CC BY
29
TexHiKa сильних електричних та магнтних полiв. Кабельна mexHiKa
УДК 621.3.022: 621.315.3: 537.311.8 doi: 10.20998/2074-272X.2019.2.06
М.И. Баранов
РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ СЕЧЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ В ЦЕПЯХ УСТРОЙСТВ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ СИЛЬНОТОЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ
Надат результаты розробленого елекmроmехнiчного пдходу до розрахункового вибору за умовою електричного вибуху (ЕВ) струмоnровiдних частит кабельно-провiдниковоi продукци критичных перерзв SCC¡ непольованих дротгв, а також польованих дротгв i кабетв з потвттхлоридною (ПВХ), гумовою (Г) i потетиленовою (ПЕТ) Ьолящею з м1дними (алюмi-нквими) жилами (оболонками), по яких в колах високовольтноТ сильнострумноТ мпульсноТ технгки (ВС1Т) протгкае м-пульсний акаальний струм ip(t) з довльними амплтудно-часовими параметрами (АЧП). На тдставг цього тдходу про-демонстрованг результати вибору критичних перерзв SCCi для вказаних електричних дротв (кабелгв) силових кт ВС1Т з мпульсним струмом, АЧПякого з амплтудами Imp=(0,1-1000) кА змшюються по аперюдичному закону або закону зату-хаючоТ синусоТди в нано-, мгкро- i млсекундному часових дгапазонах Представлен результати розрахунковоТ оцшки критичних амплтуд щтьностей SCCi мпульпв струму ip(t) цих часових форм у вказаних електричних дротах i кабелях кт ВС1Т. Виконана експериментальна перевiрка працездатност1 запропонованих розрахункових сжвв1дношень для вибору перертв SCCi i щтьностей SCC¡ струму в дротах (кабелях) при Тх ЕВ. Оmриманi результати сприятимуть забезпечен-ню електротермчноТ стйкост1 електричних непольованих дрот1в, а також 1зольованих дрот1в i кабетв зi ПВХ, Г i ПЕТ iзолщieю, як широко застосовуютьсяу силових колах ВС1Т. Бiбл. 15, табл. 7, рис. 6.
Ключовi слова: високовольтна сильнострумна iмпульсна техшка, електричш дроти i кабел^ розрахунковий B^ip критичних пеpеpiзiв дроив i кабелiв в колах iмпульсноl техшки, експеримент.
Приведены результаты разработанного электротехнического подхода к расчетному выбору по условию электрического взрыва (ЭВ) токонесущих частей кабельно-проводниковой продукции критических сечений SCCi неизолированных проводов, а также изолированных проводов и кабелей с поливинилхлоридной (ПВХ), резиновой (Р) и полиэтиленовой (ПЭТ) изоляцией с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками), по которым в цепях высоковольтной сильноточной импульсной техники (ВСИТ) протекает импульсный аксиальный ток ip(t) с произвольными амплитудно-временными параметрами (АВП). На основании этого подхода продемонстрированы результаты выбора критических сечений SCCi для указанных электрических проводов (кабелей) силовых цепей ВСИТ с импульсным током, АВП которого с амплитудами Imp=(0,1-1000) кА изменяются по апериодическому закону или закону затухающей синусоиды в нано-, микро- и миллисекундному временных диапазонах. Представлены результаты расчетной оценки критических амплитуд плотностей SCCi импульсов тока ip(t) рассматриваемых временных форм в указанных электрических проводах и кабелях цепей ВСИТ. Выполнена экспериментальная проверка работоспособности предлагаемых расчетных соотношений для выбора сечений SCCi и плотностей SCCi тока в проводах (кабелях) при их ЭВ. Полученные данные будут способствовать обеспечению электротермической стойкости электрических неизолированных проводов, а также проводов и кабелей с ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией, широко применяемых в силовых цепях ВСИТ. Библ. 15, табл. 7, рис. 6. Ключевые слова: высоковольтная сильноточная импульсная техника, электрические провода и кабели, расчетный выбор критических сечений проводов и кабелей в цепях импульсной техники, эксперимент.
Введение. На практике при разработке, создании и эксплуатации мощных электроустановок в области высоковольтной сильноточной импульсной техники (ВСИТ) специалистам необходимо уметь определять критические поперечные сечения SCCi применяемых в их цепях электрических проводов и кабелей, содержащих металлические жилы (/=1) и оболочки (/=2). Под критическими сечениями SCCi проводов (кабелей) понимаются их такие поперечные сечения, которые не в состоянии выдерживать воздействующие на них токовые нагрузки с теми или иными амплитудно-временными параметрами (АВП), приводящие к возникновению явления электрического взрыва (ЭВ) металлических жил (оболочек) указанных проводов и кабелей и соответственно к выходу их из строя [1, 2]. Заметим, что явление ЭВ токонесущих частей может наблюдаться и в области промышленной электроэнергетики, когда не обоснованно используемые в силовых электросетях провода и кабели не рассчитаны на протекание через них больших токов короткого замыкания (КЗ), достигающих при длительностях их протекания до (60-100) мс амплитудных значений до (10100) кА [3]. Одной из особенностей электроустановок ВСИТ, в отличие от электроустановок промышленной электроэнергетики, является то, что по токонесущим частям их электрических цепей могут протекать импульсные токи различных АВП, относящихся к нано-,
микро- и миллисекундному временным диапазонам. При этом амплитудные значения 1тр таких импульсных токов могут достигать значений, обычно изменяющихся в диапазоне (0,1-1000) кА [1, 2]. В [4] автором был приведен обобщенный электротехнический подход, позволяющий по условию термической стойкости кабельно-проводниковой продукции (КПП) осуществлять приближенный расчетный выбор предельно допустимых поперечных сечений БСц неизолированных проводов, изолированных проводов и кабелей с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками) с поливинилхлоридной (ПВХ), резиновой (Р) и полиэтиленовой (ПЭТ) изоляцией, токонесущие части которых испытывают в адиабатическом режиме прямое воздействие аксиального импульсного тока /р(/), АВП которого с амплитудами 0,1 кА</тр<1000 кА могут изменяться в нано-, микро- и миллисекундном временных диапазонах. В этой связи вопросы определения численных значений критических поперечных сечений Бса электрических проводов и кабелей применительно к силовым цепям ВСИТ остаются актуальными в мире и подлежащими своему решению.
