Испытания РЭС на cToiiKocTb при косвенном влиянии грозовых разрядов (влияния ГЭЛИ). Испытания РЭС на стойкость к ГЭЛ\И требуют моделирования электрических н магнитных полей излучения молнии в ближней зоне.

Напряженность магнитного поля в этой зоне по своим временным характеристикам близка к параметрам тока в канале молнии (2/50 мкс) и достигает амплитудных значений 100 А/м и выше.

11апряже1Н10Сть электрического поля и.меет длительность фронта, изменяющуюся в пределах 0,1... 5 мкс, и длительность импульса - 80... 200 мкс. .Амплитуда достигает значений 10 *... 10 В/м.

Напряженностн электрического п магнитного полей ГЭМИ формируются в рабочем обьеме полеобразуюшпх систем (электрическое поле в системе электродов Роговского, а магнитное -в системе колец Гельмгольца (рис. 5.27)). кото-

Рис. 5.27 Схема установки для проведения испытаний РЭС на стойкость к воздействию ГЭМИ:

/-система полеобразовання напряженностн электрического поля (электроды Роговского); 2 - система полеобразовання напряженности магнитного поля (кольца Гельмгольца); 3 - изоляционная подставка; ИП\ и И112 - автономные истопники питания

рые являются нагрузками соответственно генератора импульсных напряжений (ГИН) и генератора импульсных токов (ГИТ).

Испытываемое РЭС помещается в рабочие объемы полеобразующих систем с однородным распределением моделируемых электрпческого и магнитного полей. Соотношение объема испытываемого РЭС и рабочего объема полеобразующей системы должно быть не более 1/10. В этом случае искажение моделируемого поля вносимым объектом не будет превышать 10°/о.

Контрольно-измерительную аппаратуру целесообразно располагать в хороню экранированной кабине, в которой помимо КИА разме1цают автономные источники электропитания испытываемого РЭС и измерительной системы. Передача информации от РЭС к КИА осуществляется посредством хорошо экранированного кабеля (как правило, помещенного в металлическую трубу) или с помощью ВОЛС.

Грозовые испытания РЭС по элементам

Антенно-фидерные устройства. Испытания грозостойкости РЭС по антепно-фндерным трактам осуществляется как на прямое воздействие молнип, так и на .честабилизнруюшее влияние ГЭхМИ.

Испытаниям па прямое воздействие молнии п основном подвергаются дипольные антенны больших размеров, которые в силу рядаобстоятельств могут оказаться в роли молниепрнемников грозовых разрядов. Помимо этого пспыта-пням на прямое воздействие молний подвергаются фидериые линии аитенн. И в том, и в другом случаях целью испытаний является оценка электрической прочности антенно-фидерных трактов при поражении антенн молнией.

Испыта1П1я, связанные с оценками влияния ГЭДАИ на грозостойкость РЭС по антенно-фндерным трактам, проходят как дипольные, так и рамочные антенны. При этом моделируются те компоненты электромагнитных полей ГЭ.МИ, которые являются критичными по отношению к тому или иному виду антенн. Д1Шольные антенны в основно.м 11спытываются па .дестабилизирующее влияние э.юктрических полей излучения молнии, рамочные (особенно сбалансированные)- на влияние магнитных полей грозовых разрядов.

Дипольные а н т е п U ы. Испытания дипольных антенн и нх фидерных трактов на прямое воздействие молнии производится подачей на антенну импульсов основной, модельной (срезанной) пли полной формы перенапряжения (см. табл. 5.1).

Испытания проводятся в соответствии со схемой, приведенной на рнс. 5.28.

г-С-

Амтениа

Фидер

± ±

Рнс. 5.28. Схема нснытаннй АФУ дипольных антенн на прямое гюраженне молнией (штриховой лпнисй показан вариант испытаинй на косвенное влияние грозовых разрядов)

При данном виде испытаний определяется импульсная прочность изоляции, предотвращающей пробой фидера и дуговое перекрытие между взаимосвязанными э.1ементамн. расположенными в непосредственной близости к заземленному основанию антепны. Результатами испытаний полезно руководствоваться при

выборе типов разрядников для защиты входных цепей РЭС по антенно-фидерным трактам.

