Stochastic effects and uncertainties in assessing electromagnetic interactions with control systems

Electromagnetic compatibility, lightning, crosstalk surge voltages, Monte Carlo simulation, accident initiator

Erstellung einer Blitzschutzrichtlinie für die Produktpalette der FAM im Auftrag der "Gesellschaft für Prozeßautomation mbH" (GPA)"

On the basis of the global use of the FAM installations and systems, their location, type and height, a lightning protection system is required, which protects humans and machines from danger of a lightning. At the beginning the development, the threat and the potential for destruction of lightning are described. Besides the resulting solid normative calculation models and tables are presented. Then, the product portfolio of the FAM is characterized. From this demonstration models are selected; on the one hand a model for the totality of all portable devices and the other hand a model which defines the power plants. Subsequently, the risk management and a strengths and weaknesses analysis are performed. After that, with graphical and mathematical models, these weaknesses as well as the functional equipotential bonding and grounding system and its dimensioning are investigated and solutions are demonstrated. The following is a coordination of lightning protection standard with other directives and standards in order to classify the resulting internal lightning protection and protective measures against electromagnetic pulse and to generate a uniform protection and application platform. Furthermore, problems of the economy of protective circuit is shown and a solution is given. Finally, the indicated possible solutions are replaced by definitions. The main classification and structure of lightning protection directive are shown and exemplarily applied.

Cluster recognition in spatial-temporal sequences: The case of forest fires

Forest fire sequences can be modelled as a stochastic point process where events are characterized by their spatial locations and occurrence in time. Cluster analysis permits the detection of the space/time pattern distribution of forest fires. These analyses are useful to assist fire-managers in identifying risk areas, implementing preventive measures and conducting strategies for an efficient distribution of the firefighting resources. This paper aims to identify hot spots in forest fire sequences by means of the space-time scan statistics permutation model (STSSP) and a geographical information system (GIS) for data and results visualization. The scan statistical methodology uses a scanning window, which moves across space and time, detecting local excesses of events in specific areas over a certain period of time. Finally, the statistical significance of each cluster is evaluated through Monte Carlo hypothesis testing. The case study is the forest fires registered by the Forest Service in Canton Ticino (Switzerland) from 1969 to 2008. This dataset consists of geo-referenced single events including the location of the ignition points and additional information. The data were aggregated into three sub-periods (considering important preventive legal dispositions) and two main ignition-causes (lightning and anthropogenic causes). Results revealed that forest fire events in Ticino are mainly clustered in the southern region where most of the population is settled. Our analysis uncovered local hot spots arising from extemporaneous arson activities. Results regarding the naturally-caused fires (lightning fires) disclosed two clusters detected in the northern mountainous area.

Forest fires cluster detection with space-time scan statistics

Forest fires are defined as uncontrolled fires often occurring in wildland areas, but that can also affect houses or agricultural resources. Causes are both natural (e.g.,lightning phenomena) and anthropogenic (human negligence or arsons).Major environmental factors influencing the fire ignition and propagation are climate and vegetation. Wildfires are most common and severe during drought period and on windy days. Moreover, under water-stress conditions, which occur after a long hot and dry period, the vegetation is more vulnerable to fire. These conditions are common in the United State and Canada, where forest fires represent a big problem. We focused our analysis on the state of Florida, for which a big dataset on forest fires detection is readily available. USDA Forest Service Remote Sensing Application Center, in collaboration with NASA-Goddard Space Flight Center and the University of Maryland, has compiled daily MODIS Thermal Anomalies (fires and biomass burning images) produced by NASA using a contextual algorithm that exploits the strong emission of mid-infrared radiation from fires. Fire classes were converted in GIS format: daily MODIS fire detections are provided as the centroids of the 1 kilometer pixels and compiled into daily Arc/INFO point coverage.