Целью статьи является выполнение расчетного и экспериментального определений критических поперечных сечений Бса и плотностей дса тока в проводах и кабелях цепей ВСИТ, характеризующихся
© М.И. Баранов
протеканием по токонесущим частям их КПП импульсных аксиальных токов с различными АВП.
1. Постановка задачи. Рассмотрим широко используемые в силовых электрических цепях ВСИТ неизолированные медные и алюминиевые провода, а также изолированные провода и кабели с медными (алюминиевыми) внутренними жилами и наружными оболочками (обратными токопроводами) с удельной электропроводностью у0,- их немагнитного материала, имеющие обычно ПВХ, Р и ПЭТ изоляцию [1-3]. Принимаем, что по круглым сплошным или расщепленным медным (алюминиевым) жилам (оболочкам) указанных проводов и кабелей электрических цепей ВСИТ в их продольном направлении протекают импульсные токи /р(/), АВП которых соответствуют на-но-, микро- или миллисекундному временным диапазонам с амплитудами 1тр, изменяющимися в диапазоне от 100 А до 1000 кА. Полагаем, что рассматриваемые провода и кабели размещены в окружающей воздушной среде, температура которой соответствует комнатной и равной в0 = 20 °С [2]. Считаем, что предварительная токовая загрузка токонесущих частей КПП силовых цепей ВСИТ отсутствует. Поэтому первоначальная температура ва (до воздействия импульсного тока /р(/) на КПП) материала жилы (оболочки) провода (кабеля) будет равна температуре в0 окружающего воздуха. Используем допущение о том, что импульсный аксиальный ток ¡р(Г) практически равномерно распределен по поперечному сечению жилы и оболочки (экрана) провода (кабеля). При этом помним, что глубина проникновения Дl~[6tJ(к^0y0)]l12 в квазистационарном режиме, где ,м0=4л-10-7 Гн/м -магнитная постоянная [2], импульса азимутального магнитного поля со временем т, соответствующим его амплитуде, например, для апериодического микросекундного импульса тока искусственной молнии временной формы т/тр=10 мкс/350 мкс (4^1,6x^16 мкс) [5], где ту, тр - соответственно длительность фронта и длительность импульса тока на уровне его полуспада, в исследуемые неферромагнитные материалы жилы (оболочки) провода (кабеля) составляет для меди примерно 0,65 мм, а для алюминия - 0,82 мм [4]. Указанные численные значения Д,- зачастую оказываются соизмеримыми с реальными радиусами жил и толщинами оболочек рассматриваемых проводов (кабелей), в которых может наблюдаться явление ЭВ токонесущих частей КПП. Для миллисекундных аксиальных импульсов тока /р(0 принятое допущение о равномерном характере его радиального распределения в исследуемых жилах (оболочках) проводов и кабелей становится еще более правомерным. Так, например, для апериодического миллисекундного импульса длительной С-компоненты тока искусственной молнии временной формы т/тр=7 мс/160 мс (¿т~11 мс) рассматриваемая глубина проникновения Д,- для меди равна примерно 17 мм, а для алюминия - 22 мм. Используем условие адиабатического характера протекающих при временах действия импульсного тока /р(0 не более 1000 мс в материалах жил (оболочек) исследуемой КПП электротермических процессов, при котором влиянием теплоотдачи с поверхностей их токонесущих частей, имеющих текущую температуру вс^в0, и теплопроводности слоев их электропроводя-
щих материалов жилы (оболочки) и изоляции на джо-улев нагрев токонесущих частей КПП пренебрегаем.
Требуется расчетным путем в приближенном виде определить критические сечения SCCi токонесущих частей для неизолированных медных (алюминиевых) проводов, а также для изолированных проводов и кабелей с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками), ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией, используемых в цепях ВСИТ и испытывающих прямое воздействие аксиального импульсного тока ip(t) различных амплитуд Imp, изменяющегося в нано-, микро- и миллисекунд-ном временных диапазонах. Кроме того, необходимо экспериментальным путем проверить на действующих электроустановках ВСИТ работоспособность полученных соотношений для приближенного расчета критических сечений SCCi проводов (кабелей) и критических плотностей дса импульсного тока ip(t) в них.
2. Электротехнический подход к расчетному выбору критических сечений SCCi и плотностей дса тока в электрических проводах и кабелях цепей ВСИТ. Для критических поперечных сечений SCCi токопроводящих жил (оболочек) рассматриваемых не- и изолированных с ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией электрических проводов и кабелей в цепях ВСИТ с импульсным аксиальным током ip(t) произвольных АВП из уравнения их теплового баланса в адиабатическом режиме джоулева нагрева токонесущих частей КПП следует следующее расчетное соотношение [1]:
Sea = (JCA)1/2/Dak , (1)
Tp
где JCA= J ip (t)dt - интеграл действия импульсного
о
тока ip(t) с длительностью его протекания т„ в КПП и заданными АВП, А2-с; Dak = (Jak)112, А-с1/р/м2; Jak -критическое значение интеграла тока для материала токонесущих жил (оболочек) исследуемых электрических проводов и кабелей цепей ВСИТ, А2-с/м4.
В табл. 1 при 6>о=20 °С приведены известные численные значения для таких основных характеристик медных и алюминиевых жил (оболочек) исследуемых проводов (кабелей) силовых цепей ВСИТ как y0i и JCk.
