Общие сведения

Сокращенное наименование УНУ: УНУ КВС
Год создания УНУ: 2006
Базовая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие «Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина».
ФИО руководителя:  Железнов  Михаил Евгеньевич
Адрес: 456770, Снежинск, Челябинская область, ул. Васильева, 13
E-mail: vniitf@vniitf.ru
Телефоны: 8 (351-46) 5-51-20, 5-43-67
Факс: 8 (351-46) 5-22-33, 5-55-66
Контактная информация
Руководитель работ на УНУ:   
Начальник группы ультравысоких напряжений (УВН): Сысоев Владимир Степанович 
Телефон: 8 (495) 994-63-59,  89031546651

Описание УНУ

Установки УНУ предназначены для  проведения научных и экспериментальных исследований, проведения квалификационных, типовых и других видов испытаний высоковольтного и сверхвысоковольтного электротехнического и специального оборудования различного назначения в интересах энергетических  компаний,  железнодорожного транспорта, нефтегазового комплекса, авиастроения и других отраслей, в том числе по определению молниезащищенности и электромагнитной совместимости  объектов

Состав УНУ КВС

  1. Генератор импульсных высоковольтных напряжений ГИН 6МВ наружного исполнения (основная испытательная установка). Основные технические характеристики:
  • максимальное импульсное напряжение на выходе до 6 МВ (грозовой испытательный импульс) и до 4 МВ (коммутационный импульс); 
  • запасаемая энергия до 1,33 МДж; 
  • емкость в ударе 50 нФ;
  • длительность фронта импульса от 1,2 до 600 мкс;
  • длительность импульса от 50 до 7500 мкс. 
  1. Специализированные установки (физические модели грозовой ячейки),  позволяющие создавать заряженные аэрозольные (в том числе из капель  воды) области объемом до 5 м3,  с потенциалом до 1 МВ, зарядом до 50 мкКл (исследование разрядных процессов в грозовых облаках).
  2. Специализированные установки с измерительным оборудованием на основе генератора ГИН 6МВ и модели грозовой ячейки,  позволяющие  проводить в лабораторных условиях исследования по взаимодействию электромагнитного излучения с  ионизованными зонами в атмосфере.
  3. Стенд СВЧ измерений, позволяющий измерять радиотехнические характеристики   различных объектов (в диапазоне 0,01÷ 6,5 ГГц). 
  4. Установка для физических исследований электрического разряда в длинных воздушных промежутках и электромагнитной совместимости электрооборудования, в том числе в условиях высокой грозовой активности .
  5. Система СВЧ зондирования создаваемых ионизованных зон и разработанные  методики проведения таких экспериментов. При этом решается ряд сложных методических и технических задач, в частности, проблема высоковольтных измерений в условиях сильных электромагнитных помех.
  6. Современная высокоточная диагностическая и измерительная (электрическая и оптическая) аппаратура, позволяющая  проводить измерения в условиях высоковольтного эксперимента и тестовых испытаний (когда действуют сильные электромагнитные и оптические помехи) от мощного электрического разряда. 
  7. Стенд ГИТ-50/5-М  для испытаний устройств защиты от перенапряжений. Стенд предназначен для воспроизведения условий испытаний устройств защиты от перенапряжений при подаче на контакты испытываемого изделия нормируемых импульсов тока и напряжения в соответствии с техническими условиями и методиками испытаний на устройства защиты от перенапряжений.

Главные преимущества

Уникальность УНУ КВС определяется высокими энергетическими параметрами и широкими функциональными возможностями, которые позволяют проводить научные исследования и испытания в области атмосферного электричества и молнии; молниезащиты наземных и изолированных объектов; физики заряженных аэрозолей и оптики мутных сред; электромагнитной совместимости объектов; создания испытательного оборудования сверхвысокого напряжения; определения распределения точек поражения молнией на моделях, как наземных, так и изолированных, а также испытания различного вида оборудования, включая и крупномасштабные, на молниеустойчивость и устойчивость к вторичным проявлениям молнии в соответствии с российскими и международными стандартами; электрическую прочность; электромагнитную совместимость. По совокупности параметров и функциональных возможностей УНУ КВС для исследования процессов в сверхдлинной электрической искре, в области физики молнии и молниезащиты не имеет зарубежных и отечественных аналогов.

Возможности и новые направления исследований УНУ

  • атмосферное электричество, грозовое облако (заряженные аэрозольные среды);
  • физика молнии и молниезащита;
  • распространение радиоизлучений (мега -и гигагерцового диапазона) через ионизированные области в атмосфере и аэрозольные среды;
  • оптика аэрозольных сред;
  • координация изоляции оборудования сверхвысокого напряжения;
  • электромагнитная совместимость технических объектов.

