рицательиый диполь Хотрнцательный точечный заряд над положительным) я горизонтальный диполь.

Для случая, когда вяутриобпачный разряд частично разрушает положительный электричесЫАЙ диполь, изменение электрического поля на земле в точке М может быть вычислено:

(1.-15)

где - количество перенесенного заряда. Кл; Ар-высота над новержностью

земли Положительного точечного заряда, м; ft - высота над поверхностью земли отрицательного точечного заряда, м; (- расстояние от оси диполя до точки М на поверхности земли, м.

Иэмеиенне иагряженкости электрического поля с рассгонннен будет аналогично приведенному на рис, 1.14.

Если облачный разряд происходит между двумя центрами сферических зарядов, расположенных не вертикально, то необходимо семь параметров длк полного описания результируюш.его изменения поля. Эти параметры представляют собой три пространственные координаты дли каждого из зарядов и величину реализованного варяда,

Б табл. 1.8 приведены изменение во времени напряженности э.тектрического поля для внутрноблачного разряда и типовые характеристики, свойственные этим разрядам.

Таблица 1.8. Электрост

j разряда

I Б0...3О0МС

II 200... 500 мс

III 20...300 ыс

Примечание I - начальная часть; II - активная ч

бых воэнратных ударов.

Электродииэм шеек:

) ЭМО. Форм!

грозовой электродииа-

Ьм2-3йпв

мической ЭМО сБяза1ю с распрострзнением но каналу лидера волны импульса тона обратного разряда молнии со скоростью 0,05... 0.5 скорости света.

Нйпряженнссш эдсктричеекоп} и магнитного полей, создаваемые тату. молнии inly. /). раснространягощимся по каналу лидера (рис. 1.14). определяются;

Г2 - 3 sln= е м sin 6 din (S. t-ric) 1

l.ay.t~rlc)dy] дг- -gi dA: (1.16)

rsine diitfy.t-rlc) ~7?--

(1.17)

Входящие б U-IB) три составляющие напряженности электрического иолн пропорциональны заря.чу Q= nirtt, току в канале молнии и скорости

изменения этого тока во времени dialdt, которые электростатическая, индукционная и радиационная.

При в

i расстояния от места удара молнии электростатическая, индукционная и радиа-цвоиивн составляющие капряжен-ности э.1кктрического поля изме- Ly} ниются пропорционально \1г\ I/r* I в 1/1-. Поэтому при близких гро-

Рис. 1.14. К расчету напряженности влсктромагнитного поля излучения капала молнии (упрощенная модель)

еет электростатическая составляющая, t при дальних - радиационная.

Первое слагаемое в правой части ¥рабкения (1.17) называется магнитоста-тнческим. второе -радвашюниым.

Из всех слагаемых, представленных в (1.16) и (1.17), ческая составляющая отлична от нуля до и по ная и радиационная составляющие образуются только е и их начальные и конечные значения раины нулю. Так

электростати-Икдукцнон-!мя са\юго разряда жороиь изменения составляющая все-

тока в процессе разряда молнии изменяет знак, ради; гда имеет форму колеСвиий-

В зависимости от расстояния до места разряда грозовые мектромагннтные поля разделяют на поля ближней зоны (до 20. 30 ки) и дальней зоны излучении (свыше 100 км). Нэ расстояниях до 20 км преобладают электростатнче-сьпе Поля, На рассгояикя.л свыше 100 ки - радиационные пс.ля. На промежуточных расстоянпях все компоненты зносят вклад в результирующее поле.

Иногда грозовые электромагнитные поля разделяют на статнческ1ю поля и поля излучения. Статические электрические поля включают в себя только электростатическую составляющую. Индукционная и раднациоиная составляющие образуют электрическое поле излучения молнии Аналогично магнито-статическая составляющая представляет собой грозовое статичеасое магнитное 1к).че И , а радациоииан - магнитное поле нзлучеяня молнии Д - .

Ближней зоне излучении молнии, особенно на расстоянии до 10 км от места разряда, соответствуют грозовые з.чектромагнитиые поля (ГЭМП) высокой

интенсианости-Л1ЭМП, которые, как правило, вызывают своим действием на РЭС необратимые процессы в их элементной базе н выход из строя этих средств. ГЭ.МП переходной и особенно дальней зоны излучения относятся к ЭМП радиопомех (атл(ссфер;к2У) и а основном оказывают дестабилизирующее в.тнияге ва качество функцкмшрования РЭС, не вызывая их no.iHoro отказа.

Грозоваи ЭМО ближней зоны излучения молнии до 10 км. В ближней зоне излученгш канала молнии формируются МЭЛШ в впде импульсных электромагнитных по.чей высокой интенсивности-грозового электромагнитного импульса (ГЭМИ), который затухая расиространяетсл на большие рассто-вшш от места разряда, изменяя своп амплитудные и временные характеристики.

Методически и с практической точки зрения удобно рассматривать связанную с электродинамическими потенциалами напряженность электрического поля £=£j+E , которая складывается из двух составляющий - электрической Ез= =-gr8d<F. огределяемоП распределением зарядов в пространстве, и магнитной E=dAjdt, завнсищей от скорости изменения во времени мапнтаого поля канала молнии.

в табл. 1.9 приведены аналипгческне выражения для э.чектрнческой н маг-ннтнон составопяющнх нанряжеикости электрического поля канала молнии у но-верхкости земли при различных временных формах тока молнии. Эти выраже-

Табл

19. CocTai

fut при 10 О при О

Прим,

лини o6pi. г-r---. - . - .