Таблица 1
Теплофизические характеристики материала рассматриваемых жил (оболочек) электрических проводов и кабелей силовых цепей ВСИТ до воздействия на них импульсного аксиального тока ip(t) (при в0=20 °С) [2]
Материал жилы (оболочки) провода (кабеля) Численное значение характеристики
Y0i, 107 (Ом-м)-1 Jak, 1017 А2-с-м-4
Медь 5,81 1,95
Алюминий 3,61 1,09
Что касается расчетного определения в (1) интеграла действия импульсного аксиального тока с произвольными АВП, то для случая его изменения во времени t по апериодическому закону вида [1]
-р ^) = кр11тр [ехр(-а^) - ехр(-^0], (2)
где а1~0,76/тр, а2~2,37/ту - соответственно коэффициенты формы апериодического импульса тока с заданными АВП, протекающего в электрической цепи ВСИТ; &р1=[(а1/а2)т - (а!/а2)"]-1 - нормирующий
коэффициент; m=a1/(a2-a1); n=a2/(a2-ai), расчетное выражение для интеграла действия JCA протекающего в силовой цепи ВСИТ импульса тока ip(t) принимает следующий приближенный аналитический вид [4, 6]:
JaA *k2pillp[о,658Гр -0,633т f ]. (3)
В случае изменения во времени t воздействующего на материалы провода (кабеля) ВСИТ импульса тока ip(t) по закону затухающей синусоиды вида [1]
ip (t) = kp21mpl exp(-St) sm(®t), (4)
где d=Ap/Tp - коэффициент затухания тока; m=2n/Tp -круговая частота колебаний тока; Tp - период колебаний тока; Ap=ln(/mp1//mp3) - логарифмический декремент колебаний импульсного тока с первой Impi и третьей Imp3 амплитудами в цепи ВСИТ; kp2=[exp(-Ap/2n-arcctgAp/2n)sin(arcctgAp/2n)]-1 - нормирующий коэффициент для затухающего синусоидального тока, то приближенное расчетное выражение для интеграла действия JCA протекающего в силовой цепи ВСИТ импульсного аксиального тока ip(t) принимает следующий упрощенный аналитический вид [4]:
Jca * kp2impi[Tp(4Дp)-1 -ДpTp(4Д2р + 16я2)-1]. (5)
Зная из нормативных документов или экспериментальных данных численные значения величин Imp, Tf, tp, Ap, Tp, с учетом оценки значений нормирующих коэффициентов kp1 и kp2 по (2)-(4) для указанных двух временных форм изменения импульсного тока ip(t) могут быть в приближенном виде (с погрешностью не более 10 %) рассчитаны критические поперечные сечения SCCi токопроводящих жил (оболочек) проводов и кабелей, применяемых в электрических силовых цепях ВСИТ. Найдя численные значения сечений SCCi, с учетом принятых допущений могут быть в первом приближении из соотношения вида SccpImp1/Sca определены и критические амплитуды плотностей dcci импульсного тока ip(t) той или иной временной формы в электрических проводах и кабелях цепей ВСИТ.
3. Расчетный выбор критических сечений SCCi и плотностей SCCi тока в электрических проводах (кабелях) для наносекундных импульсов тока в цепях ВСИТ. Остановимся на случае, когда по медным (алюминиевым) жилам (оболочкам) КПП протекает апериодический импульс тока временной формы Tf/Tp=5 нс/200 нс, использовавшийся в свое время при имитации электромагнитного импульса (ЭМИ) высотного ядерного взрыва и испытаниях различных объектов военного и гражданского назначения на стойкость к поражающему действию указанного ЭМИ [4, 7, 8]. Из (2) находим, что для данного расчетного случая коэффициенты формы а1 и а2 используемого импульса тока ip(t) принимают следующие численные значения: а1~3,8-106 с-1; а2~4,7-108 с-1. При этом нормирующий коэффициент kp1 оказывается примерно равным &p1~1,049. В табл. 2 с учетом (3) для конкретного набора значений токовой амплитуды Imp представлены численные значения интеграла действия JCA применительно к протекающему по токонесущим медным и алюминиевым частям исследуемых проводов и кабелей апериодическому наносекундному импульсу тока временной формы tJtp=5 нс/200 нс [4, 9].
Зная численные значения интеграла действия тока JCA (см. табл. 2) и интеграла тока Jcik (см. табл. 1), по (1) сравнительно легко могут быть определены
критические сечения БСа рассматриваемых электрических проводов (кабелей). В табл. 3 приведены рассчитанные по (1) численные значения критических сечений 8са для неизолированных проводов с медными (алюминиевыми) жилами и изолированных проводов (кабелей) с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками), ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией, испытывающих действие апериодического наносекундного импульса тока временной формы т/тр=5 нс/200 нс.
Таблица 2
Численные значения интеграла действия 3СА для наносекундного апериодического импульса тока временной формы 5 нс/200 нс, протекающего в токонесущих частях рассмат-
риваемой КПП [4]
Значение амплитуды Imp= Imp1 импульса тока временной формы 5 нс/200 нс, кА Значение интеграла действия JCiA импульса тока 5 нс/200 нс, А2-с
1 0,141
10 14,13
30 1,27102
50 3,53-102
70 6,92-102
100 1,41 • 103
200 5,65103
500 3,53-104
1000 1,41 • 105
Таблица 3
Численные значения критических сечений $са для проводов (кабелей) с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками) в силовых цепях ВСИТ с наносекундным импульсом тока вида 5 нс/200 нс, амплитуда которого изменяется в диапазоне от 10 кА до 500 кА
Вид изоляции в проводе (кабеле) силовой цепи ВСИТ Материал жилы (оболочки) провода (кабеля) Значение сечения Scc¡, мм2
Амплитуда Imp импульса тока 5 нс/200 нс, кА
10 50 100 500
Без изоляции, ПВХ, Р и ПЭТ изоляция Медь 0,008 0,042 0,085 0,425
Алюминий 0,011 0,057 0,114 0,569
Из данных табл. 3 вытекает, что оценочные критические амплитуды плотностей дсс^1тр/8са наносе-кундного импульса тока временной формы 5 нс/200 нс как для неизолированных проводов, так и проводов и кабелей с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками) и ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией составляют соответственно примерно 1176 кА/мм2 и 878 кА/мм2.
4. Расчетный выбор критических сечений Бса и плотностей дса тока в электрических проводах (кабелях) для микросекундных импульсов тока в цепях ВСИТ. На рис. 1 приведена типичная осциллограмма импульсной А- компоненты тока искусственной молнии, формируемой в сильноточной разрядной цепи высоковольтного генератора тока молнии (ГТМ) для испытаний объектов авиационной и ракетно-космической техники на молниестойкость по требованиям нормативных документов США [10, 11]. Видно, что эта компонента импульсов тока /р(0 имитируемой в лабораторных условиях молнии во времени t изменяется по закону затухающей синусоиды. Осуществим выбор критических сечений Бса и плотностей дса тока в токонесущих жилах (оболочках) проводов и кабелей для разрядной цепи ГТМ применительно к приведенному на рис. 1 импульсу тока /р(0 молнии.
