CC BY
156
Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
УДК 621.3:537.3
М.И. Баранов, Г.М. Колиушко, В.И. Кравченко, С.В. Рудаков
мощный высоковольтный генератор апериодических импульсов
ТОКА ИСКУССТВЕННОЙ МОЛНИИ С НОРМИРОВАННЫМИ ПО МЕЖДУНАРОДНОМУ СТАНДАРТУ IEC 62305-1-2010 АМПЛИТУДНО-ВРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
Представлений і описаний створений відповідно до вимог міжнародного стандарту IEC 62305-1-2010 потужний високовольтний генератор, що формує на низькоомному активно-індуктивному навантаженні аперіодичні імпульси струму штучної блискавки нормованої тимчасової форми 10 мкс/350 мкс і амплітуди ±(100-200) кА із заданими вищезгаданим стандартом допусками. Приведені результати практичної апробації у лабораторних умовах даного генератора при використовуваному електричному навантаженні з активним опором 0,1 Ом і індуктивністю 1,5 мкГн Бібл. 14, рис. 8.
Ключові слова: генератор аперіодичних імпульсів струму штучної блискавки, потужне джерело енергії, низькоомне електричне навантаження.
Представлен и описан созданный в соответствии с требованиями международного стандарта IEC 62305-1-2010 мощный высоковольтный генератор, формирующий на низкоомной активно-индуктивной нагрузке апериодические импульсы тока искусственной молнии нормированной временной формы 10 мкс/350 мкс и амплитуды ±(100-200) кА с заданными вышеуказанным стандартом допусками. Приведены результаты практической апробации в лабораторных условиях данного генератора при используемой электрической нагрузке с активным сопротивлением 0,1 Ом и индуктивностью 1,5 мкГн. Библ. 14, рис. 8.
Ключевые слова: генератор апериодических импульсов тока искусственной молнии, мощный источник энергии, низкоомная электрическая нагрузка.
Введение. При испытаниях на молниестойкость и пожаровзрывобезопасность зданий (сооружений) с находящимися внутри них различными инженерными сетями и системами к воздействию короткого удара грозового разряда в соответствии с требованиями ряда действующих международных и национальных стандартов [1-5] используются апериодические импульсы тока искусственной молнии с нормированными амплитудно-временными параметрами (АВП). Согласно [1-5] временная форма таких испытательных импульсов тока должна соответствовать т/гр=10 мкс/350 мкс, где Tf, тр - соответственно длительность фронта (с допуском ±20 %) и длительность импульса (с допуском ±10 %) тока, а их амплитуда принимать численные значения Im=±(100-200) кА (с допуском ±10 %). При этом регламентирующие документы [1-5] устанавливают четыре уровня защиты от линейной молнии и соответственно четыре степени жесткости испытаний технических объектов на молниестойкость и пожаровзрывобезопасность. Кроме того, для каждого уровня защиты от молнии указанные стандарты определяют следующие АВП испыательного импульса тока [1-5]: Iуровень - Im=±200 кА (с допуском ±10 %); удельная энергия (интеграл действия тока молнии) Ja=10-106 А2-с (с допуском ±35 %); протекший заряд qi=±100 Кл (с допуском ±20 %); II уровень -Im=±150 кА (с допуском ±10 %); удельная энергия (интеграл действия тока молнии) Ja=5,6-106 А2-с (с допуском ±35 %); протекший заряд qi=±75 Кл (с допуском ±20 %); III-IVуровни - Im=±100 кА (с допуском ±10 %); удельная энергия (интеграл действия тока молнии) Ja=2,5-106 А2-с (с допуском ±35 %); протекший заряд q/=±50 Кл (с допуском ±20 %). Отметим, что интеграл действия импульса тока молнии iL(t) оп-
T р
ределяется выражением Ja = J L(t)dt, а протекший
0
заряд - qi = J iL()dt. При моделировании в условиях
0
высоковольтной лаборатории указанного испытательного импульса тока искусственной молнии его временной параметр Tf носит согласно [1-5] второстепенный характер, что допускает использование для него диапазона 10 мкс < ту< 15 мкс и существенно упрощает на практике его получение.
