie operatorzy system\u00f3w sceptycznie odnosz\u0105 si\u0119 do otrzymywanych informacji i niech\u0119tnie podejmuj\u0105 kosztowne dzia\u0142ania prewencyjne.<\/p>\n

Opracowano <\/strong>
\nna podstawie <\/strong>
\nmateria\u0142\u00f3w NASA<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Procesy zachodz\u0105ce na S\u0142o\u0144cu wywieraj\u0105 du\u017cy wp\u0142yw na \u017cycie na Ziemi. W wyniku przemian j\u0105drowych plazma s\u0142oneczna utrzymuje temperatur\u0119 oko\u0142o 15 mlnoC, a strumienie na\u0142adowanych cz\u0105stek wydostaj\u0105 si\u0119 na powierzchni\u0119 gwiazdy, gdzie ulegaj\u0105 sch\u0142odzeniu i tworz\u0105 ciemniejsze miejsca zwane potocznie plamami s\u0142onecznymi. Ilo\u015b\u0107 tych stref o temperaturze 4000oC wzrasta co 11-12 lat. Ustalono, \u017ce w…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":11843,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[688],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11841"}],"collection":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=11841"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11841\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11845,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11841\/revisions\/11845"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/11843"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=11841"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=11841"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=11841"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}