Из опытных данных, представленных на рис. 1, получаем, что для используемого в приближенных расчетах критических сечений SCCi большого экспоненциально затухающего синусоидального импульсного тока декремент его колебаний оказывается равным Ap=ln(Impi/Imp3)=2,505. Из (4) для этого вида импульса тока находим, что коэффициент &p2=1,731. Ниже в табл. 4 приведены рассчитанные по (5) численные значения интеграла действия JCiA для микросекундного импульса тока, изменяющегося во времени t по закону затухающей синусоиды вида (4) [12].
Тек JL • Acq Complete М Pos: 2Ü0.0jus CURSOR
... !
V :
i""1
V" .L i ,,,, ,,,, ,,,, ,,,,
:
-
:
:
Typo
Source
Delta 18,1V
Cursor 1 0,00V
Cursor 2 -18,1V
СН1 S.OOVB^j M SO.Cijüs CH1 \ -600mV
Рис. 1. Типичная осциллограмма микросекундной импульсной А- компоненты тока искусственной молнии, протекающей в разрядной цепи высоковольтного ГТМ (Imp1~-207 кА;
Imp3~-16,9 кА; Гр=185 мкс; масштаб по вертикали - 56,3 кА/деление; масштаб по горизонтали - 50 мкс/деление) [12]
Воспользовавшись (1) и сведенными в табл. 4 результатами расчетного определения интеграла действия JCA импульсного тока ip(t) вида (4), находим критические сечения SCCi для исследуемых проводов (кабелей) в силовых цепях ВСИТ, в которых протекает микросекундный импульс тока вида (4) с АВП, соответствующими опытным данным, характерным для рис. 1. В табл. 5 представлены результаты такого расчетного определения критических сечений SCCi для рассматриваемых проводов и кабелей, широко применяемых в разрядных силовых цепях ВСИТ [1, 2, 12].
Таблица 4
Значения интеграла действия JCiA для импульса тока ip(t), изменяющегося в микросекундном временном диапазоне по закону затухающей синусоиды вида (4)
Значение первой амплитуды Imp1 Значение интеграла дей-
затухающего синусоидального импульса тока, кА ствия JCiA импульса тока вида (4), А2-с
10 4,77-103
30 4,29-104
50 1,19105
70 2,34-105
100 4,77-105
207 2,05-10°
300 4,29-10°
500 11,92-10°
700 23,4-10°
1000 47,7-10°
лочками), ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией численно составляют соответственно около 64 кА/мм2 и 48 кА/мм2.
Таблица 5
Численные значения критических сечений Бса для проводов (кабелей) с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками) в цепях ВСИТ с микросекундным импульсом тока вида (4), первая амплитуда 1тр1 которого изменяется в диапазоне от 30 кА до 207 кА
Вид изоляции в проводе (кабеле) силовой цепи ВСИТ Материал жилы (оболочки) провода (кабеля) Значение сечения SCCi, мм2
Первая амплитуда Imp1 импульса тока вида (4), кА
30 50 100 207
Без изоляции, ПВХ,Ри ПЭТ изоляция Медь 0,469 0,781 1,564 3,243
Алюминий 0,627 1,045 2,092 4,337
5. Расчетный выбор критических сечений SCCi и плотностей дса тока в электрических проводах (кабелях) для миллисекундных импульсов тока в цепях ВСИТ. На рис. 2 показана типичная осциллограмма длительной С- компоненты тока искусственной молнии, генерируемой в лабораторных условиях согласно требований [10] в разрядной цепи ГТМ для целей экспериментального определения молниестой-кости объектов аэрокосмической техники в условиях прямого удара в них линейной молнии. Из данных рис. 2 видно, что апериодический импульс тока ip(t) искусственной молнии отрицательной полярности этой компоненты полного тока грозового разряда изменяется в миллисекундном временном диапазоне. Его амплитуда Imp при tm~11 мс составляет примерно 835 А. При этом длительность фронта испытательного импульса тока составляет около т/^7 мс, а его длительность на уровне 0,5Imp - zp~160 мс. Кроме того, из данных рис. 2 следует, что полная длительность протекания используемой компоненты импульса тока ip(t) искусственной молнии в разрядной цепи высоковольтного ГТМ достигает значения около 1000 мс. На основании предлагаемого электротехнического подхода выполним выбор критических сечений SCCi проводов (кабелей) для разрядной цепи ГТМ, участвующей в формировании указанного импульса тока ip(t).
Tek JL * Acq Complete М Pos: 400.0rns CURSOR
Из приведенных в табл. 5 расчетных данных следует, что оценочные критические амплитуды плотностей 8сср1тр\/БсС1 микросекундного импульса тока 1рф с АВП, соответствующими опытным данным рис. 1, как для неизолированных проводов, так и проводов (кабелей) с медными и алюминиевыми жилами (обо-
СН1 SO.OmVE^
Рис. 2. Типичная осциллограмма миллисекундной длительной С- компоненты тока искусственной молнии, протекающей в разрядной цепи мощного высоковольтного ГТМ (Imp~-835 А; ту=7 мс; тр~160 мс; масштаб по вертикали - 282 А/деление; масштаб по горизонтали - 100 мс/деление) [12]
Из (2) при тр7 мс и xp~160 мс находим, что ai~4,75 с-1, а а2~3,38Т0 с-1. Тогда нормирующий коэффици-
ент кр1 принимает численное значение, равное около 1,077. Используя (3) и варьируя значением амплитуды 1тр, можно рассчитать численные показатели интеграла действия JCA для используемого миллисе-кундного импульса тока ¡р(/). В табл. 6 приведены численные значения величины JCjA для ряда амплитуд 1тр импульса тока ¡р(/) временной формы 7 мс/160 мс.