Из существующих на сегодня в ведущих научнотехнических центрах мира высоковольтных сильноточных электрофизических установок, воспроизводящих в лабораторных условиях требуемый по [1-5] апериодический импульс тока искусственной молнии временной формы 10 мкс/350 мкс, следует указать российский имитатор импульсного тока молнии, приведенный в [6]. Данный имитатор тока линейной молнии формирует на электрической низкоомной малоиндуктивной нагрузке испытываемого технического объекта соответствующие импульсы тока амплитудой Im лишь до ±100 кА. В [7] нами был описан созданный в НИПКИ "Молния" НТУ "ХПИ" в 2007 г. в соответствии с требованиями международных нормативных документов [8-11] украинский генератор тока искусственной молнии, формирующий на бортовых устройствах авиационной и ракетно-космической техники необходимые АВП импульсной (А), повторной импульсной (D), промежуточной (B) и длительной (С) компонент импульсного тока грозового разряда. Поэтому актуальной прикладной задачей в области высоковольтной сильноточной импульсной техники яв-ляеется та, которая связана с созданием генератора апериодических импульсов тока искусственной молнии временной формы 10 мкс/350 мкс с нормированной амплитудой Im формируемого на нагрузке испытываемого объекта импульса тока от ±100 до ±200 кА.
© М.И. Баранов, Г.М. Колиушко, В.И. Кравченко, С.В. Рудаков
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №1
51
Причем, такого генератора, который в своей разрядной цепи не содержит сложного по конструкции, дорогостоящего по цене и ненадежного в работе шунтирующего коммутатора, замыкающего нагрузку в момент достижения на ней током амплитуды Im [1, 5].
Основные технические характеристики мощного высоковольтного генератора ГИТМ-10/350. Разработанный и созданный в 2014 г. в НИПКИ "Молния" НТУ "ХПИ" мощный генератор импульсов тока молнии (ГИТМ) временной формы 10 мкс/350 мкс (далее - генератор ГИТМ-10/350) в своем составе содержит четыре высоковольтных генератора импульсных токов (ГИТ), обеспечивающих при своей параллельной работе на общую активно-индуктивную нагрузку испытываемого на молниестойкость (пожаровзрывобезопасность) электротехнического устройства получение требуемых по международному стандарту IEC 62305-1-2010 [1] АВП апериодических импульсов тока короткого удара имитированной линейной молнии. Общий вид мощного высоковольтного генератора ГИТМ-10/350 приведен ниже на рис. 1.
Рис. 1. Общий вид мощного высоковольтного генератора тока имитированной линейной молнии ГИТМ-10/350
На рис. 2 показана электрическая схема замещения сильноточных разрядных цепей как отдельных генераторов ГИТ-1, ГИТ-2, ГИТ-3 и ГИТ-4, так и генератора ГИТМ-10/350 в целом.
Рис. 2. Электрическая схема замещения сильноточных разрядных цепей четырех отдельных высоковольтных генераторов ГИТ-1-ГИТ-4 и полная электрическая схема мощного генератора тока имитированной молнии ГИТМ-10/350
Все эти высоковольтные генераторы собраны на основе емкостных накопителей энергии. Причем,
генераторы ГИТ-1-ГИТ-3 укомплектованы высоковольтными импульсными конденсаторами типа ИК-50-3 (номинальное напряжение ±50 кВ; номинальная емкость3 мкФ), а генератор ГИТ-4 - высоковольтными импульсными конденсаторами типа ИМ2-5-140 (номинальное напряжение ±5 кВ; номинальная емкость 140 мкФ) [12].
Отметим, что конденсаторы генераторов ГИТ-1
- ГИТ -3 в зарядно-разрядных цепях включены параллельно, а конденсаторы генератора ГИТ-4 - последовательно-параллельно. Все высоковольтные конденсаторы генератора ГИТМ-10/350, имеющие металлические корпуса, были размещены на двух этажах изолированных у своего основания от земли с помощью опорных фарфоровых изоляторов типа КО-400С его несущих металлических (НМК) и изоляционных (НИК) конструкций [7]. Металлические корпуса конденсаторов типа ИК-50-3 установлены как на металлический пол НМК генераторов ГИТ -1 и ГИТ -2, так и на изоляционный пол НИК генератора ГИТ-3. Металлические корпуса конденсаторов типа ИМ2-5-140 изолированы от металлоконструкций пола этажей НМК генератора ГИТ-4 при помощи уложенных на пол прямоугольных изоляционных балок из древеснослоистого пластика типа ДСПБ-Э поперечным сечением 70x70 мм. При этом генератор ГИТ-1 содержит 16 параллельно соединенных конденсаторов на номинальное зарядное напряжение ±50 кВ с суммарной номинальной запасаемой энергией 60 кДж (рис. 3), генератор ГИТ -2 - 44 параллельно соединенных конденсаторов на номинальное зарядное напряжение ±50 кВ с суммарной номинальной запасаемой энергией 165 кДж (рис. 3), генератор ГИТ-3 - 111 параллельно соединенных конденсаторов на номинальное зарядное напряжение ±50 кВ с суммарной номинальной запасаемой энергией 416 кДж (рис. 4), а генератор ГИТ-4
- 288 последовательно-параллельно соединенных в 144 параллельные секции конденсаторов (по два емкостных накопителя энергии в каждой) на номинальное зарядное напряжение ±10 кВ с суммарной номинальной запасаемой энергией 504 кДж (рис. 5).
