GB／Z 17624.3-2021标准规范下载简介：
内容预览由机器从pdf转换为word，准确率92%以上，供参考
GB／Z 17624.3-2021 电磁兼容 综述 第3部分：高空电磁脉冲(HEMP)对民用设备和系统的效应.pdf6.1参考文献[1]提到的试验
试验于1962年7月8日夜间大约11点<夏威夷当地时间（0900GMT，1962.7.9)>在约翰斯顿环 岛上空约400km高空爆炸，产生的能量近似为1MT。从爆炸点到夏威夷的瓦胡岛直线距离大约为 1400km。图1详细表示了爆炸的几何位置。 图2为参考文献[3」提到的试验的报道。这次试验被形容为“可能是历史上最宏伟的军事科学试 验”，它“在数干英里的空中触发了6min的壮观空中烟花”。在夏威夷，“耀眼的白色爆炸之后紧接的是 涵涌的五彩缤纷的各种颜色，从绿色和灿烂的黄色到橘黄色和鲜艳的血红色。”在试验场地以南2000英重 （3219km）的萨摩亚和4000英里（6437km)外的新西兰都观察到了极光。同时认为，这些彩色光是 由“正常保持在地球范艾伦带上的空间辐射离子的释放”产生的。这篇文章也提到，两颗在轨运行的卫 星记录了这次爆炸的效应。 根据所报告的电磁效应，提到了以下方面： 由于电离层受到强烈扰动，无线电通信停止了将近30min。 檀香山的大地测量结果表明，在爆炸的时候，所测的地磁场会非常快的增加，紧接着持续 5min到6min，然后在大约30min内逐渐趋于正常。这个快速的脉冲远超过当地科学家的 预期。 一在夏威夷，防盗自动警铃和空袭警报器在试验时失效。一部分路灯熄灭但有些却正常工作。 “对于这些电故障，没有直接的解释”。 试验结束后，檀香山当地的报纸也报道，试验时瓦胡岛不同地方的路灯熄灭。另外当地报纸在 1962年7月9日的头版中报道，“市政路灯部门今天声称，约翰斯顿岛核爆炸的冲击波咋晚损坏了岛上 好儿个地方的路灯保险丝”。一些报告表明30组路灯失效4。下述结果摘自参考文献L5」，该参考文献 研究了失效的其中一种特殊电路。 参考文献[5]的结论是，估计峰值为5.6kV/m的入射HEMP电场，在路灯电路中产生了足够的电 流（见图3），损坏了隔离变压器次级的盘状断路器。此变压器的额定电压为4kV，在60Hz时，盘状断 路器的失效电平高达1200V。对于HEMP感应电压波形，参考文献[5]估计是失效电平的五倍。对 于电流，工作电流是6.6A，失效电平估计为14A，而计算的HEMP感应传导共模电流为140A。参考
GB/Z 17624.32021
断定GB/T 26024-2010 空调与制冷系统阀件用铜及铜合金无缝管，HEMP场和感应电流与观察到的失效情况一致。同时清楚的是，由于人射HEMP场的 路灯电路的许多不同方位，因此不同电路中的感应电流会有很大的不同，这就解释了为什么在 式验过程中只有部分夏威夷的路灯失效[5]
在约翰斯顿岛西南30km的爆炸 16°28'N.169°38'W
图1爆炸几何尺寸图，X表示约翰斯顿岛的位量
图2参考文献[3]的报
GB/Z 17624.3—2021
6.2参考文献[2]提到的试验
图3参考文献[5]中街道的串联路灯系统
图5计算得到的500km通信线远端早期HEMP电场分量的时域波形
图5计算得到的500km通信线远端早期HEMP电场分量的时域波形
GB/Z 17624.3—2021
得到的500km通信线远端早期HEMP电场分
D)R=574 km
使用大药8kV/m的早 电流，图7~图9示出了通信线上第2分段的计算 果（500km通信线远端的80km长的一段）。宜指 出的是，根据表1所示数据，将近30kV的早期HEMP感应电压已足够击穿避雷器。然而，计算的早期 电流小于100A，根据表2，该数值不足以产 器的损坏。此外，使用计算的近似10V/km的晚期 电场（仅计算了峰值），计算的通信线上感应的晚期电压和 电流近似分别为400V和4A，足以烧毁表2 所示的保险丝。参考文献[6]的作者认为，晚期HEMP场很可能导致了地面上通信线的失效。
GB/Z 17624.32021
早期HEMP作用于80km长通信线第2分段的
图8计算得到的早期HEMP作用于80km长通信线第2分段的近端短路电流的
计算得到的早期HEMP作用于80km长通信线第2分段的近端短路电流的时域波形
图8计算得到的早期HEMP作用于80km长通信线第2分段的近端短路电流的时域波形（续
GB/Z17624.3—2021
表1避雷器作为电压波形特性函数的数据
7HEMP模拟器进行的辐射脱态试验
本章概述了5种辐射场模拟器试验。这些试验中，一些给出的是对商业设备的直接效应数据，而其 他给出了对耦合规范的确认，以验证实际HEMP条件下产生的传导环境的确切电平。然后使用这些经 确认的耦合规范来计算使用HEMP直接注人模拟器进行传导瞬态试验时要求的电平（见第8章）。
在20世纪80年代后期，使用FEMPS（快速上升电磁脉冲)HEMP模拟器对91种不同的消费电子
GB/Z17624.3—2021
行了试验，目的是得到工作在快速上升HEMP模拟器的附近时消费电子产品产生的潜在效应的 [7)。使用了低（6.7kV/m）、中（12.4kV/m）和高（16.6kV/m)3种HEMP峰值电场电平。所 表3所示，可清楚地看出，即使对于6.7kV/m的入射场，也观察到了很多严重扰乱，损坏则出 6kV/m的较高电平。