Таблица 6
Численные значения интеграла действия JC¡A для импульса тока гр(Г), изменяющегося в цепи ВСИТ в миллисекундном временном диапазоне по закону вида (2)
Значение амплитуды /тр=/тр1 униполярного миллисекундного апериодического импульса тока 7 мс/160 мс, А Значение интеграла действия JC¡A миллисекундного импульса тока 7 мс/160 мс, А2-с
100 1,17-103
200 4,68-103
300 1,05104
400 1,87-104
500 2,92-104
700 5,73-104
835 8,15104
900 0,95-105
1000 1,17105
Тогда с учетом данных табл. 6 по (1) в принятом приближении можно найти критические сечения 8са для неизолированных и изолированных проводов и кабелей с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками), ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией, испытывающих воздействие аксиального миллисекундного апериодического импульса тока ¡р(/), АВП которого соответствуют данным рис. 2. В табл. 7 приведены расчетные численные значения критических сечений 8са для указанных проводов (кабелей) с миллисекундным апериодическим импульсом тока ¡р(/) временной формы 7 мс/160 мс, найденных описанным выше путем. Исходя из соотношения вида дсс^1тр/$са, данные табл. 7 позволяют оценить численные значения критических плотностей дса в проводах (кабелях), по которым в продольном направлении протекает мил-лисекундный апериодический импульс тока ¡р(/) временной формы 7 мс/160 мс с амплитудой 1тр, изменяющейся в широком диапазоне от 100 А до 1000 А.
Таблица 7
Численные значения критических сечений 8са для неизолированных проводов и изолированных проводов (кабелей) с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками), ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией в цепях ВСИТ, испытывающих воздействие миллисекундного импульса тока временной формы 7 мс/160 мс, амплитуда 1тр которого изменяется от 100 А до 1000 А
Вид изоляции в проводе (кабеле) силовой цепи ВСИТ Материал жилы (оболочки) провода (кабеля) Значение сечения Scc¡, мм2
Амплитуда 1тр импульса тока 7 мс/160 мс, А
100 500 835 1000
Без изоляции, ПВХ, Р и ПЭТ изоляция Медь 0,077 0,387 0,647 0,775
Алюминий 0,103 0,518 0,865 1,036
Из приведенных в табл. 7 количественных данных следует, что оценочные критические амплитуды плотностей 8сср1тр/Бса миллисекундного апериодического импульса тока ¡р(/) формы 7 мс/160 мс с АВП, соответствующими осциллограмме на рис. 2, для не-
изолированных проводов с медными и алюминиевыми жилами, а также проводов (кабелей) с медными и алюминиевыми жилами (оболочками), имеющих ПВХ, Р и ПЭТ изоляцию, численно составляют примерно 1,29 кА/мм2 и 0,97 кА/мм2 соответственно.
6. Результаты экспериментальной проверки расчетных соотношений для выбора критических сечений БСа и плотностей дса тока в проводах (кабелях) цепей ВСИТ. Данную проверку работоспособности рекомендуемых для расчетного определения по соотношению (1) критических сечений Бса проводов (кабелей) и по соотношению дсс¡^!тр/^са критических амплитуд плотностей импульсного тока ¡р(/) в их жилах (оболочках) осуществим на мощном сильноточном высоковольтном ГТМ [13], моделирующем нормированные по [10] АВП импульсной А- компоненты тока искусственной молнии (см. рис. 1) и оснащенном поверенными государственной метрологической службой соответствующими средствами измерительной техники [15]. Для этого вначале осуществим на указанном генераторе воздействие этой компоненты тока молнии с нормированными по требованиям [10] АВП (/тр1~-205 кА; /тр3~-16,9 кА; Гр~200 мкс; Др~1п(/тр1//трз)~2,495; ^38 мкс; JcA~2,17•106 А2-с), предварительно получаемой на эквиваленте нагрузки (кабеле марки РК 75-17-31 с медной жилой сечением 10,2 мм2), на опытный образец (ОО) длиной 0,55 м провода марки ПВ-2,5 с ПВХ изоляцией и сечением расщепленной медной жилы, равным 5"с1~2,5 мм2. Согласно указанным выше исходным данным для АВП используемого затухающего синусоидального импульса тока микросекундного диапазона и (1) критическое сечение для испытываемого медного провода оказывается примерно равным 5"сс1~3,34 мм2. Этому критическому сечению при |!тр11~205 кА соответствует критическая амплитуда плотности данного импульса тока, численно равная дса~61,4 кА/мм2. Видно, что SC-i<SCC-i. В этой связи можно было еще до проведения запланированного эксперимента заключить, что исследуемый провод при воздействии на его медную жилу сечением SC1~2,5 мм2 импульсной А-компоненты тока молнии с нормированными АВП должен подвергнуться ЭВ и выйти из строя. Действительно, данное заключение подтвердил проведенный на указанном сильноточном ГТМ в условиях высоковольтной лаборатории соответствующий электрофизический эксперимент, результаты которого применительно к характеру резкого изменения во времени / из-за ЭВ медной жилы сечением SC1~2,5 мм2 испытываемого провода марки ПВ-2,5 с ПВХ изоляцией исходного импульса тока ¡р(/) представлены на рис. 3.
Из данных рис. 3 следует, что ЭВ в разрядной цепи указанного ГТМ медной жилы сечением SCl~2,5 мм2 провода марки ПВ-2,5 с ПВХ изоляцией вызывает резкую деформацию протекающего по нему импульса тока ¡р(/) по сравнению с его исходной формой (см. рис. 1). Из осциллограммы на рис. 3 вытекает, что экспериментальное значение критической амплитуды плотности дсс1 микросекундного импульса тока ¡р(/) в проведенном электрофизическом опыте составляет примерно 8сс\~11тр1^с\~66,7 кА/мм2. По сравнению с расчетным значением критической амплитуды плотности дсс1 используемого в эксперименте затухающего синусоидального импульса тока ¡р(/), составляющим дсс1~1т^сс1~205 кА/3,34 мм2~61,4 кА/мм2, по-
лученное опытное значение для критическои плотности Scci тока отличается от него примерно на 8 %.
