电网干扰弹技术发展研究.docx

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电网干扰弹技术发展研究

电网干扰弹技术发展研究

1、 概述

　　电网干扰弹,又称“断电”炸弹、电子炸弹、软炸弹或碳纤维弹。

它以电厂、变电站、配电站、输电线路等电能源设施为目标，在预定的时间、地点、空域大范围地布撒导电纤维（碳纤维束或镀铝玻璃丝），这些在空中飘浮的导电纤维落到电能源的任一具有压差的线路或器材之间，都会造成电网继电保护电路的动作，产生短路跳闸或过载跳闸，使电网供电中断，造成大范围的停电，导致以电为能源的各种设备无法正常工作。

由于导电纤维清理困难，无法迅速消除这种中断。

长时间、大范围的停电会导致严重的后果：

一方面，在恢复正常供电前，以电力为能源的各种军事设施（包括指挥、通信、侦察、攻击等装备）均不能正常工作，这就为己方创造了一个极为有利的作战环境。

另一方面，由于断电会引发一系列的连锁反应，如：

停水、交通瘫痪、通信中断等，将给人们衣、食、住、行带来极大的不便，甚至无法正常生活，这不仅在人们的心理上造成巨大恐慌，还会给国民经济带来重大损失。

   2、 电网干扰弹在现代战争中的应用及特点

　　美国在电网干扰弹技术的预先研究和装备研制方面一直处于领先地位，而且还率先将电网干扰弹应用到了战争中。

   2.1 电网干扰弹在现代战争中的应用

   2.1.1 在伊拉克战争中的应用

　　1991年海湾战争中，为了缩短战争进程，更早地夺取制空权，1月17日作战伊始，美国便使用“战斧”巡航导弹携带装填碳纤维的KIT－2战斗部攻击了伊拉克巴格达地区的电力系统，造成其85％的电力供应中断，不少电器被烧毁，电力系统处于瘫痪状态。

被损坏的供电系统中包括为一个大型中央处理计算机系统供电的设备和线路，该大型中央处理计算机系统是伊拉克防空体系一体化的控制中枢。

由于这个计算机系统的受损而使伊拉克的防空体系失效。

　　这次袭击造成了伊拉克军事指挥机关、通信部门和以电为能源的诸多侦察、瞄准乃至射击武器的停电，使指挥、控制中断，防空体系瓦解，直接影响了伊拉克的整体防空作战能力。

   2.1.2  在科索沃战争中的应用

　　1999年5月上旬在科索沃战场上，美国空军在战争进行一段时间后用F－117A飞机投掷了代号为CBU－102（V）2/B的电网干扰弹。

在空袭中，美军以破坏供电系统的功能为首要目标，通过大量抛撒镀铝玻璃丝，造成了电网传输线的线、相、地之间的多重短路。

破坏了供电系统和与之相关的传输点的绝缘特性，使系统瘫痪，致使南斯拉夫在战争期间的5月份，几乎不能保证正常的电力供应。

这次攻击造成了南联盟70％地区的供电中断，军事通信、指挥、防空指挥系统等部分失灵。

5个大型电站遭到了破坏，其中包括地处塞尔维亚西部德里纳河畔巴伊什塔的发电厂、地处奥布雷诺瓦茨、德尔姆诺、诺维萨德和尼什的发电设施。

而地处尼什的发电厂是负责给在科索沃的南联盟第3军供电的，对它的攻击极大地削弱了第3军的战斗力。

　　CBU－102（V）2/B电网干扰弹是由非制导的无动力型SUU-66/B战术弹药布撒器和BLU-114/B子弹药构成的子母弹，全弹重304kg。

BLU-114/B子弹药中装有大量经过处理的镀铝玻璃丝。

   2.2  电网干扰弹的特点

（1）电网干扰弹对电力系统的破坏范围广，效果好。

它是利用电力系统安全运行所必须的继电保护特性，破坏电力系统和与之相关重大节点的控制关系。

攻击的结果将使较大的局部甚至整个电力系统瘫痪。

有效地破坏指挥、控制中心和武器系统的供电系统和设施。

（2）电网干扰弹能使电网体系的运行遭受重大损失，导致通信中断、饮水供应遭到破坏、交通瘫痪等，直接影响到人们的经济活动和社会生活，会给人们带来灾难和恐慌，使人们心理蒙上巨大的阴影。

