Проблема выбора и взаимодействия УЗИП при воздействии разряда молнии (РМ) и электростатического разряда достаточно решена и отражена стандартами [1–5]. Рекомендуемый стандарт IEC 61000 [6] для УЗИП при воздействии электромагнитного импульса ядерного взрыва (ЭМИ ЯВ ниже ЭМИ) для составляющей Е1 наносекундного диапазона меняет принципы координации из-за задержки срабатывания защитных элементов и повышенной амплитуды и длительности импульса.
Цель статьи. Выбор структуры и сравнении координации УЗИП при воздействии РМ и ЭМИ. Учет задержки срабатывания при наносекундных фронтах импульса ЭМИ и высокая амплитуда и длительность перенапряжения существенно осложняют принципы координации УЗИП и требуют дальнейших изысканий.
Типовые формы импульсов ЭМИ ЯВ и ЭМИМ
Разряды молний характеризуются высокоэнергетическими импульсами (ЭМИМ) с длительностью от нескольких десятков до тысяч микросекунд и очень большими токами (десятки кА) [7]. Прямое попадание молнии разрушительное, но достаточно редкое явление. Гораздо чаще вред приносит создаваемое при разряде магнитное поле, генерирующее импульсы помехи в близлежащих электротехнических объектах (электрических кабелях линий передач и т.п.). Так молния «облако-облако» может стать причиной возникновения паразитного напряжения амплитудой до 70 кВ в электрическом кабеле, удаленном на расстояние 1,6 км от источника [6].
Разряд импульса ядерного взрыва содержит 3 составляющих Е1, Е2 и Е3, из которых составляющая Е1 (ЭМИ ЯВ) наиболее опасна, рассматривается ниже и сопоставляется с ЭМИМ. На рис. 1 приведены параметры импульса ЭМИ ЯВ (для составляющей Е1) во времени (нс) и частоте (Гц) по стандартам IEC 61000 и MILSTD‑461F.
На рис. 2 а приведены различия во временных параметрах импульсов ЭМИ ЯВ и ЭМИМ, которые показывают их отличия на 3 порядка по фронту и длительности, причем разница носит принципиальный характер, т. к. ЭМИ ЯВ носит полевой характер, а ЭМИМ воздействует на оборудование в виде ударного перенапряжения и сверхтока.