Рис. 3. Общий вид генераторов ГИТ-1 (16 параллельно соединенных конденсаторов типа ИК-50-3 на 1 и 2 этажах НМК) и ГИТ-2 (44 параллельно соединенных конденсаторов типа ИК-50-3 на 1 и 2 этажах НМК) на номинальное зарядное напряжение ±50 кВ, входящих в состав мощного высоковольтного генератора ГИТМ-10/350
52
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №1
На рис. 2 приняты следующие обозначения: Х1 -Х4 - массивные токопроводящие перемычки сильноточных зарядно-разрядных цепей отдельных высоковольтных генераторов ГИТ-1 - ГИТ-4; L31, L41 -формирующие (развязывающие) индуктивности разрядных цепей генераторов ГИТ-3 и ГИТ-4 соответственно; F1, F2 - высоковольтные сильноточные воздушные коммутаторы разрядных цепей соответственно генераторов ГИТ-1 - ГИТ-3 и генератора ГИТ-4.
Рис. 4. Общий вид генератора ГИТ-3 (111 параллельно соединенных конденсаторов типа ИК-50-3 на 1 и 2 этажах НИК) на номинальное напряжение ±50 кВ, входящего в состав мощного высоковольтного генератора ГИТМ-10/350
Рис. 5. Общий вид генератора ГИТ-4 (288 последовательнопараллельно включенных конденсаторов типа ИМ2-5-140 на 1 и 2 этажах НМК) на номинальное напряжение ±10 кВ, входящего в состав мощного генератора ГИТМ-10/350
Формирующие электрические элементы зарядноразрядных цепей генераторов ГИТ-3 (семивитковая индуктивность L31-40 мкГн) и ГИТ-4 (одновитковая индуктивность L41-7 мкГн) выполнены в виде катушек, намотанных из крупногабаритного радиочастотного кабеля марки РК 75-44-17 [13] со снятой защитной полиэтиленовой оболочкой и медной оплеткой.
Данные высоковольтные катушки, содержащие круглую сплошную медную жилу этого высоковольтного кабеля диаметром 6,6 мм, практически не влияют на собственные активные сопротивления R3 и R4 низкоомных разрядных цепей генераторов ГИТ-3 и ГИТ-4.
Во избежание разрушительных последствий в созданном мощном генераторе ГИТМ-10/350 при аварийном режиме его работы, вызванном внутренним электрическим пробоем на стадии заряда (разряда) одного из его высоковольтных конденсаторов, в каждом из используемых в нем генераторов ГИТ-1-ГИТ-4 на всех высоковольтных выводах их конденсаторов установлены защитные резисторы, набранные в виде компактных конструкций из параллельно соединенных высоковольтных графито-керамических объемных постоянных резисторов типа ТВО-60-24 Ом [7].
Коммутация в сильноточных разрядных цепях генераторов ГИТ-1 - ГИТ-3 осуществляется высоковольтным трехэлектродным воздушным управляемым коммутатором с графитовыми электродами (КВГУ) F1 на номинальное напряжение ±50 кВ и номинальный импульсный ток имитированной молнии амплитудой до Im=±300 кА (рис. 6). Коммутатор КВГУ-50 управляется за счет подачи на его средний графитовый электрод высоковольтного микросекундного импульса напряжения амплитудой до ±100 кВ от специального высоковольтного пускового генератора типа ГВПИ-100 [7]. Конструкция коммутатора КВГУ-50 позволяет осуществлять регулировку его двух рабочих воздушных зазоров в пределах от 1 до 20 мм.
