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GBT 18039.8-2012 电磁兼容 环境 高空核电磁脉冲(HEMP)环境描述 传导骚扰.pdf简介：

GBT 18039.8-2012 是中国国家标准中的一份关于电磁兼容（Electromagnetic Compatibility, EMC）的技术标准，它关注的是环境电磁兼容性，具体章节为“高空核电磁脉冲（High-altitude Electromagnetic Pulse, HEMP）环境描述”。这份标准主要针对的是在高空核爆炸等极端条件下，如航天器、军事设施等可能面临的电磁脉冲骚扰（Electromagnetic Pulse Interference, EMI）情况。

高空核电磁脉冲环境，即HEMP环境，通常指的是核爆炸产生的电磁脉冲对电子设备和系统造成的潜在影响。这种电磁脉冲可能源于核武器爆炸，其强度和频率范围非常大，足以破坏或干扰电子产品的工作。该标准详细规定了如何评估、测量和减小在HEMP环境下电子设备和系统的电磁兼容性，以确保其在极端条件下的稳定性和可靠性。

它涵盖了HEMP环境的电磁场强度、频率范围、脉冲形状、持续时间等参数的测量方法，以及对电子设备进行电磁兼容设计、测试和防护的要求。这份标准对于航空航天、军事通信、电力系统等领域，确保设备在高风险电磁环境下正常运行具有重要意义。

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5HEMP环境描述、传导参数

5.2早期HEMP外部传导环境

随严重程度、导体长度L、大地电导率6的变化

《电动汽车非车载充放电装置技术条件 NB/T33021-2015》随严重程度、导体长度L、大地电导率6.的变化

5.3中期HEMP外部传导环境

表2中期HEMP传导共模短路传导电流（包括时间特性和峰值电流Ixk） 随导体长度L、大地电导率的变化 表2a）架空长导体

波形3；25/1500μs；源阻抗：Zs=4000。

5.4晚期HEMP外部传导环境

晚期HEMP只对长的外导体（如输电线和通信线）的耦合是重要的。但是在这种情况下，即使对于 感兴趣的典型例子，计算其短路电流也是不易完成的。这是因为我们把晚期HEMP环境描述为在大地 中产生的电压源，而这种电压源只在那些二点或多点接地的导体中产生电流。由于电流的流动强烈地 取决于电路中的电阻，故这里推荐一个研究标准传导环境的分析方法。 为了说明如何使用这个方法，举一个例子。图4a)是一个三相星形一一三角形（Y一△)电力配线 图，图4b)是其等效电路（E。是晚期HEMP的峰值）。注意，这个问题可以描述为个准直流问题，电 压源可直接由晚期HEMP环境计算得到。因为晚期HEMP环境的最高频率在1Hz数量级，所以这一 处理是合理的。由此可假定电压源Vs与时间的函数关系和E。相同。已知图4b)中的电阻（并联的Y 绕组电阻R，与接地电阻R)在频率小于1Hz时与频率无关，因而感应电流I与E。与时间有着相同 的函数关系。 以此例峰值电流可由式（1）算出

E.L pk =2(R +R)+nL

为100km情况下两种细线天线详细的耦合结果。这两种天线分别是：长度为的垂直单极子 包括地面对HEMP的反射）和长度为l的水平偶极子天线（不包括地面反射），都接有50α的负 直单极子天线的耦合结果汇总在表4～表6中，而水平偶极子天线的耦合结果汇总在表7～表9

表4垂直单极子天线的HEMP响应电平V.

表5垂直单极子天线的HEMP响应电平I

表6加载垂直单极子天线的HEMP响应电平I.

乘50Q即为相应的负载电日

表7水平偶极子天线的HEMP响应电平V.

表8水平偶极子天线的HEMP响应电平I

表9加载水平偶极子天线的HEMP响应电平I.

：乘50Q即为相应的负载电压值

5.6HEMP内部传导环境

如前所述，内部传导环境（在建筑物或设备内部）比外部传导环境更难确定。内部传导信号有两 一由外部传导信号贯穿屏蔽层（无论有无进人点防护装置产生的衰减）而来，二由穿透建筑物且 导线发生耦合的HEMP场产生。因为建筑物的电磁屏蔽材料种类繁多，从木质结构到焊接良好 屏蔽室，各种各样，所以对于设备内部电缆和其他导体的耦合很难计算。然而，有可能确定一种

表A.1架空导体（h=10m）在垂直极化早期HEMP作用下的冲击电量值和有效脉冲宽度

在对这种耦合问题的研究中，上升时间的估算更为困难。文献[A.1中用列表方式给出了水平极 化和垂直极化两种条件下的上升时间（10%～90%）。该计算结果表明，水平极化和垂直极化对应的最 小上升时间分别为2.3ns和5.1ns。仔细检查后发现，这些最小上升时间并不发生在峰电流最大的情 况下。因为该文献中没有列出电流波形上升沿的斜率值，所以还需要进一步的计算。 对于IEC电场脉冲完全垂直极化的情况，电流导数的最大值2.7×10"1A/s是在仰角5°时算得到 的，其他有关耦合的形状尺寸皆与[A.1]相同。这个最大值是从一系列结果中得到的，耦合电流在这个 角度达到最大值。当概率定为1%，算出上升时间（10%～90%）的公式为： (0. 8) × (4 000 A)/(2.7× 10ll A/s) =1.2 × 108s 本部分将上升时间定为10ns。虽然对概率更大的情况，似乎较长的上升时间将更为适合，但计算 结果表明，与50%概率相对应的上升时间为14.4ns。因此为了使差异相对地小一些，表1中的所有情 况都选取相同的上升时间。

关于所用波形的参数，（10%～90%)上升时间和半峰值宽度由表A.3给出。 将表A.3中的不同数值，去平均后，按每种电导率分类列于表A,4中。

关于所用波形的参数，（10%～90%）上升时间和半峰值宽度由表A.3给出 将表A.3中的不同数值，去平均后，按每种电导率分类列于表A,4中。

表A.4早期HEMP对埋地导体耦合的波形参数平均值

给出这些资料后DB13／T 2845-2018标准下载，推荐上升时间选用25ns。关于脉宽，它随大地电导率的变化更强烈些，故推荐用 500ns(而不是400ns），以便覆盖低电导率情况算得的较大的脉宽（见表A.3）。表1正是采用了这 些值。

（资料性附录） 关于中期HEMP对长线耦合的讨论

表B.1列出了长度大于10km情况的峰值短路电流和波形特征参数。

1中期HEMP对架空线（h=10m）耦合形成的

线长较短时，峰值电流降低，但脉冲特性相近。峰值电流推荐值接近表2中采用的150 850A。脉冲特性与提供的数据相近，即上升时间为25μS；有效脉冲宽度为2100μs（转换为 度则为 1 500 μs)。

对于长于1km的埋地线，算得的峰值电流几乎是不变的，仅随大地电导率变化。对短于1km的 埋地线，可按长度比例估算其结果。人射仰角从0°变化到85°对结果影响小于10%。计算结果列在 表B.2中。

明HEMP对埋地导体耦合时的短路电流（h三一1

上还结果可近以为上开的时前 宽度2100μS；峰值分别为50A、150 ）A。有效脉冲宽度转化为半峰值宽度 （假定按双指数衰减）约为1455μs或1500μs。由于架空 理地线的波形特性相似DB11∕T 716-2019 穿越既有道路设施工程技术要求，所以表2只需用一 种波形（上升时间为25μs，半峰值宽度为1500μs)。