Измерения перенапряжений, возникающих в антснно-фидерных трактах при испытаниях, производят электронно-лучевым осциллографом 1. Для контроля амплитудно-временных характеристик моделируемых импульсов грозового воздействия также используется ЭЛО 2 с омическим делителем напряжения R[R2, который одновременно является нагрузкой высоковольтной испытательной установки - ГИН. При испытании дипольпых антенн на косвенное дестабилизирующее влияние грозовых электрических полей применяет ту же схему, но в этом случае разряд ГИН осуществляется вблизи антенны на расстоянии г, исключающем прямое перекрытие с высоковольтного э.тектрода генератора иа антенну. Этот вид испытаний позволяет оценивать уровин ожидаемых в антенно-фи-дерных трактах дипольных антенн перенапряжений, возникающих при близких разрядах молнии, и обеспечивать экспериментальную проверку эффективности применяемых методов грозозащиты входных цепей РЭС антенно-фидерных трактов.

Рамочные антенны. Испытания на грозостойкость в.кодиых цепей РЭС антенно-фидерных трактов рамочных антет при косвенном влиянии грозовых разрядов осуществляется по схеме, приведенной на рис. 5.29. Импульс

Пояс Рогоёского

Us -

у /у / /

Рис. 5.29. Схе.ма испытансгй АФУ рамочных антенн на коспенное влияние грозовых разрядов

тока с врс-меииымн параметрами 2/50 мкс, протекая по вертикальному проводнику аб разрядного контура ГИТ, создает в окружающем пространстве напряженность магнитного поля с амплитудой Н = 112.тг и временными параметрами, соответствующими ближней зоне излучения канала молнщг.

Важным вопросом является выбор соотнощения между длиной н.зл\ате-ля /аб и линейными рззмерами испытываемой антенны, а также предельного расстояния г. на которое .может быть отнесена auTeinia.

Чтобы свести к мипиму.му влияние конечной длины излучателя испытательной установки на формир( вание напряженности магнитного поля, необходимо,

чтобы выполнялось условие /аоЗАэ. При этом антенна должна располагаться от излучателя на расстоянии не бо.тее чем 0,5/аб (т. е. г<0,5/аб).

Выполнение этих условий позволит наиболее корректно смоделировать процессы дестабилизирующего влияния магнитных полей излучения .молнии на функционирование РЭС по антенно-фидерным трактам рамочных антенн н обеспечить экспериментальную проверку грозозащищснностн этих трактов.

KoHTpo.ib за па1)аметрами моделируемого тока и уровнями возникающих в АФУ перенапряжений осуществляется с помощью электронно-лшвых осциллографов.

Воздушные линии связи. Испытания вводов воздуижых линий связи п РЭС осуществляются по.шыми грозовы-Ми импульсами перенапряжения 1,2/50 мкс с амплитудой 60... 100 кВ. Эти импульсы формируются генераторами импульсных напряжений и подаются непосредственно на ВЛС в непосредственной близости от их вводов в объекты, в которых располагаются РЭС (рис. 5.30).

Рнс. 5.30. Схема грозовых испытаний РЭС по вводам с воздушных линий связи

Данные грозовые испытания позволяют оценивать экспериментально эффективность защиты вводов ВЛС в Р.ЭС и определять электрическую прочность линейной изоляции ВЛС и системы их вводов.