Рис. 6. Общий вид трехэлектродного воздушного управляемого коммутатора с графитовыми электродами КВГУ-50 (Fi) на номинальное напряжение ±50 кВ и номинальный ток имитированной молнии амплитудой Im до ±300 кА
Высоковольтный двухэлектродный воздушный неуправляемый коммутатор с графитовыми электродами (КВГН) F2 на номинальное напряжение ±10 кВ и номинальный импульсный ток молнии амплитудой Im до ±100 кА (рис. 7), предназначенный для коммутации сильноточной разрядной цепи генератора ГИТ-4, состоит из двух графитовых эрозионностойких электродов от мощной электрической машины с плоскими рабочими поверхностями, зазор между которыми регулируется в пределах от 1 до 10 мм. Запускается двухэлектродный коммутатор КВГН-10 (F2) высоким импульсным напряжением, возникающим на
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №1
53
элементах электрической нагрузки RH, LH при срабатывании трехэлектродного коммутатора КВГУ-50 (F1) и начале протекания по этой нагрузке импульсного разрядного тока от генераторов ГИТ-1-ГИТ-3.
В случае проверки отдельной работы генератора ГИТ-4 на указанную электронагрузку и выключения с помощью токопроводящих перемычек Х1-Х3 из разрядной схемы генераторов ГИТ-1-ГИТ-3 коммутатор КВГН-10 срабатывает от пускового импульса напряжения генератора ГВПИ-100 при специальной настройке воздушных зазоров коммутатора КВГУ-50.
Рис. 7. Общий вид сверху рабочего стола генератора ГИТМ-10/350 с размещенными на нем трехэлектродным воздушными управляемым коммутатором с графитовыми электродами КВГУ-50 (F1) на напряжение ±50 кВ и импульсный ток молнии амплитудой Im до ±300 кА и двухэлектродным воздушным неуправляемым коммутатором с графитовыми электродами КВГН-10 (F2) на напряжение ±10 кВ и импульсный ток молнии амплитудой Im до ±100 кА
В генераторе ГИТМ-10/350 в непотенциальную ("заземленную") электрическую цепь его сильноточного разрядного контура последовательно с электрической нагрузкой включён прошедший государственную метрологическую поверку измерительный коаксиальный малоиндуктивный шунт типа ШК-300, имеющий собственное активное сопротивление R^0,185 мОм (рис. 2) [7]. Данный измерительный шунт в сильноточной разрядной цепи генератора ГИТМ-10/350 используется с коаксиальным выходом, имеющим коэффициент преобразования 11,26-103 А/В. Установлено, что шунт типа ШК-300 по своим электродинамическим и энергетическим характеристикам способен пропускать импульсные токи микросекундного временного диапазона амплитудой до ±250 кА и электрический заряд до ±250 Кл при рассеиваемой на себе тепловой энергии до 650 Дж [7].
Практическая реализация требуемых согласно [1-5] максимальных нормированных АВП апериодических импульсов тока временной формы 10 мкс/350 мкс искусственной молнии амплитудой Im=±200 кА в генераторе ГИТМ-10/350 с низкоомной активно-
индуктивной нагрузкой (RH~0,1 Ом; LH~1,5 мкГн) осуществляется при суммарном зарядном напряжении высоковольтных конденсаторов для генераторов ГИТ-1-ГИТ-3 в диапазоне ±(30-31) кВ, а для генератора ГИТ-4 - ±(9,0-9,2) кВ. В последнем случае зарядное напряжение UC4 в генераторе ГИТ-4 для его отдельных высоковольтных конденсаторов типа ИМ2-5-140 не будет превышать ±4,6 кВ. Для получения минимальных нормированных по [1-5] АВП рассматриваемых апериодических импульсов тока имитируемой молнии амплитудой Im=±100 кА в генераторе ГИТМ-10/350 с указанной электрической нагрузкой зарядное напряжение UC1-3 отдельных высоковольтных конденсаторов типа ИК-50-3 для генераторов ГИТ-1 - ГИТ-3 изменяется в диапазоне ±(15-15,5) кВ, а зарядное напряжение UC4 отдельных конденсаторов типа ИМ2-5-140 для генератора ГИТ-4 - ±(2,25-2,3) кВ.
