продолжение табл. 5.4

4. Ммпульсы напряжения ЮуТООмкс и 10/1000 мкс

Предназначены для грозовых испытаний на стойкость:

элементной базы входных цепей РЭС импульсами с амплитудой I ... 2,5 кВ;

систем РЭС, содержащих гальванически связанные цепи, импульсами с амплитудой 1 ... 5 кВ.

5. Импульсы тока 10/700 мкс и 10/1000 -мкс

Предназначены:

для грозовых испытаний на стойкость элсмеит-пой базы входных цепей РЭС импульсами тока 10/700 мкс с амплитудой до 100 .Л; испытании газоразрядных средств гро.зозашнты РЭС импульсамп тока 10/1000 мкс с амплитудой 50... 500 .Л.

6. Импульс 100/700 мкс

папряжения

Предназначен для грозовых испытаний па стойкость:

входных иепей РЭС прп вводах с подземных кабельных линий связи пмпульсами перенапряжения с амплитудой 100... 500 В: элементной базы входных цепей РЭС импульсами перенапряжения с амплитудой 1 ... 5 кВ; цепей электропитания РЭС импульсами перенапряжения с амплитудой до 1 к В

7. Импульсы напряжений 2/100 Ас и 10/300 нс

Прсдназначепы для экспериментального определения дестабилнзпрующего влияния иа функционирование РЭС ком.мутациониых помех грозового происхождения в испях электропитания. .Амплитуда импульсов перенапряжеиня 2/100 не устанавливается до 2,5 кВ. импульсов 10/300 не до 5 кВ

Окончание табл. 5.4

8. Биполярный и.мпульс напряжения

О /.О

Предназначен для грозовых испытан ml на стойкость:

входных пеней анте!гно-фидерных трактов РЭС пмпульсами перенапряжения с амплитудой до 1,5 кВ:

входных цепей РЭС при вводах с МБЛС и бортовых цепей Л.\ импульсами перенапряжеиня с амплитудой до I кВ

9. Колебательный импульс напряженпя частотой 1 ЛАГц Затухание в е раз через 3... 5 периодов

-mci

Предназначается:

для резонансных испытаний входных испей РЭС при вводах с МБЛС и бортовых цепей Л.Л импульсами перенапряжения с начальной амплитудой до 2.5 к В;

экспериментального определения дестабилизирующего влияния на фуикиионироваиие РЭС ко.м-мутацпонных помех грозового происхождения в цепях электропитания

10. Импульс тока 3/50 не /

.о 0.9

Предназначается для испытании аппаратуры па восприимчивость к воздействию электростатических разрядов пмпульсамп тогса с амплитудой 18...37 А

Напряжения и токи, наводимые в типовых цепях радио- и электротехнического оборудования РЭС при грозовых воздействиях. Несмотря на большое многообразие цепей РЭС и связанное с этим .многообразием различие по форме ii амплитудно-временным характеристикам напряжении и токов, наводимых в этих цепях при грозовых воздействиях, в практике обеспечения грозозащиты и стойкости РЭС стандартизированы ряд импульсов этих напряжений и токов.

В табл. 5.4 приведены основные формы и амплитулио-времениые характери-

стики имитируемых напряжении и токов, предназначенных для испытаний внешних и внутренних типовых цепей РЭС на грозостойкостьЧ

5.2. ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Для проведения испытаний РЭС на грозостойкость прп воспроизведении грозовых поражающих факторов и имитировании напряжений и токов, наводимых Б типовых иепях радио- и электротехнического оборудования РЭС, вызванных грозовыми воздействиями, используют специальные высоковольтные устройства. К этим устройствам относятся: источники постоянного высокого напряжения (ИПН); генераторы импульсов высокого напряжения (ГИН); генераторы импульсов больших токов (ГИТ) и генераторы импульсов наведенных напряженнй и токов (ГИННТ).

Воспроизведение электростатических полей грозовых облаков, электрических и мапштных полей излучения молнии осуществляется на базе ИПН. ГИН или ГИТ с использованием специальных систем полеобразовання.

Источники постоянного высокого напряжения

В настоящее время разработано большое число разнообразных ИПН, работающих на различных принципах. На практике чаще всего встречаются источники-выпрямители и схемы с умножением напряжепия (каскадные генераторы).

При наличии источника высокого напряжения промышленной частоты (трансформатора) постоянное напряжение до 400... 500 кВ может быть легко получено с помощью выпрямителя, выполненного по одпополупериодной (рнс. 5.2, а), мостовой нли другой схеме.

Рис 5 2 Принципиальные схемы источников высокого постоянного напряжения: а - выпрямитель: б - каскадный генератор; 7 - повышающий трансформатор; VD - вентиль; i?3 - защитное сопротивление; - нагрузочная емкость; - сопротивление нагрузки

Для таких схем в настоящее время используют различные полупроводниковые выпрямители, собранные из селеновых, германиевых или кремниевых веп-тплей.

См IEEE STD 465.1 IEEE STD AN S/C62 41-1980; CCITT-Red Book, Vol I.X-1985: JEC-210; JEC-212; lEC Pub. 60-2; lEC Pub. 255-5; RTCA Ш0-160 B- OVE-FT 845; IEEE STD 472-1974; ANSI STD C37.90A-1974; lEC 664 A- lEC 255-4/1876; VED 0432 Teil 2/10.78; DIN 57432 Teil 2; VED 0845/4.76: DIN 57 845; FTZ 477 71 TV I.

0845/4 224

В качестве маломощных источников постоянного высокого напряжения широкое распространение получили различные устройства с > двоением или умножением напряжения, позволившие резко сократить габариты и массу источника по сравнению со схемами выпрямления.