Recuperação de 241Am de para-raios e detectores de fumaça

A method is described for recovering and purifying 241Am from lightning-conductors and smoke detectors. The method is based on the precipitation of silver, as AgCl, the main impurity, and extraction of americium with TBP. Further purification with ion-exchange resin is also used. The results have shown that by this method the americium is obtained with high purity.

Protection of the high-voltage equipment with reduced insulation strength

Power transformer is the most expensive equipment on a substation. It is always necessary to get needed benefit with the lowest expenses. Producing of power transformers with reduced insulation strength is one of the possible ways to reduce expenses. Exploitation of such transformers was begun in the end of 70-th in the last century. Protection from overvoltages was done with valve-type magnetic combined surge arresters with increased blanking voltage during switching overvoltages. Nowadays there is the necessity of replacement of those devices. That’s why modernized nonlinear surge arrester was invented. This master’s thesis is focused on the use research of that modernized device in comparison with usual nonlinear surge arresters. The goal is to show the lightning overvoltages level using different types of nonlinear surge arresters and then calculations of the lightning protection reliability.

Kunnan kiinteistöjen energiansäästöpotentiaali

Tämän diplomityön tarkoitus oli selvittää kolmen suomalaisen HINKU-kunnan, Mynämäen, Padasjoen ja Kuhmoisten kiinteistöjen energiansäästöpotentiaali. Työssä käytiin aluksi läpi kunnan kiinteistöjen perustiedot sekä kulutuslukemat, jonka jälkeen kiinteistöihin tutustuttiin kiinteistönhoitajan avustuksella. Tämän jälkeen pyrittiin identifioimaan säästötoimet muutamien yritysten sekä vuorovaikutteisesti kiinteistönhoitajien kanssa. Säästötoimien vaikuttavuuden arvioinnissa hyödynnettiin sähkön ja lämmön tuntimittarointia. Lopuksi tulokset esiteltiin kuntien johdolle. Säästöpotentiaalia löytyi lähes jokaiselta osa-alueelta. Perinteisesti suurin säästöpotentiaali on löytynyt ilmanvaihdosta, mutta tämän työn puitteissa suurimmat säästöt löydettiin valaistuksesta. Etenkin LED-tekniikan kehittyminen on muuttamassa valaistuksen tulevaisuutta. Yksittäisten kohteiden suurimmat säästömahdollisuudet olivat vanhojen öljylämmitysten muuttamisessa maa- ja kaukolämpöön. Myös ilmanvaihdosta löytyi hyvin merkittävä potentiaali useassa kohteessa. Mynämäellä säästöpotentiaalia löytyi kaikkiaan noin 17 % kunnan energialaskusta. Padasjoella ja Kuhmoisissa vastaava luku oli noin 12–13 % kummassakin. Työn laajentaminen muihin kuntiin ei pääosin ole suoraviivaista, koska kuntien rakennuskanta poikkeaa toisistaan ja lisäksi kaikki rakennukset ovat yksilöllisiä. Työ pystyi kuitenkin tuottamaan kohdekunnissa erilaista havaintoaineistoa ja toimenpide-ehdotuksia, jotka toimivat muissa kunnissa herättelijöinä, ideoiden antajina ja tarkistuslistana siihen, miten asiat on hoidettu ja minkälaisiin toimenpiteisiin tulisi ryhtyä.

The destinal question of language

How can we think the destinal place of language in the essentially historical condition of our existence if such historicity cannot be understood on the basis of the labor of negativity alone? The attempt is made here to think language in a more originary manner, as non-negative finitude, that affirms what is outside dialectical-speculative closure, what is to come. The notion of 'destinal' itself is thus transformed. No longer being merely a categorical grasp of "entities presently given", language is an originary exposure to the event of arrival in its lightning flash. Destiny appears as that of the messianic arrival of the 'not yet' which is not a telos that the immanent movement of historical reason reaches by an irresistible force of the negative. This essay reads Schelling, Heidegger and Kierkegaard to think language as a "place" of exposure to the non-teleological destiny that may erupt even today, here and now, without any given conditionality.