Предполагается дооснащение УНУ КВС современными измерительными системами сверхвысокого напряжения и тока под потенциалом. Это повысит эффективность проведения высоковольтных испытаний и научных исследований.

Перечень выполняемых типовых работ

На стенде проводятся следующие виды исследований и испытаний, связанных с решением различных задач молниезащиты:

  • определение   распределения   точек   поражения молнией   по   объекту (наземного и изолированного) на основе масштабного моделирования;
  • определение вероятности прорыва молнии на объект через молниезащитные системы;
  • молниеустойчивость объектов -  испытания в соответствии с российскими и международными стандартами;
  • определение   кондуктивных   и   индуктивных   помех   и   токов растекания от разряда молнии на объектах разной  геометрии.

Подать заявку

Научные исследования

1.    В 2013 году при поддержке Правительства РФ в Институте прикладной физики РАН (г. Нижний Новгород) была создана Лаборатория физики молний под научным руководством известного мирового ученого в области молнии и молниезащиты – Ракова В. А. (Договор №14.В25.31.0023 от 28 июня 2013, по итогам работы за 2013-2015 гг, договор был продлен до 2017 года.). Основной целью Лаборатории  является объединение имеющегося опыта и знаний нескольких ведущих российских научных групп для изучения физики грозы и молниезащиты.
Одним из основных соисполнителей мегагранта (договора) являлся ВНИЦ г. Истра, на уникальных стендах которого (УНУ КВС), были выполнены (и продолжают выполняться) экспериментальные работы в области физики молнии и молниезащиты, входящие в круг задач Лаборатории. Изучаются процессы, связанные с инициацией молнии, стримерно-лидерного перехода, электризации облаков и другие важные проблемы физики молнии.
Предполагается, что и в дальнейшем будут сохраняться тесные научные связи ВНИЦ и Лаборатории физики молнии, а уникальные установки УНУ КВС будут активно использоваться при выполнении различных научно-исследовательских работ Лаборатории.
2.    На УНУ КВС с 13 мая   2019 г.  по 31 декабря 2021г. выполнялся грант Российского Научного Фонда №19–19–00501  (Исполнитель гранта - РФЯЦ ВНИИТФ ВНИЦ, соисполнитель - Институт прикладной физики РАН) по научному проекту "Моделирование особенностей распространения электромагнитного излучения СВЧ диапазона в ионосфере и ионизированной атмосфере, важных для обеспечения эффективности работы радиотехнических систем".
3.     21.01.2022 г. подана заявка № 19–19–00501 на продолжение исследований по тематике гранта в 2022-2023гг..


Методики

•    Методика определения на основе физического моделирования характеристик лавино-стримерных разрядов (характерных для грозовых облаков) и радиопомех от них.
•    Методика экспериментального исследования поглощения и рассеяния ЭМИ при его прохождении через аэрозольные среды в атмосфере (туманы, облака).
•    Методика исследования параметров встречных лидеров с объектов, возникающих при приближении лидера молнии (решение задач молниезащиты).
•    Методика измерения параметров радиоизлучения стримерных разрядов, характерных для разряда молнии с помощью установок КВС.
•    Методика определения эффективности заземляющих систем при импульсном высоком напряжении.
•    Методика исследования планера летательных аппаратов на коронирование (на моделях).
•    Методика определения избирательности поражения летательных аппаратов на моделях.
•    Методика проверки и калибровки грозопеленгующих систем (разработка ИПФ РАН) с использованием длинных искровых разрядов,формируемых с помощью ГИН 6 МВ.
•    Методика измерения рентгеновского излучения из длинной искры (аналога разряда молнии), формируемой на ГИН 6 МВ стенда КВС.
•    Методика исследования встречных лидеров на основе крупномасштабного моделирования с использованием многометровых искровых разрядов.
•    Методика моделирования разрядных процессов грозового облака в атмосфере.
•    Методика исследования ионизированных зон и процессов в атмосфере на основе моделирования с помощью сверхвысоковольтных установок УНУ КВС.
•    Методика испытаний электротехнических изделий импульсами коммутационного перенапряжения формой 250/2500мкс.
•    Методика испытаний номинальным и максимальным разрядным током молнии импульсами формой 8/20 мкс,10/350 мкс и 10/5000мкс.
•    Методика испытаний от перенапряжений при подаче на контакты испытываемого изделия нормируемых импульсов тока (амплитудой до 100 кА) и напряжения (амплитудой до 50 кВ) в соответствии с ТУ разработчика.
•    Методика измерения радиоизлучения от стримеров большой длины.
•    Методика измерения длинной искры (аналога молнии) с передачей информации по WI-FI.
•    Методика и аппаратура для измерения размеров аэрозольных частиц с размерами 0.5–50 мкм.
•    Методика исследования стримерных и лидерных разрядов на основе СВЧ диагностики (длина волны 8 мм).


