Aurinkomyrsky ja sen vaikutuksia sähköverkkoon ja viestintään

Tämän viikon (vko 4/26) hämmästyttävä auringon koronan massapurkaus (CME) oli todennäköisesti jotain, joka ilahdutti avaruussäästä kiinnostuneita radioamatöörejä, revontulibongareita ja kenties järkytti joitakin radioamatöörejä, jotka menettivät pääsyn HF-taajuuksiin. 

KP-indeksit myrskyn aikana 18.- 21.1.2026 (kuva 1)

Mikä on Kp? 

Geomagneettisen kolmen tunnin välein laskettavan Kp-indeksin otti käyttöön Julius Bartels vuonna 1949 auringon hiukkassäteilyn mittaamiseksi sen magneettisten vaikutusten perusteella (ks. Bartels, 1957). Nykyään Kp on tärkeä mittari aurinkotuulen Maahan tulevalle energialle, ja avaruussääpalvelut käyttävät sitä lähes reaaliajassa. Arvot joissa KP-indeksi saa arvoja 8 - 9 ovat erittäin poikkeuksellisia ja kuvaavat usein hyvin voimakasta purkausta auringosta.

HF-alueella (1.8 MHz - 29 MHz) "Black Out"

Viikko 4/26 olisi ollut erittäin hyvä viikko harjoitella tuota varaverkkotoimintaa poikkeusoloissa. Nythän tuo kevään harjoitus on sitten maaliskuun lopulla. No, ei ole sanottua etteikö radiotiellä sattuisi silloinkin jotain ihmeellistä - kaikkeen on varauduttava.

Myrskyn ollessa voimakkaimmillaan ei HF-radio tarjonnut juurikaan mitään kuunneltavaa, millään aaltomuodolla. Jopa sähkötysmerkkien läpi meneminen olisi ollut erittäin haasteellista. Itse päivystin HF-taajuuksia koska viikkosanoma Winlink -verkkoon oli saatava aikaikkunassa TI 12.00 - TO 12.00 UTC. Täytyy myöntää, että harvoin on ollut niin hankalaa kuin nyt. Yksikään ennusteen mukainen GW-asema (gateway/ solmu) ei vastannut. Vasta myöhään keskiviikkoiltana vastasi Moskovan R2DW, joka sekin hyytyi pian ja sanoma jäi välittämättä. Torstaina ennen H-hetkeä avautuivat HF-kelit sen verran, että sain heikot yhteydet kotimaisiin GW-asemiin ja sanoma lähti liikkeelle - tosin lyhennetyssä muodossa. Maksimoin näin tuon aikaikkunan käytön, koska keli saattoi katketa hetkenä minä hyvänä.

Mitä opimme ?

 ARRL:n iskulause radioamatööritoiminnasta hätä- ja poikkeustilanteissa: "Kun kaikki muu epäonnistuu - When everything fails ®". Nyt vika oli HF:ssä, mutta internetiin yhdistetty digitaaliradio ei mennyt rikki vaan toimi hyvin tässä häiriötilanteessa. Muutama vuosi sitten yleinen käsitys näytti olevan, että internetiin yhdistetty radio on enemmänkin uutuus kuin luotettava ja hyödyllinen asia. Todellisuudessa hätätilanteessa meidän on käytettävä kaikkea toimivaa tiedon hankkimiseen ja antamiseen, ei vain sitä, mitä mieluummin käytämme. Toki itsekin kokeilin Winlink -yhteyttä internetin kautta ja toimihan se aivan hienosti. Vara- ja tukijärjestelmät on hyvä olla olemassa ja luonnollisesti niitä kannattaa testata jo ennen kuin poikkeusolot iskevät päälle.

Sähköverkko rasitustestissä:

Valtakunnallinen sähkönsiirtoverkkokin joutui melkoiseen rasitustestiin, mistä osoituksena ao. luettelon mittaustulokset  myrskyn aikana. Tähän tulee ehkä harvemmin kiinnitettyä huomiota ennen kuin sähkönjakelu katkeaa. Alla erään tutun sähkövoimateknikon kokoamaa dataa muutaman muuntoaseman osalta.

Muuntoasema (400 kV)[/b][/b],Alue,Loisteho (Mvar),Tilanne / GIC-vaikutus

• Pikkarala,Pohjoinen (Oulu),"−158,7",Erittäin korkea kulutus (GIC)
• Petäjävesi,Keski-Suomi,"−112,4",Voimakas GIC-saturaatio
• Alajärvi,Länsi-Suomi,"−95,1",Korkea kuormitus
• Ventuskorpi,Pohjanmaa,"−89,6",Induktiivinen piikki
• Yllikkälä,Kaakkois-Suomi,"−68,3",Kohtalainen GIC-virta
• Ulvila,Satakunta,"−54,8","Vakaa, mutta kohonnut"
• Kyminlinna,Kymenlaakso,"−42,5",Hallittu (lähellä Inkeroista)
• Huutotöyry,Orimattila,"−31,2",Normaalialueella
• Tammisto,Vantaa,"−22,4",Matala GIC-vaikutus
• Loviisa,Uusimaa,"+12,8",Kapasitiivinen (Gen-säätö)
• Olkiluoto,Satakunta,"+45,2",Kapasitiivinen (Gen-säätö)

-negatiiviset lukemat tarkoittavat induktiivista loistehon kulutusta, joka kasvaa voimakkaasti muuntajasydämien saturaation myötä. Pikkarala ja Petäjävesi kävivät ns "lähellä" irtaantumista valtakunnan verkosta.

Geomagnetically Induced Current (GIC) = hidas, tasavirtamainen virta, joka syntyy, kun geomagneettinen myrsky muuttaa maan magneettikenttää nopeasti.

GIC‑virrat ovat sähkötekniikassa poikkeuksellisen hitaita, tasavirtamaisia häiriövirtoja, jotka syntyvät avaruussään aiheuttamista magneettikentän muutoksista ja voivat Suomessa – etenkin korkeilla leveysasteilla – kuormittaa sähköverkkoa, muuntajia ja pitkiä johtoja merkittävästi. Ne eivät riko laitteita välittömästi, mutta voivat aiheuttaa ylikuormitusta, jänniteheilahteluja, harmonisia yliaaltoja ja jopa laajoja sähkökatkoja. Suomessa GIC‑ilmiö on erityisen merkittävä, koska olemme korkeilla geomagneettisilla leveysasteilla.

Milloin GIC on vaarallista?

• Voimakkaat geomagneettiset myrskyt (Kp ≥ 7, Dst < –150 nT)
• Pitkät johtoreitit (400 kV verkko erityisen altis)
• Korkeat leveysasteet → Suomi kuuluu maailman riskialueisiin

-Saturaatiotila: Tässä vaiheessa muuntaja toimii käytännössä "kuristimena". Magneettivuo vuotaa sydämestä rakenteisiin (säiliöön, pultteihin), mikä aiheuttaa nopeaa kuumenemista ja loistehon kulutuksen, joka voi romahduttaa paikallisen jännitteen. Juuri tästä syystä edellisessä luettelossa Pikkaralan -158,7 Mvar oli hälyttävä. Jos kyseessä on esimerkiksi 400 MVA muuntaja, se kuluttaa jo lähes 40 % nimellistehostaan loistehona.

@ri ...-.-