4-35 近地九芯电缆的HEMP耦合模拟试验

周启明 罗学金 许献国 邓建红 曹占峰 王自元 　赵汝清 李小伟 杨 蓉

　　遭遇高空电磁脉冲（HEMP）袭击时，各种缆线是耦合HEMP能量的重要途径。因此，研究HEMP对近地电缆的耦合，对于电子设备和系统的抗HEMP加固具有十分重要的意义。除进行理论研究、数值模拟和电流注入法二次模拟外，利用大型EMP模拟器进行各种模拟试验也非常重要。1999年至2001年，几个单位联合起来，发挥各自的优势，在DFM- 600型水平极化辐射波模拟器上，先后进行了三轮近地电缆HEMP耦合模拟试验以及其它效应试验。既获得了特种腔体和特种缆线HEMP耦合的很有价值的效应试验数据，又用九芯电缆SYVZ-9进行了规律性试验研究，可为评估提供试验依据。

　　九芯电缆是一个带屏蔽的多芯电缆，8根芯线呈螺旋形绕在中间的小同轴电缆上。试验时，相邻两根芯线组成一对，4根芯线对接4个不同的负载。电缆外皮的3种技术状态分别为两端接地、单端接地和悬空不接地。同时测量环境场、屏蔽层电流（皮电流）、芯线电压和芯线电流，就可得到它们间的各种关系。图1为多芯电缆HEMP耦合试验测点布局示意图。图2为皮电流实测波形与计算波形的对比。从波形的对比还可以看出，皮电流波形特点与电缆外皮接地状态密切相关，电缆两端接地时，不论是否架高，皮电流均为双极性宽脉冲波形。两端悬空时，皮电流为衰减振荡波形，振荡频率f与电磁波的传播速度v成正比，与电缆长度L的两倍成反比。单端接地时，振荡的主频只有两端悬空时的一半。计算波形与实测波形在振荡周期及衰减特性等方面具有较好的一致性。

　　得到结论还有：(1) 皮电流随环境场线性变化，可用单位场强的皮电流值表示皮电流耦合系数；(2) 芯线电压随皮电流线性变化，100W负载上的芯电压为10W上的两倍，与外皮接地状态无关，此结果与注入实验结果一致，由此提出芯线耦合的等效电压源（R_内）模型可以很好地解释芯电压随负载电阻的变化；(3) 同一负载上芯线电压与芯线电流有相似的波形，其峰值之比基本等于负载电阻值，造成误差的原因为示波器扫速过慢，致使在波形变化快的情况下有些点未采到。