Простейшая схема каскадного генератора умножения напряжения приведена на рис. 5.2,6. Напряжение холостого хода па выходе такого генератора равно произведению амплитуды напряжения трансфор.матора па число вентильных групп. Основным недостатком такой с\см?л является большая ее чувствительность к характеру и величине сопротивления нагрузки.

Генераторы импульсных напряженнй

Принцип действия ГИН основан на умножении напряжепия на выходе генератора в процессе переком.мутацин с помощью искровых разрядников параллельно включенных для заряда конденсаторов на их последозател1.ное соединение.

На рис. 5-3, а приведена принципиальная схема ГИН. Котгдепсаторы С за-ря.жаются через защитное Rz и зарядные /?эар сопротивления. Так как

Рнс. 5.3. С.кемы генератора импульсных

напряжений: о - принципиальная схема: б -упрошенная схема замещения в режиме разряда

4= ft

RsamRazv, конденсаторы прэктичсски одновременно заряжаются до напряжения Uo. При подаче на первый шаровой разрядник ШР, управляющего импульса напряжен1!я Uy p происходит пробой (срабатывание) этого разрядника. Ъ В результате потенциал на ШРг после суммирования зарядных напряженнй последовательно соединенных конденсаторов С станет равным 2Uq. что приведет I к самопроизвольному срабатыванию этого промежутка, и т. д. Под действием напряжения nUo (где л -чисто конденсаторов ГИН) пробивается отсекающий промежуток ШРот, и на выходе генератора формируется Г5мпульс высокого напряжения. -

На выходе схемы ГИН включена нагрузка в виде емкости Сн. в которую входят емкости испытываемого объекта и средств измерения. Для регулнрова-

251087 . 225

кия формы импульса выходного напряжения служит сопротивление фронтового резистора /?ф и сопротпвлеиие резистора нагрузки Rh.

С целью упрощения анализа работы ГИН п определения параметров формируемых генератором импульсов напряжения используется схема замещения ГИН, приведенная на рис. 5.3.6. Напряжение на выходе этой схемы

., (t) = А [ехр (- - ехр (- Z-.) 1.

Здесь (рис. 5.4):

(5.1)

(С,-4-с.) /?1 + /?2

Для получения ста.чдартпого грозового импульса 1,2/50 мкс необходимо, чтобы С, С2 н RiRu тогда

где iri =---

Ci+Q Ri + Rz

(5-2)

- коэффициент использования ГИИ (для стан-

С1 + С2 /?1 4-/2 дартного грозового импульса, принимающий значс1ще 0,96).

Рис. 5.5. Простейшая схема замещенпя емкостного ГИТ

Рис. 5.4. К определению параметров импульсного напряжения на выходе ГИН

Длительности пмпульса т п фронта импульса Тф связаны с параметрами схемы замещения ГИН при Тф<т следующими соотношениями:

t.,0.7Ci/2 = 0,7t -j, -2,3Co/?i-2,3.->. (5.3)

Тогда стандартный грозовой импульс формируется ГИН прн следующих значениях постоянных времени: Т 71,5 мкс и Т2~0,5 мкс.

Напряжение U\=nUo называется суммарным зарядным напряжением ГИН. Наибольшее суммарное зарядное напряжение, определяемое как поминальное папряжеиие конденсаторов. - одна из паспортных характеристик ГИН ( (/ном). Другой паспортной характеристикой является наибольшее значение запасаемой в ГИИ энергии {CUJi).

Генераторы импульсных токов

Для грозовых испытаний (воспроизведения токов молнии и напряженности магнитных полей излучения грозовых разрядов) широкое распространение получили генераторы импульсов тока емкостного типа (емкостные пакопители энерпш). В емкостных накопителях энергия запасается в конденсаторах в виде энергии электрпческого поля. Процесс накопления происходит при заряде конденсаторов от мало.мощиого источника постоянного напряжения, а разряд вызывается подключением нагрузки через коммутирующее устройство (обычно высоковольтный разрядник).

Простейшая схема замещения ГИТ с разрядной цепью приведена на рис. 5.5. Она состоит из последовательно соединенных емкости С, заряжаемой до напряжения i/o. индуктивности L и активного сопротивления R. Емкость С представляет собой сумма1)11ую емкость накопителя энерпш, в индуктивность L включены внутренняя иидукт1шность накопителя, индуктивность нагрузки и индуктивность сосдинснительных шип, то же относится и к сопротивлению R.

Переходной процесс в такой схеме описывается известными уравнениями

для У?А.С-коптура. В зависимости от значения параметра у=0,5/?У/С характер разряда может быть колебательным (у<1), критическим (у=1) и апериодическим (y>1). Изменение разрядного тока во времени прн различных у приведено на рис. 5.6.

-0,25

-0,15 -1,0

о 0,25 0,5 0,75 1,25 1,5 1,75 2

Рис. 5 6. Изменение тока во время разряда ГИТ при различных значе-1ШЯХ параметра /

Рис. 5 7. Фоомы ра.зрялпого тока емкостного ГИТ без кроубар системы (/) и с се использованием {2)

Прн выборе параметров накопителя ГИТ или расчете процессов разряда удобно поль.зоваться базовы.ми аналитическими выражеииями, приведенными в табл. 5.5.

Если через нагрузку ГИТ требуется пропускать апериодический импульс тока, то для повьииения коэффициента псполь-зопаиия накапливаемой энергии прибегают к Н1унтированню конленсаторов накопителя в момент максимума тока. Этот режим известен в литературе под термином кроубар . Разрядный ток в шкопителе с кроубаром возрастает по слабо затухающей синусоиде, а после достижения максимума плавно уменьшается по экспоненте (рпс. 5.7). постоян-