На рис. 8 приведена осциллограмма полученного в разрядной цепи генератора ГИТМ-10/350 с низкоомной активно-индуктивной нагрузкой (RH~0,1 Ом; LH~1,5 мкГн) апериодического импульса тока искусственной молнии с нормированными АВП в соответствии с требованиями международного стандарта IEC 62305-1-2010 [1]. При рабочем зарядном напряжении отдельных конденсаторов типа ИК-50-3 генераторов ГИТ.-1-ГИТ-3 уровнем UC1-3=-15 кВ и рабочем зарядном напряжении отдельных конденсаторов типа ИМ2-5-140 уровнем UC4=-2,25 кВ амплитуда протекшего через указанную электронагрузку импульса тока отрицательной полярности короткого удара имитированной молнии по модулю составила Im^106 кА.
;
; +
• 1 1 1 1 Mill 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 + 1 1 1 1 і і і і і і і і jf\ і і і і і і -
:
- ■
Рис. 8. Осциллограмма апериодического импульса разрядного тока высоковольтного генератора ГИТМ-10/350 в цепи низкоомной активно-индуктивной нагрузки (RH=0,1 Ом; LH=1,5 мкГн; UC1-3=-15 кВ; UC4=-2,25 кВ; Im=-106 кА; tm~24 мкс; ту=15 мкс; тр=340 мкс; масштаб по вертикали -22,52 кА/клетка; масштаб по горизонтали - 50 мкс/клетка)
При этом время, соответствующее амплитуде Im тока искусственной молнии, составило tm~24 мкс. Длительность фронта полученного нормированного импульса тока грозового разряда между уровнями (0,1-0,9)Im составила т«15 мкс, а длительность сформированного на выбранной активно-индуктивной нагрузке апериодического импульса тока линейной молнии на уровне 0,5-Im оказалась равной гр~340 мкс. Интеграл действия полученного в этом случае
54
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №1
апериодического импульса тока имитированной молнии с модулем нормированной амплитуды Im~106 кА составил Ja=3,03-106 А2-с, а модуль протекшего через используемую в экспериментах RL-нагрузку электрического заряда - q/^52,2 Кл. Численная оценка для представленной на рис. 8 осциллограммы разрядного тока в использованной RL--нагрузке интеграла действия Ja и заряда qi была проведена нами по следующим приближенным расчетным соотношениям [14]:
Ja
где
'' kL^m[0,14tm + 0,66гр + tmTp(1,52tm + 7,4tp) 1]; (1)
qi ~ kLJm (1,32xp + 0,27tm ) ,
(2)
0,76tm
3,7тр
kL = [(0,21-tmTp)(3’7xp 0,76 A) _(0,21.tmTp)(3’7xP _0,76tm)]-1 - нормирующий коэффициент для апериодического импульса тока искусственной линейной молнии (в нашем расчетном случае kL~1,082).
Приведенные согласно данным токовой осциллограммы на рис. 8 с учетом (1) и (2) результаты физического моделирования в лабораторных условиях при рабочих зарядных напряжениях (7Сі-з=-15 кВ и ІУС4=-2,25 кВ отдельных высоковольтных импульсных конденсаторов четырех указанных выше высоковольтных ГИТ созданного нами мощного генератора ГИТМ-10/350 апериодического импульса тока искусственной линейной молнии нормированной временной формы 10 мкс/350 мкс и амплитуды Im указывают на то, что они полностью соответствуют III-IV уровням защиты от молнии технических объектов, удовлетворяющих требованиям действующих на сегодня международных и национальных стандартов [1-5].
Выводы.
1. Описан разработанный и созданный в НИПКИ "Молния" НТУ "ХПИ" на основе емкостных накопителей энергии мощный высоковольтный генератор, формирующий на низкоомной активно-индуктивной нагрузке апериодические импульсы тока искусственной молнии временной формы 10 мкс/350 мкс и амплитуды ±(100-200) кА с нормированными по международному стандарту IEC 62305-1-2010 допусками.