План работы УНУ

(формируется на основе поступающих заявок)

Определение распределения точек поражения молнией по объекту (наземного и изолированного) на основе масштабного моделирования.

Испытания устройств защиты от перенапряжений.

Экспериментальные исследования радиоизлучения от стримерных разрядов, характерных для длинной искры.

Измерение параметров длинной искры, как аналога разряда молнии.

Предоставление установки для измерения физических параметров молнии.

Экспериментальное исследование генерации озона и оксидов азота в условиях искусственного высоковольтного искрового разряда в свободной атмосфере.

Измерение рентгеновского излучения от положительной и отрицательной длинной искры (аналога молниевого разряда).

Определение кондуктивных и индуктивных помех и токов растекания от разряда молнии на объектах разной геометрии.

Определение вероятности прорыва молнии на объект через молниезащитные системы.

Молниеустойчивость объектов-испытания в соответствии с российскими и международными стандартами.

Изучение физических процессов в длинной электрической искре и молнии.Молниезащита.

Экспериментальные исследования по развитию электрических разрядов и наработки окислов азота и озона в длинной искре, формирующейся в промежутках стержень-плоскость и физической модели грозового облака.

Текущая загрузка (2021г. -2022 г.)

Выполняются следующие работы:
1.    Работа в соответствии с Соглашением между ВНИЦ ВНИИТФ и Институтом Прикладной Физики РАН (г. Нижний Новгород) о научно-техническом сотрудничестве в области атмосферного электричества (экспериментальные исследования по развитию длинной искры-аналога молниевого разряда).
2.    Работа по гранту Российского Научного Фонда №19–19–00501  (2019 г.– 2021г.). Исполнитель гранта- ВНИЦ ВНИИТФ.
3.    Испытания на установке ГИТ- 50/5-М устройств защиты от импульсных помех -УЗИП 0.4 кВ (классов защиты 1,2,3), а также защитных устройств типа УЗА15Р169, по мере поступления объектов испытания - в течение всего года.


Планируемая загрузка  в 2021-2022 г.


1. Дооснащение экспериментальных установок для успешного завершения работ по гранту РНФ №19–19-00501.Подача заявки в РНФ по продолжению работ по теме гранта на 2022-2023гг.
2. Продолжение экспериментальных исследований при различных параметрах ионизованных сред по схеме 2020 г.; выявление особенностей процесса распространения СВЧ излучения через ионизованные среды (грозовое облако и ионосферу), важных для конкретных видов систем связи (сотовая наземная, космическая), радиолокации и позиционирования; проведение дополнительных исследований.

3. Экспериментальное исследование собственных СВЧ шумов ионизированных областей, обусловленных электроразрядной активностью.
4.Выработка рекомендаций к построению новых и совершенствованию имеющихся атмосферных и ионосферных радиоканалов диапазона СВЧ.
5.Подготовка итоговых публикаций в высокорейтинговых научных журналах.

Порядок расчета стоимости
нестандартных услуг УНУ КВС

Себестоимость услуги за единицу времени складывается из следующих факторов:

  • амортизационные отчисления по оборудованию, участвующему в проведении исследований, руб. в ед. времени.
  • затраты на содержание и обслуживание основного и вспомогательного оборудования, участвующего в проведении исследований (ремонт, сервисное обслуживание) руб. в ед. времени.
  • затраты на оплату электроэнергии руб. в ед. времени.
  • затраты на расходные материалы руб. в ед. времени.
  • заработная плата обслуживающего персонала занятого непосредственно в проведении исследований руб. в ед. времени.

Информация о локальных нормативных актах, регулирующих деятельность УНУ КВС

регламент доступа к оборудованию и услугам проект договора


Перечень статей и докладов, сделанных по результатам работ на УНУ КВС (2019-2022г.)            