Тек JL » Acq Complete М Pes: 200.0jus CURSOR
СН1 5.00У М 50.0^ СН1 \ -1.GOV
Рис. 3. Осциллограмма импульсной А- компоненты тока искусственной молнии, деформированной процессом ЭВ в разрядной цепи ГТМ расщепленной медной жилы сечением £с1=2,5 мм2 испытываемого ОО провода марки ПВ-2,5 длиной 0,55 м с ПВХ изоляцией (/тр1=-166,7 кА; ¿сс1~|1тр1|/^с1~66,7 кА/мм2; масштаб по вертикали - 56,3 кА/клетка; масштаб по горизонтали - 50 мкс/клетка) [1, 14]
На рис. 4 показан общий вид рабочего стола высоковольтного сильноточного ГТМ, на котором закреплен испытываемый на электротермическую стойкость к воздействию импульсной А- компоненты тока искусственной молнии с нормированными по [10, 11] АВП (/тр1~-205 кА; /тр3~-16,9 кА; Гр=200 мкс; 4^38 мкс; Др~1п(/тр1//трэ)~2,495; Зсм~2,17-106 А2-с) ОО радиочастотного кабеля марки РК 75-4-11 длиной 0,55 м со сплошной медной жилой сечением £с1=0,407 мм2 и медной оплеткой сечением £с2=2,44 мм2 до воздействия на него указанного микросекундного импульсного тока 1р((). Внутренняя медная жила и наружная медная оболочка-оплетка на краях этого кабеля были соединены параллельно и вместе подключены к разрядной цепи сильноточного высоковольтного ГТМ [14].
СН1 5,00У М 50Ди$
Рис. 5. Осциллограмма импульсной А- компоненты тока искусственной молнии, деформированной ЭВ в разрядной цепи ГТМ сплошной медной жилы сечением £с1=0,407 мм2 и медной оплетки сечением £а=2,44 мм2 испытываемого ОО длиной 0,55 м радиочастотного кабеля марки РК 75-4-11 с ПЭТ изоляцией (/„р^-184,7 кА; ¿со=|4р1|/(£с1+ад=64,8 кА/мм2; масштаб по вертикали - 56,3 кА/клетка; масштаб по горизонтали - 50 мкс/клетка) [1, 14]
На рис. 6 показан внешний вид рабочего стола ГТМ сразу после воздействия указанного импульса тока /р(0 на испытываемый в его сильноточной разрядной цепи ОО кабеля марки РК 75-4-11 с ПЭТ изоляцией и полным сечением его медных токонесущих частей (^с1+^с2)~2,85 мм2. Из-за наступившего в ОО кабеля явления ЭВ его сплошной медной жилы и полой медной оболочки-оплетки произошла сублимация его медных токонесущих частей с разрушением поясной и защитной ПЭТ изоляции испытываемого образца кабеля. Изоляционные и металлические элементы рабочего стола ГТМ подверглись активной металлизации парами меди буро-красного цвета (см. рис. 6). На данном столе в зоне ЭВ испытываемого ОО кабеля наблюдается присутствие мелких расплавленных и обугленных фрагментов его защитной ПЭТ изоляции.
Рис. 4. Общий вид рабочего стола ГТМ с жестко закрепленным на его массивных алюминиевых электродах испытываемого ОО радиочастотного кабеля марки РК 75-4-11 длиной 0,55 м со сплошной медной жилой сечением £с1=0,407 мм2 и медной оболочкой-оплеткой сечением Бс2=2,44 мм2 до воздействия на него импульсной А- компоненты тока искусственной молнии с нормированными АВП (жила и оболочка-оплетка на концах этого кабеля были включены в сильноточную разрядную цепь ГТМ параллельно) [1, 14]
На рис. 5 приведена осциллограмма используемой в эксперименте импульсной А - компоненты тока искусственной молнии, деформированной ЭВ медных токонесущих частей испытываемого ОО радиочастотного кабеля марки РК 75-4-11 с суммарным поперечным сечением жилы и оплетки, равным (^с1+^с2)~2,85 мм2.
Рис. 6. Внешний вид рабочего стола ГТМ после ЭВ токонесущих частей испытываемого в его сильноточной разрядной цепи ОО длиной 0,55 м радиочастотного кабеля марки РК 75-4-11 с ПЭТ изоляцией и включенным в разрыв разрядной цепи высоковольтного генератора суммарным сечением его медной жилы и медной оплетки, равным (£с1+£с2)=2,85 мм2 (4р1=М84,7 кА; ^йтЖ5а+5а)=64,8 кА/мм2) [1, 14]
Из-за того, что для испытываемого кабеля марки РК 75-4-11 выполняется неравенство вида (^с1+^с2)<^сс/ его токонесущие медные части вместе с ПВХ изоляцией были разрушены проявляющимся в проведенном опыте ЭВ сплошной круглой жилы и полой оболочки-оплетки выбранного типоразмера КПП. При расчет-
ном значении по (1) критического сечения для этого типа кабеля, равном Scc¡=3,34 мм2, расчетная критическая амплитуда плотности дса примененного в опыте микросекундного импульса тока ¡р(() для него численно составляла дсср1т^сср61,4 кА/мм2. Из осциллограммы на рис. 5 вытекает, что экспериментальное значение критической амплитуды плотности дса указанного импульса тока ¡р(^ оказывается по модулю численно равным дсс i~Imp/(SC1+SC2)~64,8 кА/мм2. Видно, что полученное опытное значение для величины критической амплитуды плотности дсс импульса тока микросекундной длительности в исследуемом кабеле отличается от ее соответствующего расчетного значения не более чем на 6 %. Таким образом, выполненные на сильноточном высоковольтном ГТМ экспериментальные исследования применительно к микросекундному импульсу тока ¡р(() подтвердили работоспособность предложенных расчетных соотношений по определению критических сечений SCCi и критических амплитуд плотностей дса тока для указанного временного диапазона в токонесущих частях проводов и кабелей силовых цепей ВСИТ
Выводы. 1. Предложенный электротехнический подход позволяет по условию ЭВ в атмосферном воздухе токонесущих частей КПП осуществлять приближенный расчет критических поперечных сечений SCCi и амплитуд плотностей дса тока для неизолированных проводов с медными (алюминиевыми) жилами, а также для изолированных проводов и кабелей с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками) с ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией, по которым протекает импульсный ток ¡р(0, АВП которого изменяются в нано-, микро- и миллисекундном временных диапазонах.
2. На основании полученных приближенных расчетных соотношений продемонстрированы конкретные возможности предложенного электротехнического подхода по выбору критических поперечных сечений SCCi и амплитуд плотностей дса тока в указанных проводах и кабелях силовых цепей ВСИТ, по токонесущим частям которых протекают большие импульсные аксиальные токи ¡р(0, изменяющиеся во времени / по апериодическому закону или закону затухающей синусоиды с первой токовой амплитудой 1тр1.
