5.3中期HEMP外部传导环境

表2中期HEMP传导共模短路传导电流（包括时间特性和峰值电流Ixk） 随导体长度L、大地电导率的变化 表2a）架空长导体

工程标准规范范本波形3：25/1500μs；源阻抗：Zs=400Q。

5.4晚期HEMP外部传导环境

晚期HEMP只对长的外导体（如输电线和通信线）的耦合是重要的。但是在这种情况下，即使对于 感兴趣的典型例子，计算其短路电流也是不易完成的。这是因为我们把晚期HEMP环境描述为在大地 中产生的电压源，而这种电压源只在那些二点或多点接地的导体中产生电流。由于电流的流动强烈地 取决于电路中的电阻，故这里推荐一个研究标准传导环境的分析方法。 为了说明如何使用这个方法，举一个例子。图4a)是一个三相星形一一三角形（Y一△)电力配线 图，图4b)是其等效电路（E。是晚期HEMP的峰值）。注意，这个问题可以描述为个准直流问题，电 压源可直接由晚期HEMP环境计算得到。因为晚期HEMP环境的最高频率在1Hz数量级，所以这一 处理是合理的。由此可假定电压源Vs与时间的函数关系和E。相同。已知图4b)中的电阻（并联的Y 绕组电阻R，与接地电阻R)在频率小于1Hz时与频率无关，因而感应电流I与E。与时间有着相同 的函数关系。 以此例峰值电流可由式（1）算出

E.L pk =2(R +R)+nL

为100km情况下两种细线天线详细的耦合结果。这两种天线分别是：长度为的垂直单极子 包括地面对HEMP的反射）和长度为l的水平偶极子天线（不包括地面反射），都接有50α的负 直单极子天线的耦合结果汇总在表4～表6中，而水平偶极子天线的耦合结果汇总在表7～表9

表4垂直单极子天线的HEMP响应电平V.

表5垂直单极子天线的HEMP响应电平I

表6加载垂直单极子天线的HEMP响应电平I.

DQ即为相应的负载电压值！

表7水平偶极子天线的HEMP响应电平V.

表8水平偶极子天线的HEMP响应电平I

表9加载水平偶极子天线的HEMP响应电平I.

：乘50Q即为相应的负载电压值

5.6HEMP内部传导环境

如前所述，内部传导环境（在建筑物或设备内部）比外部传导环境更难确定。内部传导信号有两 一由外部传导信号贯穿屏蔽层（无论有无进人点防护装置产生的衰减）而来，二由穿透建筑物且 导线发生耦合的HEMP场产生。因为建筑物的电磁屏蔽材料种类繁多，从木质结构到焊接良好 屏蔽室，各种各样，所以对于设备内部电缆和其他导体的耦合很难计算。然而，有可能确定一种

表A.1架空导体（h=10m）在垂直极化早期HEMP作用下的冲击电量值和有效脉冲宽度

在对这种耦合问题的研究中，上升时间的估算更为困难。文献[A.1中用列表方式给出了水平极 化和垂直极化两种条件下的上升时间（10%～90%）。该计算结果表明，水平极化和垂直极化对应的最 小上升时间分别为2.3ns和5.1ns。仔细检查后发现，这些最小上升时间并不发生在峰电流最大的情 况下。因为该文献中没有列出电流波形上升沿的斜率值，所以还需要进一步的计算。 对于IEC电场脉冲完全垂直极化的情况，电流导数的最大值2.7×10"1A/s是在仰角5°时算得到 的，其他有关耦合的形状尺寸皆与[A.1]相同。这个最大值是从一系列结果中得到的，耦合电流在这个 角度达到最大值。当概率定为1%，算出上升时间（10%～90%）的公式为： (0. 8) × (4 000 A)/(2.7× 10ll A/s) =1.2 × 108s 本部分将上升时间定为10ns。虽然对概率更大的情况，似乎较长的上升时间将更为适合，但计算 结果表明，与50%概率相对应的上升时间为14.4ns。因此为了使差异相对地小一些，表1中的所有情 况都选取相同的上升时间。

关于所用波形的参数，（10%～90%)上升时间和半峰值宽度由表A.3给出。 将表A.3中的不同数值，去平均后，按每种电导率分类列于表A4中。

表A.4早期HEMP对埋地导体耦合的波形参数平均值

给出这些资料后，推荐上升时间选用25ns。关于脉宽，它随大地电导率的变化更强烈些，故推荐用 500ns(而不是400ns），以便覆盖低电导率情况算得的较大的脉宽（见表A.3）。表1正是采用了这 些值。

（资料性附录） 关于中期HEMP对长线耦合的讨论

表B.1列出了长度大于10km情况的峰值短路电流和波形特征参数。

1中期HEMP对架空线（h=10m）耦合形成的

线长较短时，峰值电流降低，但脉冲特性相近。峰值电流推荐值接近表2中采用的150 850A。脉冲特性与提供的数据相近，即上升时间为25μS；有效脉冲宽度为2100μs（转换为 度则为 1 500 μs)。

对于长于1km的埋地线，算得的峰值电流几乎是不变的，仅随大地电导率变化。对短于1km的 埋地线，可按长度比例估算其结果。人射仰角从0°变化到85°对结果影响小于10%。计算结果列在 表B.2中。

电力弱电管理、论文明HEMP对埋地导体耦合时的短路电流（h三一1

上述结果可近似为上升时间（1 脉冲宽度2100μS；峰值分别为50A、150 )A。有效脉冲宽度转化为半峰值宽度（假定按双指数衰减）约为1455μs或1500μs。由于架 埋地线的波形特性相似，所以表2只需用一种波形(上升时间为25 μs,半峰值宽度为1500 μs)。

D.1HEMP直接照射下内部电电流峰峰值（

电流低于给定值的百分比。

量结果固定资产标准，可总结出内部EMP电流波形的特性。采用由式（D.1)表达的阻尼正弦波可较 式中I见表D.1,f。、Q见表D.2。

果得出的内部电缆电流的阻尼正弦波形参数（式

D.1JEMPEngineeringand Design Principles,Bell Laboratories,1975.