2. Проведенная практическая апробация в октябре 2014 г. генератора ГИТМ-10/350 показала, что данный мощный генератор при рабочем зарядном напряжении 171 конденсатора типа ИК-50-3 трех отдельных генераторов ГИТ-1-ГИТ-3 уровнем Ua-3=-15 кВ и рабочем зарядном напряжении 288 конденсаторов типа ИМ2-5-140 четвертого генератора ГИТ-4 уровнем UC4=-2,25 кВ позволяет в полевых условиях высоковольтной лаборатории обеспечить получение на электрической нагрузке с активным сопротивлением 0,1 Ом и индуктивностью 1,5 мкГн апериодических импульсов тока положительной (отрицательной) полярности имитированной молнии со временем достижения модуля их амплитуды Im до 106 кА в tm~24 мкс, длительностью их фронта Г/^15 мкс и длительностью на уровне 0,5-Im, составляющей г^340 мкс. При этом в первом приближении интеграл действия экспериментально полученного согласно международного стандарта IEC 62305-1-2010 импульса тока искусственной молнии амплитудой Im~106 кА численно
составил Ja^3,03-106 А2-с, а протекший через вышеуказанную нагрузку электрический заряд - qi=52,2 Кл.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. IEC 62305-1: 2010 "Protection against lightning. - Part 1: General principles".
2. IEC 62305-2: 2010 "Protection against lightning. - Part 2: Risk management".
3. IEC 62305-3: 2010 "Protection against lightning. - Part 3: Physical damage to structures and life hazard".
4. IEC 62305-4: 2010 "Protection against lightning. - Part 4: Electrical and electronic systems within structures".
5. Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. "Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1: Общие принципы". - М.: Стандартинформ, 2011. -46 с.
6. Сухоруков С.А. Помехозащитные устройства ЗАО "ЭМСОТЕХ". - Калуга: 2014. - 72 с.
/Баранов М.И., Колиушко Г.М., Кравченко В.И. Недзель-ский О.С., Дныщенко В.Н. Генератор тока искусственной молнии для натурных испытаний технических объектов // Приборы и техника эксперимента. - 2008. - №3. - С. 81-85.
8. SAE ARP 5412/ED-84. Нормативный документ США "Рекомендуемая практика авиационно-космических работ. Идеализированные составляющие внешнего тока", 1985. -С. 1-56.
9. SAE ARP 5416/ED-84. Нормативный документ США "Рекомендуемая практика авиационно-космических работ. Условия воздействия молнии на летательные аппараты и соответствующие формы испытательных сигналов", 2005. -С. 1-145.
10. MIL-STD-464A. Военный стандарт США "Электромагнитные и экологические эффекты воздействия молнии. Требования интерфейса и критерии проверки систем". - Изд-во Минобороны, 2002. - С. 1-162.
11. КТ-ВВФ/DО-160D. Квалификационные требования РФ "Условия эксплуатации и окружающей среды для бортового авиационного оборудования. Требования, нормы и методы испытаний". - М.: Госстандарт РФ, 2004. - С. 1-273.
12. Берзан В.П., Геликман Б.Ю., Гураевский М.Н. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки. Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 656 с.
13. Белоруссов Н.И., Саакян А.Е., Яковлева А.И. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. - М.: Энер-гоатомиздат, 1988. - 536 с.
14. Баранов М.И., Кравченко В.И. Электротермическая стойкость проводов и кабелей летательного аппарата к поражающему действию импульсного тока молнии // Электричество. - 2013. - №10. - С. 7-15.
REFERENCES
1. IEC 62305-1: 2010 "Protection against lightning. Part 1: General principles".
2. IEC 62305-2: 2010 "Protection against lightning. Part 2: Risk management".
3. IEC 62305-3: 2010 "Protection against lightning. Part 3: Physical damage to structures and life hazard".
4. IEC 62305-4: 2010 "Protection against lightning. Part 4: Electrical and electronic systems within structures".
5. Nacionai'nyj standart Rossijskoj Federacii GOST R MEK 62305-1-2010. "Menedzhment riska. Zashhita ot molnii. Chast' 1: Obshhie principy" [National Standard of the Russian Federation GOST R IEC 62305-1-2010. Risk management. Protection from lightning. Part 1: General principles]. Moscow, Standartin-form Publ., 2011, 46 p. (Rus).
6. Suhorukov S.A. Pomehozashhitnye ustrojstva ZAO "EMSOTEH" [Hindrance protective devices of CCA "EMSOTEH"]. Kaluga, 2014. 72 p. (Rus).