3. Расчетным путем установлено, что критические амплитуды плотностей дCC;^Imp-i/SCCi импульсного тока ¡р(0 для его рассмотренных временных форм в медных (алюминиевых) жилах неизолированных проводов и изолированных проводах и кабелях с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками), ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией для наносекундного временного диапазона численно составляют соответственно примерно 1176 (878) кА/мм2, для микросекундного временного диапазона - 64 (48) кА/мм2 и для миллисекунд-ного временного диапазона - 1,29 (0,97) кА/мм2.
4. Выполненные с помощью сильноточного высоковольтного ГТМ эксперименты применительно к воздействию на медные токонесущие части провода марки ПВ-2,5 с ПВХ изоляцией и кабеля марки РК 754-11 с ПЭТ изоляцией микросекундного затухающего синусоидального импульса тока искусственной молнии с нормированными АВП согласно требований действующего в области молниезащиты объектов аэрокосмической техники документа США 8АБ АКР
5412: 2013 подтвердили работоспособность рекомендуемых расчетных соотношений для определения критических сечений SCCi и амплитуд плотностей 8CCi тока в указанных проводах и кабелях цепей ВСИТ.
5. Полученные результаты для критических сечений SCCi и плотностей dCCi тока могут быть использованы также в практике осуществления в атмосферном воздухе с помощью электроустановок ВСИТ явления ЭВ неизолированных тонких металллических проводов (проволочек), применяемого в ряде современных прикладных электрофизических технологий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики. Монография в 3-х томах. Том 3: Теория и практика электрофизических задач. - Х.: Точка, 2014. - 400 с.
2. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. - М.: Мир, 1972. - 391 с.
3. Электротехнический справочник. Производство и распределение электрической энергии. Том 3, Кн. 1 / Под общей ред. И.Н. Орлова и др. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.
4. Baranov M.I. A choice of sections of electric wires and cables in circuits of devices of high-voltage high-current impulse technique // Electrical engineering & electromechanics. - 2018. - no.6. - pp. 56-62. doi: 10.20998/2074-272X.2018.6.08.
5. Baranov M.I., Rudakov S.V. Electrothermal action of the pulse of the current of a short artificial-lightning stroke on test specimens of wires and cables of electric power objects // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2018. -vol.91. - no.2. - pp. 544-555. doi: 10.1007/s10891-018-1775-2.
6. Baranov M.I., Kniaziev V.V., Rudakov S.V. Calculation and experimental estimation of results of electro-thermal action of rationed by the international standard IEC 62305-1-2010 impulse current of short blow of artificial lightning on the thin-walled coverage from stainless steel // Electrical engineering & electromechanics. - 2017. - no.1. - pp. 31-38. doi: 10.20998/2074-272X.2017.1.06.
/Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики: Монография в 3-х томах. Том 2, Кн. 1: Теория электрофизических эффектов и задач. - Х.: НТУ «ХПИ», 2009. - 384 с.
8. Рикетс Л.У., Бриджес Дж.Э., Майлетта Дж. Электромагнитный импульс и методы защиты / Пер. с англ. под ред. Н.А. Ухина. - М.: Атомиздат, 1979. - 328 с.
9. Мырова Л.О., Чепиженко А.З. Обеспечение стойкости аппаратуры связи к ионизирующим и электромагнитным излучениям. - М.: Радио и связь, 1988. - 296 с.
10. SAE ARP 5412: 2013. Aircraft Lightning Environment and Ralated Test Waveforms. SAE Aerospace. USA, 2013. - pp. 1-56.
11. SAE ARP 5416: 2013. Aircraft Lightning Test Methods. SAE Aerospace. USA, 2013. - pp. 1-145.
12. Баранов М.И., Кравченко В.И., Носенко М.А. Экспериментальные исследования электротермической стойкости металлических элементов летательного аппарата к прямому воздействию тока искусственной молнии. Часть 2: Стойкость медных проводов и кабелей // Електротехнжа i електромеханжа. -2011. - №2. - С. 46-55. doi: 10.20998/2074-272X.2011.2.11.
13. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel'skii O.S., Dnyshchenko V.N. A Current Generator of the Artificial Lightning for Full-Scale Tests of Engineering Objects // Instruments and Experimental Technique. - 2008. - no.3. -pp. 401-405. doi: 10.1134/s0020441208030123.
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.
15. Baranov M.I., Buriakovskyi S.G., Rudakov S.V. The metrology support in Ukraine of tests of objects of energy, aviation and space-rocket engineering on resistibility to action of pulses of current (voltage) of artificial lightning and commutation pulses of voltage // Electrical engineering & electromechanics. -2018. - no.5. - pp. 44-53. doi: 10.20998/2074-272X.2018.5.08.
REFERENCES
1. Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki. Monografiya v 3 tomah. Tom 3: Teorija i praktika elektrofizicheskih zadach [Selected topics of Electrophysics. Monograph in 3 vols. Vol. 3: Theory and practice of electrophysics tasks]. Kharkiv, Tochka Publ., 2014. 400 p. (Rus).
2. Knopfel' G. Sverkhsil'nye impul'snye magnitnye polia [Ultra strong pulsed magnetic fields]. Moscow, Mir Publ., 1972. 391 p. (Rus).
3. Orlov I.N. Elektrotehnicheskij spravochnik. Proizvodstvo i raspredelenie elektricheskoj energii. Tom 3, Kn. 1 [Electrical engineering handbook. Production and distribution of electric energy. Vol. 3, Book 1. Ed. I.N. Orlov]. Moscow, Energoa-tomizdat Publ., 1988. 880 p. (Rus).
4. Baranov M.I. A choice of sections of electric wires and cables in circuits of devices of high-voltage high-current impulse technique. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no.6, pp. 56-62. doi: 10.20998/2074-272X.2018.6.08.
5. Baranov M.I., Rudakov S.V. Electrothermal action of the pulse of the current of a short artificial-lightning stroke on test specimens of wires and cables of electric power objects. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2018, vol.91, no.2, pp. 544-555. doi: 10.1007/s10891-018-1775-2.