•    A. Yu. Kostinskiy N. A. Bogatov, V. S. Syssoev, E. A. Mareev, M. G. Andreev, M. U. Bulatov, D. I. Sukharevsky and V. A. Rakov. Unusual plasma formations produced by positive streamers entering the cloud of negatively charged water droplets Journal of Geophysical Research: Atmospheres,2022    https://doi.org/10.1002/essoar.10508088.1
•    Сысоев В.С., Наумова М.Ю., Кузнецов Ю.А., Орлов А.И., Сухаревский Д.И., Макальский Л.М., Кухно А.В. Генератор плазмы стримерного разряда.  Перспективные материалы, 2022 г., №2
•    Syssoev V.S., Naumova M.Yu., Kuznetsov Yu.A., Orlov A.I., Sukharevsky D.I., Makalsky L.M., Kukhno A.V. Streamer discharge plasma generator. Inorganic Materials: Applied Research , volume 13, number 5, 2022.
•    Сысоев В.С., Кузнецов Ю.А.,Наумова М.Ю., Орлов А.И., Сухаревский Д.И., Лепехин Н.М., Швец Н.Н., Макальский Л.М., Кухно А.В., Гущин М.Е., Мареев Е.А. Стенд для исследования радиоизлучения длинной электрической искры .Письма в Журнал Технической Физики (2022 г.). т.48, вып. 8, с. 14-17. http://journals.ioffe.ru/articles/52360

•    Богатов Н. А.,Сысоев В.С.,Сухаревский Д.И., Наумова М.Ю. Микроволновая диагностика разрядов в искусственном облаке заряженных водяных капель .Журнал технической физики,2022 г.,том 92,вып.3
•    M. E. Gushchin, S. V. Korobkov, I. Yu. Zudin, A. S. Nikolenko, P. A. Mikryukov, V. S. Syssoev, D. I. Sukharevsky, A. I. Orlov, M. Yu. Naumova, Yu. A. Kuznetsov, A. S. Belov, N. N. Shvets, E. A. Mareev. Nanosecond Electromagnetic Pulses Generated by Electric Discharges: Observation With Clouds of Charged Water Droplets and Implications for Lightning Geophysical Research Letters ,2021 ,48(7), e2020GL092108 https://doi.org/10.1029/2020GL092108   

•    Пат.  RU2760200C1 Российская Федерация,МПК  F41H3/00  ,H01Q17/00  . Способ маскировки объекта / Кузнецов Ю.А.,Кузнецов О.Ю.,Наумова М.Ю.,Орлов А.И. Сухаревский Д.И.,Сысоев В.С.; заявитель и патентообладатель  Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Федеральный Ядерный Центр Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики Имени Академика Е.И. Забабахина;заявл. 11.01.2021; опубл.22.11.2021.

•    Сысоев В. С., Макальский Л.М., Кузнецов Ю.А. Наумова М.Ю. Параметры электрических разрядных процессов в сверхдлинных воздушных промежутках, влияющих на процесс генерации в них СВЧ излучения Забабахинские научные чтения: сборник материалов XV Международной конференции 27 сентября – 1 октября 2021. – Снежинск: Издательство РФЯЦ – ВНИИТФ, 2021. – 302 с. ил. стр.101 (2021 г.)  

•    Сысоев В.С., Сухаревский Д.И., Орлов А.И., Наумова М.Ю., Кузнецов Ю.А., Швец Н.Н., Гущин М.Е., Коробков С.В., Зудин И.Ю., Мареев Е.А., Николенко А.С., Микрюков П.А., Айдакина Н.А., Белов А.С. Радиоизлучение в области СВЧ из заряженной аэрозольной структуры,моделирующей грозовую ячейку Сборник тезисов XVI ежегодной конференции «Физика плазмы в Солнечной системе» стр.201 (2021 г.)  

•    Сысоев В.С., Сухаревский Д.И., Орлов А.И., Наумова М.Ю., Кузнецов Ю.А., Швец Н.Н., Лепехин Н.М., Гущин М.Е., Коробков С.В., Зудин И.Ю., Николенко А.С., Микрюков П.А., Айдакина Н.А., Белов А.С. Лабораторное измерение широкополосного радиоизлучения стримерных разрядов Сборник тезисов XVI ежегодной конференции «Физика плазмы в Солнечной системе», стр. 199 стр.199 (2021 г.)  