г скорости обратного разрада (см. табл. 1.10); / - расстояние . м; 60 -численный коэффициент. Ом.

=ср -скорость распр4Жтранения

разряда, м/с; с=3-108 мс-скорость света; р -коэффици-

кмпульса -коэфф места разря-

ния обычно являются базовыми д.тя определени.ч напряженност электрического поля при реальной форме волны -Гока молнии в канале.

В общем случае напряженности вертикального алектрнческого в магнитного 1юля у ооверлиосги земли при реальной форме тока молннв в канале разряда могут быть представлены б следующем виде:

ГДЕ Р ~ Р иР°в функпня, описывающие

ивмененне во времени налряженности электрического и магнитного нолей ГЭМИ (рнс. 1.15).

20 SS iet.aKi: на пряже] i постен вертикального э лек-

Рис. 1.15. Функции временного --------................------........

трического (й) в мшнитного (б) полей у поверхности земли, соответствуют к значениям среднестатистических параметров молнии облако-земля

Амплитуда напряженности электрического поля на расстояниях до 10 км меняется медленнее с расстоянием, чем обратно пропорционально кубу, как следовало бы ожидать при таких расстояниях для вертикальных излучателей. Это СЕязвно с тем. что длина канала разряда молнии соизмерима с рассматривав-и расстоянием или больше него.

hsmeirei

: расстоянием амплит>-ды вапряженн!

i магнитного поля для

этой области соответствует закону полного т

Приближенно вапряжетюсть вертикального электрического ноля у говерх-вости земли, создаваемого каналом молнии в процессе развития обратного раз-piUa на рвсстоянках можно с постаточной д;ш инженерных расчетов точ-

ное тью определить

601,1 (q

(118)

где iлt)-функция, описывающая изменение во времени тока в канвле молнии с учетом составляющей промежуточного тока (см. табл. 1.4); р - коэффициент скорости обратного разряда (см. табл. 1.10); t; -скорость распространения волны импульса тока молнии обратног Таблица 1.10. Связь между амплитудой т

5лу, м/с.

а молннн я ско1остью обратного

Нвиряжеииость магнитного поля в ближней зоне излучения ло форме повторяет изменение во временя тока молнии о канале разряда:

Наиболее сильное дестабилизирующее влияние на нормальное функцкониро-ванне РЭС оквзывают состав.чяющне электрического и магнитного полей излучения молнии, имеющие б6льшу!о скорость изменения во времени. В основном это касается индукционной и радиационной составляющих этих полей. Так, для ближней зоны формирования электрической компоненты грозовой ЭМО эти составляющие в виду маетой их амплит)ды слабо □рояаляются ня фоне электростатической составляющей. Однако их дестабилизирующее влияние на функционирование РЭС сказывается более сильнее, чем от электростатической составляющей, имеющей относительно малую скорость нарастания.

Средняя скорость изменении электростатической составляющей поля главной стадии молнии в ближней Еоие излучения имеет порянок 10 кВ/м-с, в то время как у пндукцпонной и радиационной -10 кВ/м-с и 10 кБ/м-с.

В этой связи при анализе электродинамической грозовой ЭМО ближней боны особый интерес прежде всего представляют быстронэ меняющиеся ющие электромагнитных полей излученяя молнии (табл. 1.11).

Грозовая ЭМО переходной а дальней зон нзл Электромагнитные поля излучения статочной степенью точности тинального электрического моноголя:

при расстоянпял более 10 км i выражениями для излучения

2i:e

, т(П dm UMdt d сЧ

.20)

(1.21)

(ОмО-ЛкиС)-перемениый вертикальный электричесний момент; (= =i~l/c; I - расстоннпе до канала раэряла.

Высота молниевого канала в зависимости от времени распространения волны обратного тока задается выражением

- (ехр{- bt)- b, схрb)]].0.22) =3-10= м/с; Ь,-6-10

Ьй=7-10= с-.

При этом ток в канале молнии удобно задавать выражением (1.6).

С увеличением расстояния от места разряда форма ГЭМИ изменяется. На рис. 1.16 приведены измеиения во времещ; интеграла нерелнного эдегтри-ческого момента, самого момента и его производтюй для реального тока молнии а канале разряда.

Рис. 1-16. Изменение электри- ческого момента, его интегра-

для ТИПИЧ1ЮЙ волны тока каиа.е молнии

ГЭМИ для илучешш при-,10 кГц. Для

справедливы

дальней зоны кодится иа 2 атмосфериков

/ .= 1ЧР( )1Й;: / = 8гр .Ю; FHI = 8.9£ .

где lF(w)lmojr - максимальные значения амплитудно-частотных характеристик итыосфериков, лормированных к расстоянию в 1 км, мкВ-с/м; 1Р -общая из-лучениан энергия, Дж; f,T.o:< -частота спектрального максичума, кГц; анплитдэ иапряжениостн электрического поля ГЭМИ, В/ц; Ti - длительность первого квазиполупериолэ, ыкс.

Полния грозовая ЭМО. Грозовой разряд облако-зем.1Я, многократво повторяясь в процессе формирования и раэнития отдельных ударов, проходит три стадии -лидерную, обратного разряда п послесвечения. Б окружающем мол-

Табтипа 1.11. Составляющие изменении наярпженностн вертикального электрического поля при отрицательном разряде облако-земля (/=20 кА, L.m=5 км, р=0,1, Q.,=3.33 Кл, Q =5,5 Кл)

Примечание. L, -полная длина (чорости обрлтного разряда; Q., -заряд в Компоненты.

разряда; р - коэффициент - полный заряд одной