Инструкция КР+лекции_1231178
.pdfЭлектромагнитный импульс молнии
Молния и связанные с ней переходные поля обусловливают сильное электромагнитное влияние в месте удара и вблизи него. При разработке защитных устройств внешней грозозащиты за основу, например, могут быть приняты следующие максимальные параметры тока молнии:
-максимальное значение тока Imax = 200 кА;
-крутизна нарастания тока в течение 100 нс di/dt= 300 кА/мкс; -крутизна нарастания тока в течение 1 мкс di/dt= 150 кА/мкс;
-заряд |
Q |
|
idt 500 |
Кл: |
|
|
|
|
- интеграл квадрата тока
2 |
dt W / R 10 |
7 |
2 |
|
i |
|
A |
. |
Большое число учитываемых параметров тока молнии объясняется многообразием воздействия на объекты.
Так, максимальное значение тока определяет ожидаемое увеличение потенциала при протекании по объекту, обладающему активным сопротивлением, крутизна тока - индуктируемые напряжения, заряд - оплавление проводников в месте удара, интеграл квадрата тока - адиабатический нагрев проводника током молнии.
Численные значения параметров, выбираемых при испытаниях, зависят от требований к защите и значения объекта. Большинство молний имеют максимальные значения токов, не превышавших несколько десятков килоампер. С точки зрения внутренней защиты от молнии в каждом отдельном случае по уравнениям Максвелла могут быть рассчитаны электрические и магнитные поля, связанные с полным током молнии или ее частичными токами в заземленном сооружении, а также индуктированные ими токи во вторичных цепях и устройствах обработки данных и др.
Электромагнитный импульс ядерного взрыва
Мгновенное освобождение ядерной энергии при ядерном взрыве сопровождается интенсивным импульсом излучения γ-квантов (высокоэнергетическое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны < 5·10−3 нм, которое распространяется по всем направлениям со скоростью света).
При взрыве на большой высоте над поверхностью Земли (например, 400 км) эти кванты в слоях атмосферы вследствие эффекта Комптона освобождают электроны, большая часть которых сохраняет первоначальное направление движения
-кванта и на своем дальнейшем пути к Земле за счет ударной ионизации образуют многочисленные вторичные электроны.
Эффе́кт Ко́мптона (Ко́мптон-эффе́кт, ко́мптоновское рассе́яние) — некогерентное рассеяние фотонов на свободных электронах. Эффект сопровождается изменением частоты фотонов, часть энергии которых после рассеяния передается электронам.
Летящие к Земле электроны создают вместе с малоподвижными положительными ионами воздуха электрический диполь. За счет отклонения электронов в магнитном поле Земли создается магнитный диполь. Изменяющиеся во времени и в пространстве распределение заряда и тока обуславливает изменяющееся электромагнитное поле, называемое электромагнитным импульсом ядерного взрыва.
Этот импульс имеет вид, близкий к нормированному грозовому импульсу с длительностью фронта примерно 5 нс и временем спада примерно 200 нс.
Кроме того, имеется магнитодинамический электромагнитный импульс, протекающий очень медленно в течение секунд и минут в виде переходного процесса, вызванного взаимодействием между магнитным полем Земли и расширяющимися ионизованными массами газа в атмосфере.
Специфика электромагнитного импульса ядерного взрыва состоит в том, что его действие распространяется на значительные площади. Особенно опасны воздействия импульса на протяженные системы (сети электроснабжения, телефонные сети) в которых вследствие распределенного наведения и образования волн может аккумулироваться значительная энергия.
Полный диапазон частот высокочастотных помех, создаваемых импульсами токов короны на проводах ВЛ, СВН и УВН, кГц
1 – 10
10 – 20
20 – 100
20 – 1000
20 – 2000