  （3）电网干扰弹不仅可以攻击电力系统的发电设备、配电设备，还可以攻击星罗棋布的输电线路。

因此，投掷地域广泛，更难以防御。

  （4）电网干扰弹研制难度不大且价格较低。

它可以在现有制式武器基础上进行延续性开发，投入较少经费，在较短时间（3～5年）内就可开发研制成功。

每枚电网干扰弹的价格仅在10万美元以下。

   3、美国电网干扰弹技术的发展

   3.1  发展历程

　　电网干扰弹最初源于雷达干扰器材。

在美国海军的一次飞行训练中，用于掩护飞机的雷达干扰弹产生的干扰云造成美国南加州部分地区供电中断，由此受到启发并开始研究破坏电力系统的电网干扰弹。

终于在20世纪80年代中期冷战高潮期间研制成功，准备在东西集团冲突之际对付华沙条约国的电力网。

　　海湾战争结束后，尝到电网干扰弹甜头的美军，加大了对这种非致命性武器开发研究的力度。

美国空军利用战术弹药布撒器发展了由飞机投放的非杀伤性的电网干扰弹，并在1995年对F－117A隐形战斗机进行了改进,使其能投放无制导炸弹布撒器。

由于电网干扰弹研制成本低，对目标破坏力大，属于发展中的武器，科索沃战争后，美国又从投放精度及干扰方式等方面加大了研究力度。

   3.2 发展趋势

   3.2.1  提高投放精度

　　美国正在采用两种方案来提高电网干扰弹的投放精度。

其中，一种方案是用带有全球定位系统（GPS）制导的联合防区外武器（JSOW）投放BLU－114/B子炸弹。

JSOW的优点是载机不必飞临目标上空，可在敌方防御较为薄弱的有利位置发射武器，避免受到目标区防空武器的攻击，不但可以保证投放电网干扰弹的F－15E、F－16、F/A－18、B－1B和B－52等高价值飞机的安全，而且能精确制导以达到最佳的毁伤效果。

　　美国正在研制专门配合BLU－114/B子炸弹使用的联合防区外武器的第四个型号AGM－154D，用于替代CBU－102电网干扰弹。

AGM－154D目前尚未正式装备使用，但已投入试生产。

　　另一种方案是在布撒器上加装惯导装置和风力修正机构（风估计与补偿软件和可动尾翼装置），使其成为一种精确制导的空地武器。

这样它就能在12200m的高空由B－52、B－1、F－16和F－15E来投放，并改称为“风修正弹药布撒器?

保╓CMD），由洛克希德·马丁公司研制。

　　布撒器投放前由载机提供航向、速度、高度等校正数据，在惯性制导作用下飞向目标区域，并启动风力修正机构对风力的干扰不断进行修正，保证飞向目标区的精度。

　　洛马一体化系统公司于2000底在埃格林空军基地成功地完成了风力修正弹药布撒器第3次即最后一次飞行试验，早先进行的两次试验已获得了成功。

美国空军计划到2005财年采购4万套尾翼组件，现在已经完成、正在进行或计划进行对接的飞机包括B－52、B－1、B－2、F－15及F－117。

   3.2.2  扩展干扰方式和手段

　　美国除继续改进电网干扰弹外，还在研究破坏水力发电厂的武器。

相关试验中的一种方法是撒出大量缠绕物，顺着水流缠到发电机涡轮叶片上破坏其工作；另一种方法是将某种具有增稠作用的化学剂喷洒到水中，使发电机使用的水变稠，使发电设备无法正常工作。

   3.2.3  开发新型的干扰材料

　　今后可能会出现粉末状等多种导电体来替代目前使用的丝条状导电体。

如果这些粉末状导电体通过爆炸抛撒在敌指挥部上空，一方面，它可通过换气口或敞露部分进入敌电子仪器与设备中。

通过接触电子仪器（如计算机）中众多密集的线路焊点，造成敌电子仪器、设备短路烧毁，从而最终导致敌C3I系统瘫痪。

另一方面，也可布撒在变电站、高压输电线或电厂附近，使其飘落在输电线路的瓷瓶等连接处，造成电网短路而停电。

而且粘在瓷瓶上的大量粉末状导电体附着力较强，难以清理，可在较长的时间内起作用。

有时这些粉末状导电物质可使局部的空气击穿来实现电网短路。

   4、电网干扰弹的干扰机理分析

　　电力是当今世界使用最广泛、地位最为重要的能源，电网是输送电能源到用电设备的桥梁。

电网干扰弹的干扰机理和战术应用与电网继电保护及系统的结构形式密切相关。

电网的继电保护是电网干扰弹实施干扰的基础，电网的结构形式决定了电网干扰弹的战术使用方法和干扰效果。

因此，在进行电网干扰弹干扰机理分析时，必须对输电电网的继电保护进行研究；同时，也有必要对国内外各种典型的电网结构进行分析、研究，以增强电网干扰弹的作战效果和加强对电网干扰弹的防御。