•     Сысоев В.С., Швец Н.Н., Орлов А.И., Сухаревский Д.И., Басов Е.В., Гущин М.Е., Палицин А.В., Микрюков П.А. , Зудин И.Ю., Мареев Е.А. Испытательная установка «АЛЛЮР-П» – компактный имитатор электромагнитных импульсов наносекундного диапазона Забабахинские научные чтения: сборник материалов XV Международной конференции 27 сентября – 1 октября 2021. – Снежинск: Издательство РФЯЦ – ВНИИТФ, 2021. – 302 с. ил. стр.99 (2021 г.)
•    N.A. Bogatov, A.Yu.Kostinskiy, V.S.Syssoev , M.G.Andreev, M.U.Bulatov, D.I.Sukharevsky, E.A.Mareev, and V.A.Rakov . Experimental investigation of the streamer zone of long-spark positive leader using high-speed photography and microwave probing Journal of Geophysical Research: Atmospheres,2020, 125(11), https://doi.org/10.1029/2019JD031826 (2020 г.)

•    М.Е. Гущин, И.Ю. Зудин, С.В. Коробков, А.В. Костров, П.А. Микрюков, С.Э. Привер, А.В. Стриковский, В.С. Сысоев .Параметры высоковольтных разрядов на лопастях винтов вертолета и создаваемых ими электромагнитных помех Письма в Журнал Технической Физики том 46, вып. 2., с.19-21 (2020 г.)  
•    Parameters of High-Voltage Discharges on Helicopter Rotor Blades and Related Electromagnetic Interference .Gushchin, M.E., Zudin, I.Y., Korobkov, S.V., ...Strikovskiy, A.V., Syssoev, V.S. Technical Physics Letters, 2020, 46(1), стр. 66–68
•    Богатов Н. А., Сысоев В.С., Сухаревский Д.И. СВЧ диагностика электрических разрядов в искусственном облаке заряженных водяных капель СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. Сборник научных трудов.Вып.2 Вып.2 ,357 стр. (2020 г.)  

•    Сысоев В. С., Кузнецов Ю. А., Сухаревский Д. И., Наумова М.Ю., Орлов А.И., Лепехин Н.М., Швец Н.Н., Богатов Н. А., Гущин М.Е. Измерения радиоизлучения стримерных разрядов. СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. Сборник научных трудов.Вып.2, стр.366 (2020 г.)

•    Сысоев В. С., Кузнецов Ю.А., Наумова М.Ю., Орлов А.И., Сухаревский Д.И., Лепехин Н.М., Швец Н.Н., Макальский Л.М., Кухно А.В., Гущин М.Е., Богатов Н.А., Мареев Е.А. Радиоизлучение длинной электрической искры Пятнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" 10-18 февраля 2020 года стр.99 (2020 г.)  

•    Швец Н.Н.,Орлов А.И.,Сысоев В.С.,Лепехин Н.М.,Басов Е.В. Об энергетической безопасности России в условиях воздействия электромагнитного импульса высотного ядерного взрыва.Национальные интересы:приоритеты и безопасность,2020,том 16,номер 11(392),стр.2036-2059

•    Богатов Н.А., Сысоев В.С., Булатов М.У., Сухаревский Д.И. Microwave diagnostics of the streamer zone of a long spark ITM Web of Conferences 11007,том 30 https://doi.org/10.1051/itmconf/20193011007 (2019 г.)

•    В.С. Сысоев, Ю.А. Кузнецов, Д.И. Сухаревский, М.Ю. Наумова, Н.М. Лепехин,       Л.М.Макальский, А.В.Кухно. Радиоизлучение лавино-стримерного разряда. Доклад на конференции, март 2019 г. ЗНЧ19 г. Снежинск, Челябинская обл.,с.109-110. http://vniitf.ru/data/images/zst/2019/tezisi-4.pdf
•    В. С. Сысоев, Ю.А.Кузнецов, Д.И.Сухаревский, М.Ю.Наумова, Л.М. Макальский, А.В.Кухно. Стенд для исследования радиоизлучения стримерных разрядов. Доклад на XIV – ой ежегодной конференции «Физика плазмы в солнечной системе», 11-15 февраля 2019 г. Институт космических исследований РАН, с.158.


Контакты:

e-mail: vniitf@vniitf.ru c пометкой «для отдела маркетинга»


 Начальник ВНИЦ 900
Клименко Дмитрий Яковлевич
Телефон: 8(351-46)5-51-20, 5-43-67
Факс 8(351-46)5-22-33, 5-55-66

РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОТ:

Начальник группы ультравысоких напряжений (УВН)
Сысоев Владимир Степанович 
Телефон: 8 (495) 994-63-59
8-903-154-66-51

Aдрес нахождения УНУ: 143502, Московская обл., г. Истра, ул. Заводская, д. 5