Yhdysvaltain ja Venäjän kehitteillä olevien viidennen sukupolven hävittäjien kehittämisaikataulu

Suomen F-18 Hornet -hävittäjät on määrä korvata uusilla hävittäjillä 2020-luvun puolivälin jälkeen. Suomi on osoittanut mielenkiintoa kehitteillä olevaan viidennen sukupolven F-35 Lightning II :een, joka on kiinnostuksen kohteena ympäri maailman. Myös Venäjän kehittelemä T-50 on maailmanlaajuisen mielenkiinnon kohteena. Tässä tutkimuksessa vertailtiin neljännen sukupolven hävittäjien kehittämisaikatauluja F- 35:n ja T-50:n kehittämisaikatauluihin. Vertailun perusteella laadittiin arvio F-35:n ja T- 50:n kehittämisaikataulujen tilasta sekä molempien alustavan operatiivisen käytettävyyden (Initial Operating Capability, IOC) saavuttamisajankohdasta. Tutkimuksen pääkysymys oli: Mikä on Yhdysvaltain ja Venäjän kehitteillä olevien viidennen sukupolven hävittäjien tilanne suhteessa edellisen sukupolven hävittäjien kehittämisaikajanaan? Tutkimus on kirjallisuustutkimukseen perustuva deskriptiivinen tulevaisuudentutkimus. Tutkimuksessa havaittiin, että neljännen sukupolven hävittäjien kehittäminen kesti noin 7½ vuodesta 26½ vuoteen. Neljännen sukupolven hävittäjien kehittämisen keskiarvoon nähden F-35A ja F-35C ovat kahdeksan vuotta, F-35B noin kuusi vuotta ja T-50 viisi vuotta jäljessä. Tutkimuksen perusteella voidaan arvioida, että F-35A ja F-35C saavuttavat IOC:n aikaisintaan vuonna 2018, F-35B vuonna 2016 ja T-50 vuonna 2019, mutta todennäköisesti vasta vuonna 2020.

The probabilistic risk analysis of external hazards of an interim storage for spent nuclear fuel

Tässä diplomityössä tehtiin Olkiluodon ydinvoimalaitoksella sijaitsevan käytetyn ydinpolttoaineen allasvarastointiin perustuvan välivaraston todennäköisyysperustainen ulkoisten uhkien riskianalyysi. Todennäköisyysperustainen riskianalyysi (PRA) on yleisesti käytetty riskien tunnistus- ja lähestymistapa ydinvoimalaitoksella. Työn tarkoituksena oli laatia täysin uusi ulkoisten uhkien PRA-analyysi, koska Suomessa ei ole aiemmin tehty vastaavanlaisia tämän tutkimusalueen riskitarkasteluja. Riskitarkastelun motiivina ovat myös maailmalla tapahtuneiden luonnonkatastrofien vuoksi korostunut ulkoisten uhkien rooli käytetyn ydinpolttoaineen välivarastoinnin turvallisuudessa. PRA analyysin rakenne pohjautui tutkimuksen alussa luotuun metodologiaan. Analyysi perustuu mahdollisten ulkoisten uhkien tunnistamiseen pois lukien ihmisen aikaansaamat tahalliset vahingot. Tunnistettujen ulkoisten uhkien esiintymistaajuuksien ja vahingoittamispotentiaalin perusteella ulkoiset uhat joko karsittiin pois tutkimuksessa määriteltyjen karsintakriteerien avulla tai analysoitiin tarkemmin. Tutkimustulosten perusteella voitiin todeta, että tiedot hyvin harvoin tapahtuvista ulkoisista uhista ovat epätäydellisiä. Suurinta osaa näistä hyvin harvoin tapahtuvista ulkoisista uhista ei ole koskaan esiintynyt eikä todennäköisesti koskaan tule esiintymään Olkiluodon vaikutusalueella tai edes Suomessa. Esimerkiksi salaman iskujen ja öljyaltistuksen roolit ja vaikutukset erilaisten komponenttien käytettävyyteen ovat epävarmasti tunnettuja. Tutkimuksen tuloksia voidaan pitää kokonaisuudessaan merkittävinä, koska niiden perusteella voidaan osoittaa ne ulkoiset uhat, joiden vaikutuksia olisi syytä tutkia tarkemmin. Yksityiskohtaisempi tietoisuus hyvin harvoin esiintyvistä ulkoisista uhista tarkentaisi alkutapahtumataajuuksien estimaatteja.

