Рис. 1.4. Кривые вероятности процентного распредеения амплитудно-временных характеристик тока молнии [7] /

ВО 700

Вероятность процентного распрвдЕления, %

Аналитически форма тока молнии описывается выражением i (О =/о к [ехр (-Gi 0-ехр 01. (1-9)

где /о - амплитудное значение тока молнии; к-нормирующий м.ножитель, определяемый условием равенства единице амплитуды тока и принимающий значение

= \

В дальнейшем будем считать, что 1и=к1(}. Для импульсной волны (2/50) параметры, определяющие амплитудно-временные характеристики, принимают значения к= 1,037, Gi=0,0138-10 с*, 2=1.6248-106 с-1.

На практике довольно часто необходимо определять временные характеристики импульса не по его параметрам Gi и йг, а по длительностям Тф и Ти-

На рис. 1.5 приведены соотношения между параметрами импульсной волны и ее временными характеристиками.

В некоторых случаях удается получить приближенные соотношения между параметрами Gi исг и временными характеристиками импульса, которые для случая СгЙ! будут иметь вид:

Й1 = 0,7/т ; а = 3,25/Тф. (1.10)

2 7 О

1 2 4B&10W 40б0тг00400г,мкс %7 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1 V,.

Рис. 1.5. Соотношения между параметрами импульсной волны и ее временными характеристиками [11]:

с -для спада импульса; б -для фронта импульса

Электрома1гнитная обстановка. В конечном итоге для обеспечения требоеаний ЭМС и стойкости РЭС к воздействию МЭМП источники помех в основном интересуют разработчиков с точки зрения создания оЙдастей с неблагоприятными условиями для функционирования РЭС. Для грозовых разрядов можно выделить две такие области;

С одной стороны, - это область близких грозовых разрядов, для которой характерно либо прямое воздействие токов молнии на РЭС, либо электромагнитное влияние излучения грозового разряда в ближней, соизмеримой с длиной его канала, зоне. Как правило, граница этой области определяется расстоянием до 3... 5 км от канала молнии. С другой стороны, молния является источником электромагнитных полей, распростр.аняющихся на большое расстояние от места разряда, которые также оказывают неблагоприятное влияние на РЭС в своей дальней (волновой) зоне излучения. Эта зона - вторая область электромагнитного воздействия МЭМП грозовых разрядов на РЭС. В дальнейшем для удобства изложения первую область будем условно определять как область индукционного влияния, а вторую - как область электромагнитного влияния грозовых разрядов.

Так как грозовой разряд в процессе своего формирования проходит три стадии - лидрную, обратного разряда и стадию послесвечения, то и электромагнитные поля в окружающем пространстве будут соответствовать этим трем стадиям, поочередно сменяя друг друга. Наибольшее электромагнитное влияние молния оказывает во время обратного разряда [7]. При этом выделяют две области формирования ЭМО: над поверхностью земли и ниже ее уровня.

Область близких грозовых разрядов. Большой вклад в исследование полей излучения молний внес Д. В. Разевиг [7]. Им на основе вычисления скалярного и векторного электродинамических потенциалов (1.1) и (1.2) излучения молнии были получены значения напряженностей электрических полей в окружающем канал разряда пространстве в виде суммы собственно электрической составляющей поля и напряженности элекТ1рического поля, созданного изменением во времени магнитного поля канала молнии,

-(gгadф-f)

= £э + £м. (1-11)

где для точек, лежащих на расстоянии /ТфУ от канала молнии, параметры Еэ и принимают значения

(1.12)

Е = Г1-

Р/ L У(/г/0+1 -J Р 60 1 (ИЗ)

в (1.12) и (1.13) использованы следующие обозначения: Я -длина канала молнии, м; / - .астояние от канала молнии до точки

Таблица 1.1. Связь ежду амплитудой тока молнии и скоростью обратного (разряда [7] /

наблюдения, м; численный коэффициент 60 имеет размерность сопротивления, Ом; /м-амплитда тока молнии. А; р - коэффициент, связывающий .амплитуду тока молнии и скорость обратного разряда V, численные значения которого приведены в табл. 1.1.

Для расстояний ljh\, где происходит формирование ЭМО, соответствующей первой области МЭМП, электрическая составляющая напряженности поля значительно превышает его магнитную составляющую. Тогда из (1.12) после введения аамены г = Л для значений p=0,il ... 0,3, которые практически охватывают весь диапазон изменения скоростей обратного разряда, встречающихся на практике, нетрудно получить выражение для напряженности электрического поля в интересующей области:

£= 60Ajr l--- -] (1.14)

Аналогично напряженность магнитного поля в окружающем канал молнии пространстве

Jm f J

2nh I I У

(1.15У

В (1.14) и (1.15) приняты обозначения, соответствующие формулам (ilJl2) и (1.13).

На рис. 1.6 приведены графические зависимости изменения на-пряженностей электрического и магнитного полей при удалении от канала разряда молнии, а также ориентация векторов поля в пространстве. Таким образом, (1.14) и (I.IS) описывают ЭМО, созданную каналом молнии в области существования МЭМП над поверхностью земли.

Воздействию грозовых разрядов или созданных ими МЭМП подвержены не только объекты РЭС, находящиеся над землей или на ее поверхности, но и расположенные непосредственно в грунте. При этом земля, обладающая полупроводящими свойствами, оказывает существенное влияние на формирование характеристик элбктром,аг.нитных полей в ее толще. Как и для РЭС, находящихся на.д землей или на ее поверхности, заглубленные средства могут быть подвержены как непосредственному воздействию токов молнии, так и их электромагнитному влиянию.

При ударе молнии в землю ее ток растекается от места удара во все стороны. При наличии участков с повышенной по отноше-