表3观察的FEMPS中设备运行状态的汇总
或由手低电平时已失效没有在该电平进行试验 ·见参考文献[7]。
在FEMPS(快速上升EMP)模拟器中完成试验后，一部分设备又重新进行试验，使用的是上升时间 较慢（大约为5ns)的4kV/m的脉冲场强。测量了设备多条连接电缆上的感应电流，目的是研究它们 的电平和时间特性（见图10～图14)。这些给出了进人设备的电流幅值。注意到，4kV/m的电场产生 的最大电流约为10A，所有波形都具有阻尼振荡特性。如果响应为线性，则对于50kV/m的HEMF 脉冲，这些电流的峰值预期大约为130A；然而，要注意的是，连接器中会出现电弧，从而减小了耦合电
图10在WRF测量的典型天线电耦合电流的时间响应
GB/Z 17624.32021
图12在WRF测量的典型电源电缆耦合电流的时间响应
在WRF测量的典型扬声器导线耦合电流的时
WRF测量的典型计算机键盘耦合电流的时间
GB/Z 17624.3—2021
表4受试无线电设备的信息汇总
表4受试无线电设备的信息汇总（续）
试验后设备检查观测到不工作。
GB/Z17624 32021
图15中压（MV）电力线相对于EMP模拟器的几何结构
图16图15中位置M处HEMP模拟器产生的感应电压（线对地）的测量值图a)和 计算值图b）的比较，在此处电力线进行了90°的转向
图16图15中位置M处HEMP模拟器产生的感应电压（线对地）的测量值图a)和 计算值图b）的比较，在此处电力线进行了90的转向（续）
图16图15中位置M处HEMP模拟器产生的感应电压（线对地）的测量值图a） 计算值图b）的比较，在此处电力线进行了90的转向（续）
图16图15中位置M处HEMP模拟器产生的感应电压（线对地）的测量值图a)和 计算值图b）的比较，在此处电力线进行了90的转向（续）
图17四个不同位 （图15中的点M和N)，电力线 （图15中的点Q附近）
这项试验表明，当实际三线电力线的两端具有特征阻抗，20kV/m的HEMP非平面场对其激励 时，产生的感应电压近似为400kV，感应电流高达600A。此外，对于这种复杂的几何结构，长线耦合 模型准确，这表明在评估HEMP的效应时，使用基本模型具有足够的准确度。
7.5列车牵引线的耦合试验
单独一条线路（模拟一 条电力线 自其两端阳抗匹 实际 立于这一单条线路下方的铁路线上，位置对应于其中心（见图18)。一个组合的HEMP模拟器放
GB/Z 17624.3—2021
距机车20m远的地方，产生水平极化的电磁场，其波形近似为参考文献L10」提到的以前某机构给出白 HEMP波形。这个波形的特征为： 一上升时间大约为10ns； 一下降到半峰值的时间大约为200ns； 电场峰值大约为50kV/m； 模拟器长度60m； 线路长度70m； 线路距离地面的高度为5m。 机车的铁轨近似代表良好的导电接地平面；作为评估的一部分，计算时需要用到这种假设[11)
图18使用单条电力线的机车进行HEMP仿直检测的几何结构
在=一7m，即图18所示机车左端的正上方，测量架空导线上的感应电流（见图19）。幅值为272A， 上升时间大约为20ns的耦合电流能够影响到列车的有关电气和电子系统。利用这种实证的电平（由于几 何结构的问题，这不是最坏的情况），可定义一个电流注人程序，更易于对连接铁路电力系统的设备进行测 试。为避免列车系统的损坏或故障，确定衰减这些HEMP感应电流和电压的方法是非常重要的。在 HEMP的辐射试验过程中，机车出现了需要修复的问题。需特别注意的是，HEMP感应电流会造成机车 的控制电子设备（TTL/CMOS）出现
7.6三相线路上HEMP产生的感应电流
图20放置在组合HEMP模拟器下方的三相线的几何结构
GB/Z17624.3—2021
图21比较了接地相线中测量的感应电流（实线）和使用Agrawal传输线模型L13J计算的感应电流。 图22示出了当移去接地导线时，开路中相相线流过的电流。这个峰值电流几乎与图19所示的接 地导线电流相同（240A相对于275A），但和接地导线短路的情况相比，由于相线的开路，因此波形的 衰减较慢。 在以上的情况中，这种试验清楚地证明了HEMP场对长线的耦合机理，可使用计算机模型进行准 确的预测。这支持了大气层核试验中得到的结论，在这些大气层核试验中，观察到了非预期的效应，但 没有进行测量。因此有必要计算引起已报道的系统效应的传导瞬态于扰。
图21屏蔽导线上流过的电流的测量值（实线）和计算值（虚线）
GB/Z17624.3—2021
LY/T 1974.1-2011 民族乐器锯材 古琴用材8HEMP模拟器进行的传导瞬态试验
GB/Z1762432021
设备出现附加的破坏。图28所示为进行此类型试验的试验配置的范例。
8.2配电变压器的传导HEMP瞬态试验
表5配电变压器的试验汇总
DB33 766-2015 工业气体空分产品单位综合电耗限额及计算方法表5配电变压器的试验汇总（续）
图23表明电力线带电试验重要性的高压设备的HEMP试验研究[b)为110kV的电力线
24HEMP对110kV带电电力线的效应模拟试