Applying Nordic Energy Efficiency and Renewable Energy Solutions in Kaliningrad Oblast, Russia

RENSOL (Regional Energy Solutions) project deals with the use of energy efficiency and renewable energy solutions in Kaliningrad Oblast to tackle climate change. Overall objective of the RENSOL work package 1 is to build awareness and knowledge on solutions for energy efficient buildings and street lightning applications. The project report describes available solutions to improve housing energy efficiency.

Применение практик Северных стран по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии в Калининградской области

RENSOL (Regional Energy Solutions) project deals with the use of energy efficiency and renewable energy solutions in Kaliningrad Oblast to tackle climate change. Overall objective of the RENSOL work package 1 is to build awareness and knowledge on solutions for energy efficient buildings and street lightning applications. This project report describes available solutions to improve housing energy efficiency.

Uuden sukupolven taistelukoneiden suorituskyky ja kehitysnäkymät

Tutkielma käsittelee uuden sukupolven taistelukoneita, niiden suorituskykyä ja kehitysnäkymiä. Tutkimus kohdentuu uusimpien sukupolvien kiinteäsiipisiin ilma-aluksiin. Kiinteäsiipi-sellä ilma-aluksella tarkoitetaan monitoimihävittäjää, joka edustaa sotilasilmailun kehit-tyneintä teknologiaa. Kohdevaltioina tutkielmassa on Venäjä ja Yhdysvallat. Tämä tutkielma on luonteeltaan kvalitatiivinen eli laadullinen tutkimus. Tutkielmassa käytetään tiedonkeruumenetelmänä asiakirja- ja tekstianalyysia. Tutkimusongelmana ja tavoitteena on selvittää mitkä ovat uuden sukupolven taistelukoneiden kehityksen suuntaviivat. Tutkimusongelman tueksi on asetettu alakysymyksiä, joiden avulla pyritään helpottamaan varsinaisen tutkimusongelman selvittelyä ja käsittelyä. Alatutkimusongelmat: - Minkälainen on uuden sukupolven monitoimihävittäjä? - Mikä on kohdevaltioiden hävittäjäsuunnittelun tämän hetkinen tila? - Millä tavalla kohdevaltioiden konekalusto eroaa toisistaan? Tutkimusaineistona on käytetty mielipidekirjoituksia, asiantuntijalähteitä, eri toimijoiden sotilasaikakausijulkaisuja ja eri yhteisöjen internet-sivustoja. Tutkielmassa on määritetty kohdevaltioiden tulevaisuuden kehitystrendejä. Yhdysvaltain so-takoneistolla on käytössään ainoa uuden sukupolven monitoimihävittäjä F-22A Raptor. Lisäksi testi- ja koelentovaihetta läpikäyvä F-35 Lightning II saataneen operatiiviseen käyttöön vuonna 2012. Yhdysvallat onkin asettamassa tavoitteita seuraavan sukupolven ilma-alukselle, joka nykyisten suuntaviivojen mukaisesti on todennäköisesti miehittämätön. Yhdysvaltojen suunnatessa katsettaan jo seuraavan sukupolven ilma-alukseen kehittää Venä-jä omaa uuden sukupolven monitoimihävittäjää tavoitteena sen tuotannon aloittaminen aikaisintaan vuonna 2015. Venäjän sotilasilmailun uusimmat modernisoinnit toimivat testialustoina uuden sukupolven monitoimihävittäjälle. Lisäksi niillä on tarkoitus täyttää vanhan kalus-ton ja uuden sukupolven monitoimihävittäjän väliin jäävä aukko. Venäjän sotilasilmailuteollisuuden tulevaisuus riippuu suuresti uuden sukupolven monitoimihävittäjästä. Mikäli se operatiiviseen käyttöön tullessa pystyy täyttämään sille asetetut vaatimukset pystyy Venäjän so-tilasilmailu mahdollisesti siirtämään katsettaan kohti seuraavaa hävittäjäsukupolvea.