6. Baranov M.I., Kniaziev V.V., Rudakov S.V. Calculation and experimental estimation of results of electro-thermal action of rationed by the international standard IEC 62305-1-2010 impulse current of short blow of artificial lightning on the thin-walled coverage from stainless steel. Electrical engineering & electromechanics,
2017, no.1, pp. 31-38. doi: 10.20998/2074-272X.2017.1.06.
7. Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki: Monografija v 3-h tomah. Tom 2, Kn. 1: Teorija elektrofizicheskih effektov i zadach [Selected topics of Electrophysics: Monograph in 3 vols. Vol. 2, book. 1: Theory of electrophysics effects and tasks]. Kharkov, NTU «KhPI» Publ., 2009. 384 p. (Rus).
8. Ricketts L.U., Bridges J.E., Mayletta J. Elektromahnitnij impul's i metody zashchity [Electromagnetic pulse and methods of protection]. Moscow, Atomizdat Publ., 1979. 328 p. (Rus).
9. Myrova L.O., Chepizhenko A.Z. Obespechenie stojkosti apparatury svyazi k ionyzyruyushchim i elektromahnytnim izlu-cheniyam [Ensuring stability of communications equipment to the ionizing and electromagnetic of radiations]. Moscow, Radio and Communications Publ., 1988. 296 p. (Rus).
10. SAE ARP 5412: 2013. Aircraft Lightning Environment and Ralated Test Waveforms. SAE Aerospace. USA, 2013. - pp. 1-56.
11. SAE ARP 5416: 2013. Aircraft Lightning Test Methods. SAE Aerospace. USA, 2013. - pp. 1-145.
12. Baranov M.I., Kravchenko V.I., Nosenko M.A. Experimental research into electrothermal stability of aircraft metallic elements against direct action of artificial lightning current. Part 2: stability of copper wires and cables. Electrical Engineering & Electromechan-ics, 2011, no.2, pp. 46-55. doi: 10.20998/2074-272X.2011.2.11.
13. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel'skii O.S., Dnyshchenko V.N. A Current Generator of the Artificial Lightning for Full-Scale Tests of Engineering Objects. Instruments and Experimental Technique, 2008, no.3, pp. 401405. doi: 10.1134/s0020441208030123.
14. Baranov M.I., Kravchenko V.I. Electrothermal resistance wire and cable to the aircraft to the striking action pulsed current lightning. Electricity, 2013, no.10, pp. 7-15. (Rus).
15. Baranov M.I., Buriakovskyi S.G., Rudakov S.V. The metrology support in Ukraine of tests of objects of energy, aviation and space-rocket engineering on resistibility to action of pulses of current (voltage) of artificial lightning and commutation pulses of voltage. Electrical engineering & electromechanics,
2018, no.5, pp. 44-53. doi: 10.20998/2074-272X.2018.5.08.
Поступила (received) 12.11.2018
Баранов Михаил Иванович, д.т.н., гл.н.с., НИПКИ «Молния»
Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»,
61013, Харьков, ул. Шевченко, 47, тел/phone +38 057 7076841, e-mail: baranovmi@kpi.kharkov.ua
M.I. Baranov
Scientific-&-Research Planning-&-Design Institute «Molniya», National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 47, Shevchenko Str., Kharkiv, 61013, Ukraine. Calculation and experimental determination of critical sections of electric wires and cables in the circuits of devices of high-voltage high-current pulse technique. Purpose. Implementation of calculation and experimental determinations of critical sections and current densities in electric wires and cables of circuits of devices of high-voltage high-current impulse technique (HHIT), characterized flowing of pulse current ip(t) with different amplitude-temporal parameters (ATPs). Methodology. Electrophysics bases of technique of high-voltage and large pulse currents, theoretical bases of electrical engineering, bases of electrical power energy, technique of high electric and magnetic fields, and also measuring technique. Results. The results of the developed electrical engineering approach are resulted in calculation choice on the condition of electric explosion (EE) in atmospheric air of current-carrying parts of cable-conductor products of critical sections of SCCi of the uninsulated wires, and also the insulated wires and cables with polyvinyl chloride (PVC), rubber (R) and polyethylene (PET) insulation with copper (aluminum) cores (shells) on which in the circuits of HHIT the pulse axial-flow current ip(t) flows with arbitrary ATPs. On the basis of this approach the results of choice of critical sections SCCi are shown for the indicated electric wires (cables) of power circuits of HHIT with pulse current, ATPs of which with amplitudes of Imp=(0.1-1000) kA change on a аperiodic law or law of attenuation of sine wave in nano-, micro- and millisecond temporal ranges. The results of calculation estimation of critical amplitudes of current densities SCCi of -pulses of current ip(t) of the examined temporal shapes are presented in the indicated electric wires and cables of circuits of HHIT. By a calculation way it is set that critical amplitudes of current densities SCCi of pulse current ip(t) for its indicated temporal shapes in the copper (aluminum) cores of the uninsulated wires and insulated wires and cables with copper (aluminum) cores (shells), PVC, R and PET insulation for nanosecond range are numerically 1176 (878) kA/mm2, for the microsecond range 64 (48) kA/mm2 and for the millisecond range 1.29 (0.97) kA/mm2. By the powerful high-voltage generator of current of artificial lightning experimental verification of applicability of the offered calculation relations is executed for the choice of critical sections SCCi and amplitudes of current densities SCCi in wires (cables) at their EE. Originality. First by a calculation way for the specific temporal shapes of pulse currents ip(t) in the discharge circuits of HHIT, changing in nano-, micro- and millisecond temporal ranges with the wide change of the amplitudes Imp on an аperiodic law or law of attenuation of sine wave, the numeral values of critical sections SCCi and amplitudes of current densities SCCi are obtained for the uninsulated wires, insulated wires and cables with copper (aluminum) cores (shells), PVC, R and PET insulation. Practical value. Application of the obtained results is in practice of tests of objects of electrical power energy, aviation and space-rocket technique on resistibility to action of pulse currents ip(t) with different ATPs of natural (currents of the imitated lightning) and artificial (discharge currents of HHIT) origin will be instrumental in the increase of electro-thermal resistibility of the uninsulated wires, and also the insulated wires and cables with PVC, R and PET insulation of HHIT widely applied in power circuits. References 15, tables 7, figures 6.
Key words: high-voltage high-current pulse technique, electric wires and cables, calculation choice of critical sections of wires and cables in circuits of pulse technique, experiment.
