высоким импульсным напряжением;
полным током молнии;
токами молнии частичного воспроизведения.
Испытания высоким импульсным напряжением проводятся с целью определения наиболее вероятных точек поражения ТС молнией, путей внешних перекрытий и внутренних пробоев, включая испытание на импульсную электрическую прочность изоляции этих средств.
Испытания токами молнии проводятся с целью определения степени грозовых электромагнитных воздействий на радио- и электротехническое оборудование ТС.
Испытательные импульсы напряжения
Для испытаний ТС на грозостойкость должны применяться следующие виды испуль- сов напряжения, формы которых приведены в приложении Г:
импульсное напряжение со скоростью нарастания 103 кВ/мкс (± 20 %) (рисунок Г.1), воздействующее на объект испытания до возникновения пробоя на объект или дугового перекрытия через него на землю, используемое для определения путей внешних перекрытий и мест внутренних пробоев;
импульсное напряжение (рисунок Г.2) с временными характеристиками:
длительность фронта —1,2 мкс (± 30 %),
длительность полуспада — 50 мкс (± 20 %),
используемое для испытаний изоляции ТС на импульсную электрическую прочность.
Импульсы высокого напряжения по 5.2.1 применяются для всех видов испытаний (сертификационных, периодических типовых и приемо-сдаточных).
Испытательные импульсы тока
Для испытаний ТС на грозостойкость полным током молнии должен применяться импульс тока, форма которого приведена в приложении Д (рисунок Д. 1) с временными характеристиками:
длительность фронта — 2 мкс (+ 30 %),
длительность полуспада — 50 мкс (± 20 %).
Для испытаний ТС на грозостойкость токами молнии частичного воспроизведения должны применяться импульсы тока, форма которых приведена в приложении Е (рисунки Е.1 и Е.2):
импульс тока (рисунок Е.1) со скоростью нарастания на линейном участке не менее 15 кА/мкс (+ 20 %) и минимальной амплитудой 30 кА (± 10 %);
демпфированный колебательный импульс (рисунок Е.2), имитирующий низкочастотные и высокочастотные эффекты воздействия на ТС тока молнии:
для оценок эффекта низкочастотного воздействия:
минимальная амплитуда — 20 кА (+ 10 %),
частота колебаний — 2 кГц (+ 20 %);
для оценок эффекта высокочастотного воздействия:
минимальная амплитуда — 10 кА (± 10 %),
частота колебаний — 100 кГц (+30 %).
Демпфирование амплитуды пятого полупериода должно составлять 5 % по сравнению с амплитудой первого полупериода.
5.3.3 Импульс полного тока молнии по 5.3.1 пригоден для всех видов испытаний и обязателен для сертификационных и приемо-сдаточных испытаний объекта в целом.
Импульсы тока молнии частичного воспроизведения по 5.3.2 в полной их номенклатуре пригодны для всех видов испытаний, кроме сертификационных и приемо-сдаточных, при испытании объекта в целом и его составных частей.
5.4 Степень жесткости испытаний
Устанавливаются четыре степени жесткости испытаний ТС на грозостойкость по 5.3.1.
Степени жесткости испытаний приведены в таблице 1.Таблица 1
|
Степень жесткости |
Амплитуда импульса тока частичного воспроизведения, кА (± 10%) |
|
1 |
30 |
|
2 |
100 |
|
3 |
200 |
|
4* |
— |
|
* По согласованию между потребителем и производителем. |
|
5.5 Испытательные установки, оборудование и аппаратура
Испытание ТС на грозостойкость напряжениями и токами молнии должны проводиться с помощью установок, обеспечивающих подачу на испытуемые ТС (ИТС) высоких импульсных напряжений и прохождение через эти средства больших импульсных токов с параметрами, соответствующими требованиям 5.2.1, 5.3.1, 5.3.2 и 5.4.2.
Импульсы высокого напряжения получают при помощи генераторов импульсных напряжений (ГИН).