Viidennen sukupolven hävittäjien häiveteknologia

Tämän tutkielman tarkoituksena on selvittää viidennen sukupolven hävittäjien häiveteknologian toteutusratkaisuja. On käsitelty miksi häiveteknologiaa tarvitaan sekä vertailtu miten häiveteknologia toteutetaan viidennen sukupolven hävittäjissä. Suomen ilmavoimien päähävittäjäkalusto F/A-18 Hornet edustaa neljättä sukupolvea ja saavuttaa elinkaarensa lopun 2020-luvun lopussa, joten seuraajasta on lähivuosina tehtävä päätös. On siis mahdollista, että seuraajaksi hankitaan jokin viidennen sukupolven hävittäjä häiveteknologialla varustettuna. Viidennen sukupolven hävittäjiä kehitellään ainakin Yhdysvalloissa, Venäjällä, Kiinassa, Intiassa ja Japanissa, mutta tässä tutkielmassa on vertailtu vain Yhdysvaltojen, Venäjän ja Kiinan viidennen sukupolven hävittäjiä. Yhdysvalloilla on tällä hetkellä ainut operaatiokäytössä oleva viidennen sukupolven hävittäjä, Lockheed Martin F-22 Raptor. Raptorin lisäksi Yhdysvalloilla on kehitysvaiheessa oleva Lockheed Martin F-35 Lightning II. Venäjällä on myös kehitysvaiheessa oleva Suhoi PAK FA samoin kuin Kiinalla on Chengdu J-20. Nämä kolme kehitysvaiheessa olevaa viidennen sukupolven hävittäjää on tarkoitus ottaa palveluskäyttöön ennen 2020-lukua. Tutkielman päätutkimuskysymys on, miten häiveteknologia toteutetaan viidennen sukupolven hävittäjissä. Lisäksi tutkielmassa on kaksi alakysymystä. Nämä ovat seuraavat: Miksi häiveteknologiaa tarvitaan? Miten häiveteknologian toteutus eroaa viidennen sukupolven hävittäjissä? Tutkimusmenetelmänä on käytetty kvalitatiivista kirjallisuustutkimusta ja vertailua julkisista lähteistä. Häiveteknologia ei ole mikään uusi innovaatio. Teknologiaa on kehitelty aina 1940-luvulta asti ja yksi tunnetuimmista häivepommikoneista, Lockheed Martinin F-117 Nighthawk, on jo poistunut palvelukäytöstä. Tuolloin häiveominaisuuksien ylläpito ja huolto aiheuttivat merkittäviä kustannuksia tutkasignaalia absorboivien maalien ja materiaalien takia. Viidennen sukupolven hävittäjissä on pyritty vähentämään näiden maalien ja materiaalien käyttöä, jotta käyttökustannukset saataisiin pienennettyä. On panostettu enemmän hävittäjien muodon antamaan suojaan tutkasignaalia vastaan maalien ja materiaalien sijaan. Tämä on nykyaikana mahdollista kehittyneiden tietokoneiden avulla, jotka pystyvät laskemaan optimaalisen muodon hävittäjälle sekä häive- että aerodynaamisten ominaisuuksien kannalta. Tutkasignaalia absorboivia maaleja ja materiaaleja on kuitenkin pakko käyttää erilaisten luukkujen ympärillä sekä muissa reunoissa, joissa muodolla ei saada riittävää vaikutusta.