Принятые для разрядов молнии (РМ) подходы и стандарты [1–4] сохраняются в качестве основы в части зональной защиты и классификации УЗИП при воздействии электромагнитного импульса (ЭМИ) ядерного взрыва. Рекомендации МЭК 61000 [5] в части ЭМИ ужесточают воздействия на электрооборудование и УЗИП с учетом полевого характера ЭМИ с фронтами импульса единицы наносекунд, длительностью тысячи микросекунд, амплитудами порядка сотни килоВольт. Существующие УЗИП защищают оборудование от воздействий импульсов РМ с фронтами единицы микросекунд, длительностью сотни микросекунд и амплитудами десятки килоВольт и отражены в [7–9]. Низковольтные распределительные и информационные сети являются основой системы собственных нужд и питания станций, подстанций и жилого фонда населения и особенно чувствительны к воздействиям РМ и ЭМИ.
Цель статьи состоит в обзоре существующих подходов к УЗИП для распределительных и информационных сетей с учетом РМ и их дополнения специализированными УЗИП с учетом ЭМИ.
РМ, или удары молнии, бывают: однократные и многократные; отрицательные и положительные; нисходящие и восходящие, короткие и длинные, которые стандартизованы в [4, 18].
Положительные РМ реже отрицательных РМ и в среднем составляют 5% общего числа разрядов. Эти РМ характеризуются накоплением в облаке положительных ионов, которые более медленны, нежели электроны. Однако положительные РМ более интенсивны и опаснее отрицательных. Если отрицательные РМ имеют среднюю амплитуду тока 30 кА, заряд 15 Кл, энергию 1 ГДж, то положительные РМ дают импульс тока 120 кА, заряд 350 Кл, причем импульс короткого разряда сопровождается длительным разрядом. Положительный РМ вызывает восходящий разряд и способствует возникновению высотных спрайтов и расширению спектра излучения от сверхнизких частот (единицы Гц) до сверхвысоких частот (десятки ГГц) и даже рентгеновских лучей и гамма-излучения (свыше 10^18 Гц).
В заключительной стадии РМ по ионизованному лидером каналу следует обратный (снизу вверх) или главный разряд (ГР) с токами от 10 до 200 кА с ярким свечением. Температура канала при ГР от 20 тыс. до 30 тыс. 0С. Длина канала молнии — от 1 до 10 км, диаметр составляет от 1 до 10 см. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток молнии может длиться 0,01–0,1 с, достигая 10 кА. Такие молнии называют затяжными, причем они часто вызывают пожары. Из-за того, что земля не является заряженной, принято считать, что РМ происходит от облака по направлению к земле (сверху вниз).