Подземные кабе.чьные линии связи. Разряды молнии в ПКЛС моделируются введением в оболочку испытываемой кабе.1ьной линии связи импульсов тока, близких ио свои.м амплитудно-времеипым характеристикам натерпым токам мо.т-иии (волне тока 2/50 мкс с амплитудой в 20... 30 кА). Источником этих токов служит передвижной ГИТ, который располагается иа некоторо.м расстоянии от трассы прокладки кабеля ()ис. 5.31). Генератор одним нз своих выводов с по-

Усилительныи пунит

Рис. 5.31. Схема гро.зовых испытаний ПКЛС (/?а, - формирующее соиротивле-

inie, /?ш - малоиндуктнпный токовый шунт)

мощью специальной муфты подключается к оболочке кабеля, другим выводом - к заземлителю ГИТ. удаленному от трассы кабеля иа расстояние /. Чем дальше заземлитель ГИТ будет располагаться от трассы кабеля, тем условия моделирования грозового воздействия иа кабель будут ближе к реальным, так как при

малых расстояниях между кабелем и заземлителем ГИТ большая часть моделируемого тока будет возвращаться на заземлнтель, а не распространяться по оболочке кабеля.

Однако, с другой стороны, большое удаление заземлителя ГИТ от трассы кабеля создает ряд значительных трудностей воспроизведения требуемых амплитудно-временных характеристик тока мол1ИП1 (сильное уменьшение амплитуды импульса моделируемого тока и существенное увеличение длительности его фронта, ввиду возрастания активного сопротивления и индуктивности разрядного контура ГИТ).

Для грунтов с удельным сопротивлением 20... 25 Ом-м прп расстоянии между заземлителем ГИТ и трассой кабеля примерно 100 м до 90% моделируемого тока попадает и распространяется по оболочке кабеля. С увеличением удельного сопротивления окружающего кабель грунта это расстояние становится меньше, и, наоборот, с уменьшением pj заземлнтель ГИТ можно располагать дальше от трассы ПКЛС.

Выбор оптимальных с точки зрения испытаний расстояний / целесообразно проводить эксперн.ментально в каждом конкретном случае.

ЛАежблочные линии связи. Экспериментальные исследованг!я причин выхода из строя РЭС при возникновении на межблочных линиях связи наводок грозового характера и повышение грозостойкости этих средств по трактам МБЛС осуществляются подачей в эти линии испытательных электршгескнх сигналов от специальных импульсных генераторов наведенных напряжений и токов (рис. 5.32),

Рис. 5.32. Схема грозовых нснытаннй по определению влияния на стойкость

РЭС переходных пропессов в кабельных МБЛС: / и 2-блоки РЭС; 3 - генератор наведенных напряжений п токов. 4 - емкостныП инжектор. .5 - воздушный трансформатор, 5 - кабельная МБЛС, 7 - электронно-лучевой осциллограф

Для того чтобы обеспечить достаточно хорошее соответствие результатов лабораторных стендовых испытаний реальным условиям, рекомендуется использовать макеты РЭС с МБЛС. которые хорошо воссоздают геометрию реалыюй аппаратуры. Обычно при таких нспытаннях требуется подавать ток наводки по внутреннюю жплу кабеля МБЛС. Для многожильного экраш!-рованпого кабеля этот ток по амплитуде может достигать значений от нескольких десятых до нескольких десятков ампер. Он вводится с помощью емкостной связи (путем обматывания фольгой кабеля) прн постепенном возрастании степени связи за счет увеличения площади намотки этой фольги или путем увеличения емкости конденсатора С (см рис. 5 32). Увеличение степени емкостной связи прекращают, когда в месте ввода возн1п<аст достаточный но условиям испытаний ток или надеине напряжения.

Другой способ заключается в создании мощного сигнала в кабеле МБЛС с помощью обычной токовой петли связи (воздушного трансформатора), что. в сущности, аналогично подключению последовательно в кабель источника ЭДС. При этом землю используют в качестве возвратного токопровода. чтобы обеспечить появление основной частн падения напряжения па входных цепях блоков РЭС.

Импульсы, предназначенные для экспериментальной проверки работоспособности оборудования РЭС прн воздействии импульсных разрядов атмосферного происхождения, должны иметь длительность фронта около 0.1 мкс. энергию до 2 Дж и форму, соответствующую биполярному или колебательному импульсам (см. поз. 8 и 9 табл. 5.3).

Уровни реакций входных цепей РЭС на воздействие имитированных напряженнй и токов измеряются с помощью электронно-лучевых осциллографов.