Для получения импульсов тока должны использоваться взрывомагнитные генераторы или генераторы импульсных токов (ГИТ) с емкостными или емкостно-индуктивными накопителями энергии.
Испытательная площадка, на которой размещается ИТС, должна представлять собой заземленный металлический (алюминиевый или медный) лист (эталонная плоскость земли) толщиной не менее 0,25 мм. Могут использоваться другие металлические листы с толщиной не менее 0,65 мм.
Площадь листа должна обеспечивать размещение на нем испытуемого объекта и должна быть не менее 1 м2. При изготовлении сборной испытательной площадки ее элементы должны соединяться металлизированными перемычками с переходным сопротивлением не более 600 мкОм.
Контроль за работой и амплитудно-временными характеристиками высоковольтных испытательных установок должен осуществляться с помощью входящей в их состав серийно выпускаемой контрольно-регистрирующей и измерительной аппаратуры, а также специальных, аттестованных по 4.12 устройств (высоковольтных измерителей напряжения, токовых шунтов, воздушных'трансформаторов и пр.), работающих совместно с электронно-лучевыми осциллографами.
Относительная погрешность измерений не должна быть более 10 %.
Подготовка к испытаниям
ИТС перед испытаниями должны быть проверены на функционирование в соответствии с НД на эти изделия.
Испытательные установки перед началом испытаний должны быть прокалиброваны на соответствие требованиям, предъявляемым к реализуемым амплитудно-временным характеристикам воздействующих на ИТС факторов.
ИТС помещается на испытательную площадку, удовлетворяющую требованиям 5.5.4. Клеммы «Заземление» ИТС подлежат соединению с заземленной испытательной площадкой.
Испытательная площадка, а также подлежащие заземлению испытательные установки и измерительная аппаратура должны быть подсоединены к общему лабораторному контуру заземления.
Перед проведением испытаний должны быть проведены организационные и технические мероприятия по обеспечению техники безопасности в соответствии с требованием 4.14 и действующими нормами и правилами устройства и эксплуатации электроустановок определенного класса напряжений.
Условия испытаний
Испытания должны проводиться в нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150, если в стандартах или ТУ на конкретные виды изделий нет других указаний.
Окружающая электромагнитная обстановка и воздействующие на ИТС посторонние кондуктивные помехи, не связанные с воспроизводимыми дестабилизирующими и поражающими факторами грозовых воздействий, не должны влиять на результаты испытаний.
Условия работы ИТС во время испытаний должны соответствовать указанным в стандартах или ТУ на конкретные виды изделий и учитывать требования безопасности при высоковольтных испытаниях, а также требования к заземлениям и электрическим соединениям.
Нагрузка и информационные входные сигналы ИТС должны задаваться в соответствии с требованиями СТ СЭВ 4702.
ИТС во время испытания по возможности должно выполнять все предписанные стандартами или ТУ функции.
Проведение испытаний
Испытания осуществляются подачей на ИТС импульсов напряжения и тока с параметрами соответствующими требованиям 5.2, 5.3 и 5.4.2.
Испытания должны проводиться в соответствии с программой, которая составляется с учетом реальных условий эксплуатации ИТС, их вида и требований к изделиям в НД на их конкретный вид, и должны устанавливать:
вид воздействующих импульсов (при условии обязательных испытаний напряжениями и токами молнии);
количество подаваемых импульсов напряжения и тока (не менее трех каждого вида за одно испытание);
степень жесткости испытаний;
последовательность воздействий импульсов;
критерии оценки стойкости ИТС.
Испытания осуществляются включением ИТС в разрядный контур испытательной установки.
Наиболее распространенные схемы, используемые при испытаниях, приведены в приложении Ж.
Точками приложения испытательных импульсов напряжений (подводы токов) являются места наиболее вероятного поражения ТС природной молнией.
Приложение испытательных напряжений и токов к любым точкам ИТС не допускается.
Примечание. Второй точкой подключения ИТС в разрядный контур испытательной установки, как правило, является точка стекания токов молнии с ТС (для заземленных ТС это точка заземления корпуса).