   4.1  电网的结构

　　电网是电力系统的俗称，它泛指由发电、供电设施和为保证这些设施正常运行所需的保护和安全自动装置、计量装置、电力通讯设施、电网调度自动化设施等构成的整体。

电网的主要功能是把电能安全、优质、经济地送达用户。

电网的结构主要指主网的接线方式、区域电网电源和负荷大小以及联络线功率交换量的大小等。

所谓主网，是指最高电压等级输电网（如500kV），在形成初期也包括次一级电压网（如220kV）共同构成电网的骨架。

   4.1.1  国外电网的几种典型的结构方式

　　国外比较完善的电网结构主要有电源送电线集中并联的远距离输电方式（比较典型的有瑞典的400kV电网与加拿大魁北克的735kV电网）、外轮形结构方式（比较典型的有日本的东京电网和关西电网）和普遍密集型结构方式（比较典型的有英格兰、法国、瑞士等国家的电网）。

另外，由于能源分布情况以及投资的技术经济等原因，还有其他一些特定结构的电网。

   4.1.2  国内电网结构

　　我国电网目前还处在主网架形成和高一级电压网开始出现的发展时期，结构尚不尽合理，归纳起来主要有以下几种典型结构：

大受端两机系统、小受端两机系统、强联系两机系统、弱联系两机系统、链形多机系统、环形多机系统和其他复杂结构的电网。

   4.2  电网的继电保护

　　电网的继电保护是当电网中发电机、变压器、输电线路、母线等电力设备发生故障时，为了减轻故障设备的损坏程度和对相邻地区供电的影响，应在尽可能短的时限和在尽可能小的区间内自动把故障设备从电网中断开，以保持和维护电网的正常运行的一种重要保护措施。

其主要功能有：

（1）自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中快速、自动地切除，使其损坏程度减至最轻，并保证最大限度地恢复无故障部分的正常运行。

（2）反应电气元件的异常运行工况，根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。

继电保护系统能对电力系统的运行状态不间断地实时监视，一旦发生不正常运行状态，能及时告警（通知运行人员采取措施）或启动自动控制装置（恢复正常运行）。

  （3）依据实际情况，尽快自动恢复对停电部分的供电。

　　电网的继电保护是电力系统必不可少的组成部分，对保障系统安全运行，保证电能质量，防止故障扩大和事故发生，都有极其重要的作用。

   4.3 电网干扰弹的干扰机理

　　世界各国的电网电压分别为11万伏、22万伏、35万伏。

且输电高压电网大部分为22万伏，高压输电线的线距为4米。

高压线均用裸线传输，也必须用裸线传输，因为加装一般的绝缘层，不足以防止偶然出现的短路或空气击穿，除非使用耐高压且非常厚的绝缘层，这样会使传输线的重量和成本增加到人们难以承受的程度。

　　电网干扰弹对电网攻击的方式是在目标区大范围地布撒干扰材料,这些随风飘撒的导电材料,一旦搭接在电厂、变电站、配电站、输电线路等任一具有压差的线路或器材之间，就将造成电网的局部短路, 短路后，会使短路点的电流高达原来的几倍甚至几十倍。

当这一电流超过了系统中继电保护装置的整定值时，系统的继电保护动作,引起系统跳闸。

高压输电系统的保护装置不但具有短路跳闸功能，也有自动合闸功能。

在正常供电情况下，发生在高压输电系统的短路故障大都是暂时的，线路跳闸后采用自动重合闸便可恢复供电。

系统跳闸的时间不超过0.5s，最短的为0.02s。

当自动合闸不成功，即自动合闸后短路故障依然存在时,系统的继电保护电路将再一次控制系统跳闸。

这种跳闸-合闸的控制方式通常重复三次，若故障不排除，系统就不再合闸供电。

当故障排除后,可采用手动方式强送电。

不彻底地清除这些散落在电器设备或线路中的导电纤维，就无法消除短路的故障因素。

如果清除不彻底，或清除后检查不仔细，采用手动强行送电不