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4-24 电流注入法九芯电缆EMP耦合规律周启明 黄聪顺 杨 蓉利用水平极化辐射波模拟器提供的 HEMP模拟环境，进行近地电缆HEMP耦合试验称作一级模拟；利用三同轴或三平行实验装置，用电流注入法模拟电缆屏蔽层的HEMP感应电流（简称皮电流），所进行的芯线感应电压、感应电流（简称芯电压和芯电流）测量，则称作二级（或二次）模拟。三同轴装置为轴对称结构，三平行装置为左右对称结构，其皮电流分别为轴对称均匀分布和左右对称非均匀分布。由于九芯电缆的8根芯线呈螺旋状绕在小同轴电缆上，故两装置上的测量结果不会因皮电流分布的不同而有所差别。实验主要在三同轴装置上进行，实验布局如图 1所示。通过测量芯- 皮间、芯- 芯间的芯电压和芯电流，研究芯线始端和末端电阻负载变化对芯电压的影响，芯电压随皮电流幅度及波形的变化，芯电压随电缆长度的变化，以及芯电压与芯电流的关系。
基于始端电阻变化对芯电压的影响很小，而末端电阻变化对芯电压影响较大的实测结果，得到了芯电压的双回路等效电压源模型（图2）。芯电压源U(t)为一个R内的等效电压源，电压源的幅度等于开路的芯电压，电压源的内阻等于开路芯电压除以短路芯电流 的商。图3的曲线表明，按照电阻分压器原理得到的末端电阻负载上的芯电压U(t)计算值与测量值符合得很好。
实验得到的规律性结论如下： (a) 芯电压随皮电流幅度线性变化；(b) 芯电压幅度与皮电流波形的前、后沿快慢密切相关，前后沿越快则芯电压越大；(c) 受皮电流脉冲的前、后沿激励，芯电压波形形成两个衰减振荡。振荡的主频相同，且随电缆长度变化，而与皮电流前、后沿的快慢无关；(d) 芯电压随电缆长度近似线性变化（至少在5m内如此）。在5，3.8m和1.4m长度下，测得的耦合系数ξ（单位长度单位皮电流的芯电压值）非常接近，最大相对误差只有10%。耦合系数ξ与转移阻抗ZT有相同的量纲。 |