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №1
55
7. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel-skyi O.S., Dnyschenko V.N. A current generator of the artificial lightning for full-scale tests of technical objects. Pribory i tekhnika eksperimenta - Instruments and experimental techniques, 2008, no.3, pp. 81-85. (Rus).
8. SAE ARP 5412/ED-84. Normativnyj dokument SShA "Reko-menduemaja praktika aviacionno-kosmicheskih rabot. Idealizi-rovannye sostavljajushhie vneshnego toka" [SAE ARP 5412/ED-84. USA regulatory document "Recommended practice aerospace work. Idealized components of the external current"]. 1985, pp. 1-56. (Rus).
9. SAE ARP 5416/ED-84. Normativnyj dokument SShA "Reko-menduemaja praktika aviacionno-kosmicheskih rabot. Uslovija vozdejstvija molnii na letatel'nye apparaty i sootvetstvujushhie formy ispytatel'nyh signalov" [USA regulatory document "Recommended practice aerospace work. Terms of action of lightning on aircraft and corre sponding-shaped test signals"]. 2005, pp. 1-145. (Rus).
10. MIL-STD-464A. Voennyj standart SShA. "Elektromagnitnye i ekologicheskie effekty vozdejstvija molnii. Trebovanija interfe-jsa i kriterii proverki sistem" [USA military standard. Electromagnetic and ecological effects of lightning. Requirements interface and testing criteria systems]. Ministry of Defense Publ., 2002, pp. 1-162. (Rus).
11. KT-VVF/DO-160D. Kvalifikacionnye trebovanija RF "Us-lovija ekspluatacii i okruzhajushhej sredy dlja bortovogo avia-cionnogo oborudovanija. Trebovanija, normy i metody ispy-tanij" [Qualification requirements of the Russian Federation. "Terms of exploitations and environments for a side aviation equipment. Requirements, standards and test methods"]. Moscow, Gosstandart RF Publ., 2004, pp. 1-273. (Rus).
12. Berzan V.P., Gelikman B.Yu., Guraevskij M.N. Elektriches-kie kondensatory i kondensatornye ustanovki. Spravochnik [The electrical capacitors and condenser options. Directory]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1987, 656 p. (Rus).
13. Belorussov N.I., Saakjan A.E., Jakovleva A.I. Elektricheskie kabeli, provoda i shnury. Spravochnik [Electrical cables, wires and cords. Directory]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1988. 536 p. (Rus).
14. Baranov M.I., Kravchenko V.I. Electrothermal resistance wire and cable to the aircraft to the striking action pulsed current lightning. Elektrichestvo - Electricity, 2013, no.10, pp. 7-15. (Rus).
Поступила (received) 21.11.2014
Баранов Михаил Иванович1, д.т.н., с.н.с.,
Колиушко Георгий Михайлович1, к.т.н., с.н.с.,
Кравченко Владимир Иванович1, д.т.н., проф.,
Рудаков Сергей Валерьевич2, к.т.н., доц.,
1 НИПКИ "Молния",
Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт",
61013, Харьков, ул. Шевченко, 47,
тел/phone +38 057 7076841, e-mail: [email protected]
2 Национальный университет гражданской защиты Украины, 61023, Харьков, ул. Чернышевского, 94,
тел/phone +38 057 7073438, e-mail: [email protected]
M.I. Baranov1, G.M. Koliushko1, V.I. Kravchenko1, S.V. Rudakov2
1 Scientific-&-Research Planning-&-Design Institute "Molniya", National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 47, Shevchenko Str., Kharkiv, 61013, Ukraine.
2 National University of Civil Protection of Ukraine,
94, Chernyshevska Str., Kharkiv, 61023, Ukraine.
A powerful high-voltage generator of aperiodic impulses of current of artificial lightning with the peak-temporal parameters rated on an International Standard IEC 62305-1-2010.
Created in accordance with the requirements of international standard of IEC 62305-1-2010 powerful high-voltage generator, forming on the low-resistance actively-inductive loading the aperiodic impulses of current of artificial lightning of the rationed temporal form 10 ps/350 ps and amplitudes of ±(100-200) кА with a foregoing standard by admittances set is presented and described. The results of practical approbation in the laboratory terms of this generator at the in-use electric loading with active resistance of 0.1 Ohm and inductance of 1,5 pH are presented. References 14, figures 8.
Key words: generator of aperiodic impulses of current of artificial lightning, powerful capacity store of energy, low-resistance electric loading.
56
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №1