6 ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ
Общие положения
Испытания на помехоустойчивость и стойкость к поражающему воздействию и дестабилизирующему влиянию электромагнитных полей грозовых разрядов должны проводиться для всех ТС, содержащих в своей основе радио- и электротехническое оборудование, перечень которых приведен в приложении А. Исключение составляют ТС, для которых испытания на гро- зостойкость (устойчивость) особо оговорены в НД на эти средства.
Испытания ТС на стойкость к воздействиям грозовых электромагнитных полей включают следующие виды испытаний:
импульсным электрическим полем;
импульсным магнитным полем;
грозовым электромагнитным импульсом (ГЭМИ).
Испытательные импульсы электромагнитных полей грозовых разрядов
Для испытания ТС на грозостойкость (помехоустойчивость) к импульсным электрическим полям применяется импульс напряженности электрического поля, форма которого приведена в приложении И (рисунок И.1), со следующими временными характеристиками:
длительность фронта импульса — 100 мкс (+ 20 %),
длительность полуспада импульса — 10 мс (+ 20 %).
Для испытания ТС на грозостойкость (помехоустойчивость) к импульсным магнитным полям применяется импульс напряженности магнитного поля, форма которого приведена в приложении И (рисунок И.1), со следующими характеристиками:
длительность фронта импульса — 2 мкс (+ 20 %), длительность полуспада импульса — 50 мкс (± 20 %).
Для испытания ТС на грозостойкость (помехоустойчивость) к ГЭМИ используется импульс электромагнитного поля, форма которого приведена в приложении И (рисунок И.1), со следующими временными характеристиками:
длительность фронта импульса — 0,1 мкс (+ 30 %),
длительность полуспада импульса — 1,0 мкс (+ 20 %).
Степень жесткости испытаний
Степени жесткости испытаний импульсными электрическими полями грозовых разря дов указаны в таблице 2.
Таблица 2
|
Степень жесткости |
Напряженности электрического поля, кВ/м (± 10 %) |
|
1 |
50 |
|
2 |
150 |
|
3 |
300 |
|
4* |
- — |
|
* По согласованию между потребителем и производителем. |
|
Степени жесткости испытаний импульсными магнитными полями грозовых разрядов указаны в таблице 3.
Таблица 3
|
Степень жесткости |
Напряженности магнитного поля, А/м (± 10 %) |
|
1 |
50 |
|
2 |
150 |
|
3 |
300 |
|
4* |
— |
|
* По согласованию между потребителем и производителем. |
|
6.3.3 Степени жесткости испытаний на воздействие ГЭМИ приведены в таблице 4.
Таблица 4
|
Степень жесткости |
Напряженности электромагнитного поля, |
|
|
электрическое кВ/м (± 10 %) |
магнитное А/м (± 10 %) |
|
|
1 |
15 |
40 |
|
2 |
50 |
120 |
|
3 |
100 |
250 |
|
4* |
— |
— |
|
* По согласованию между потребителем и производителем. |
|
|
6.4 Испытательные установки, оборудование и аппаратура
Испытательные установки должны содержать источники высокого напряжения, больших токов или их комбинации и системы полеобразования, обеспечивающие получение в заданном объеме (области) электрических и магнитных (электромагнитных) полей, требуемых амплитудно-временных характеристик, а также комплекс вспомогательных контрольно-измерительных приборов.
Для создания испытательных импульсных электрических полей применяются полеобразующие системы в виде плоского воздушного конденсатора, одним из электродов которого является эталонная плоскость земли, а вторым (высоковольтным) должен быть электрод, имеющий форму электрода Роговского.
Импульсное магнитное поле получают с помощью индукционной катушки Гельмгольца по ГОСТ 29280.
Импульсные поля ГЭМИ получают в системе полеобразования типа ТЕМ-камер или полосковых линий, обеспечивающих формирование в своем рабочем объеме плоской электромагнитной волны с отношением амплитуд напряженностей электрического и магнитного полей, равной Е/Н = 120 л Ом.
