APP下载

架空线缆高空电磁脉冲传导环境参数的计算与分析

2021-07-13黑东炜毛从光崔志同杜传报

现代应用物理 2021年2期

刘 政,黑东炜,毛从光,聂 鑫,陈 伟,崔志同,杜传报

(西北核技术研究所,西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,西安710024)

高空电磁脉冲(high-altitude electromagnetic pulse, HEMP)作用范围广、电场强度大、频谱范围宽,可对数千千米的通信及电力基础设施造成严重威胁[1-4]。架空电力线缆由于架空高、线缆长,极易同高空电磁脉冲耦合,产生快上升沿、大幅值的电压及电流,导致局部放电、击穿或烧毁,对端口设备配电网变压器、绝缘子等构成威胁[5-6]。美国电磁脉冲委员会2008年发布的评估报告——《电磁脉冲袭击对国家关键基础设施的影响》指出,高空电磁脉冲对广域分布式电力系统具有严重威胁。国际电工委员会(IEC)根据大量不同方向入射的电磁脉冲场线耦合终端的耦合电流波形统计,针对长线端口制定了IEC 61000-2-10电磁脉冲传导环境标准[7-8]。然而,由于电力系统属于广域分布式系统,系统内的架空电力线缆往往横跨数千千米,因此,在不同区域中,线缆端接设备所处的地磁倾角与架空高度均可能发生变化,这些变化可能会对电磁脉冲传导环境产生影响。

本文基于Agrawal散射电压的传输线耦合模型,充分考虑了高空电磁脉冲源区与架空电力线缆之间相对位置的随机性,推导了架空电力线缆高空电磁脉冲传导环境变量参数计算公式,计算了不同地磁倾角及不同架空高度下的电力线缆传导环境波形参数,并与IEC 61000-2-10标准波形参数进行了对比分析,为电力系统高空电磁脉冲易损性评估提供参考。……

登录APP查看全文