电磁脉冲防护理论与技术
雷电磁脉冲，以及人为的各类电磁脉冲装置工作时，会在目标区域产生强大的电磁脉冲冲击波，电场强度从1000V/m ～10^5V/m不等，具有高电压、高场强、频谱宽、范围广的特点，通过强大的辐射耦合效应，或者用过各类线缆进入电子、电气设备，对设备内部的半导体组件带来强大的毁损效应。
1.1: 静电：是自然界常见的电磁脉冲辐射源，静电放电(ESD)可以产生高电压、强电场、大电流，形成宽频带的电磁脉冲辐射场。典型的ESD辐射场为衰减震荡波形，持续时间在500nS，场强峰值在150V/m，中心频率在40MHz左右。
1.2: 雷电磁脉冲(LEMP)：LEMP是伴随着雷电放电产生的电流瞬变和强电磁场辐射，属于雷电的二次效应，是信息化时代的公害，也是EMP防护的热点与难点。由静电脉冲、地电流浪涌和电磁脉冲辐射场三部分组成。
1.3: 核电磁脉冲(NEMP) : 以高空核电磁脉冲(HEMP)危害最大。
核电磁脉冲分为三个阶段，如下图： 早期（E1）为高频能量短脉冲，耦合到线缆中以后，通常具有20/500ns双指数脉冲的特征，在线缆上感应的峰值电流最大可达2000A；中期（E2）为中频脉冲，在线缆中感应的波形类似于1.5/400us双指数脉冲，最大电流可达250A，该脉冲具有更高的能量；晚期（E3）为低频长脉冲，主要是对长的电力线造成损坏，与EMP防护关系不大。
1.4: 非核电磁脉冲，主要指高功率微波，电磁炸弹等，EMP场强峰值低于NEMP，是高效的电子战，信息战工具。
普通浪涌抑制器，在浪涌到来时，只响应一个过电压或者电压变化；作为前沿技术，正弦波跟踪浪涌抑制电路，具有普通浪涌抑制器的功能，还响应于频率的变化，即不论浪涌落在正弦波的何处，都起同样的抑制作用，EMP滤波器TYJ6200系列产品具备浪涌正弦波跟踪功能。如下图。
3.1: 浪涌抗扰度试验–IEC61000-4-5,IEC61643-11;
3.2: 抗扰度试验–IEC61000-4-24，EMP防护按照严酷程度分为I，II，III级，如下表：
| 试验等级 | 适用对象 | 残余峰值电流（在2Ω阻抗下测试） |
|---|---|---|
| I级 | 工业领域 | ＜353A(在250VAC,50Hz条件测试) |
| II级 | 关键基础设施 | ＜50A(在250VAC,50Hz条件测试) |
| III级 | 军事设施（等同于MIL-STD-188-125） | ＜10A(在250VAC,50Hz条件测试) |
3.3：GJB151B-RS105 (对应美标：MIL-STD-461E)
| 峰值电场：大于50kV/m | 峰值磁场：大于130A/m |
| 脉冲上升时间：1.8ns | 脉冲长度：23ns |
3.4：浪涌保护器SPD试验参考标准GB50343.
| 雷电防护等级 | 总配电箱 | 分配电箱 | 机箱、机柜端口 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 10/350µsI类试验 | 8/20µsII类试验 | 8/20µsII类试验 | 8/20µsII类试验 | 1.2/50&8/20µsIII类组合波试验 | |
| A级 | Iimp≥20kA | In≥80kA | In≥40kA | In≥5kA | Uoc≥10kV&Isc≥5kA |
| B级 | Iimp≥15kA | In≥60kA | In≥30kA | In≥5kA | Uoc≥10kV&Isc≥5kA |
| C级 | Iimp≥12.5kA | In≥50kA | In≥20kA | In≥3kA | Uoc≥5kV& Isc≥3kA |
| D级 | Iimp≥12.5kA | In≥50kA | In≥10kA | In≥3kA | Uoc≥5kV& Isc≥3kA |
高空核电磁脉冲(HEMP)防护，分设备层面与建筑物两部分，具体实施方案如下图：
备注：
(1) 滤波器A为设施级电磁脉冲滤波器，用于配电网络，设施入口。额定电压250/440VAC， 单/三相电流16~100安培，通流量40kA(8/20us波形)。
(2) 滤波器B 为 设备级电磁脉冲滤波器，直接用于屏蔽机箱、机柜。额定电压250VAC,6~16安培，通流量40kA(8/20us波形)；漏电流很小，且集成正弦波浪涌跟踪电路，特别适合敏感设备的电磁脉冲防护。
(3) 良好的电磁屏蔽，同样至关重要，我司建议：I，II级防护模块的电场屏蔽效能为40~60dB，设备端屏蔽效能不低于80dB。
(1)电路由瞬态电路和稳态电路组成，瞬态电路具备失效热保护功能，消除了安全隐患；
(2)领先的设计，浪涌的正弦波动态跟踪抑制，浪涌残压远低于普通浪涌抑制器；
(3)泄漏电流小，符合安规标准，与航插做集成，可以取得最佳使用效果；
(4)用于通过各类高强度瞬态波形的抗扰度测试：如CS117,RS105等等。
| 规格型号 | 额定电压电流 | 工作频率 | 温度范围 | 泄漏电流 | 通流量 | 插入损耗 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TYJ6200T-6Z | 6A@250VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤2.5mA | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
||||||
| TYJ6200T-10Z | 10A@250VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤2.5mA | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
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| TYJ6200T-16Z | 16A@250VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤2.5mA | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
||||||
| TY610W-2A-16EMP | 16A@250VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤0.5A | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
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| TY610W-2A-32EMP | 32A@250VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤0.5A | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
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| TY610W-2A-63EMP | 63A@250VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤0.5A | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
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| TY610W-2A-100EMP | 100A@250VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤0.5A | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
||||||
| TY610W-4A-16EMP | 4×16A@440VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤2.5mA | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
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| TY610W-4A-32EMP | 4×32A@440VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤2.5mA | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
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| TY610W-4A-63EMP | 4×63A@440VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤2.5mA | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
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| TY610W-4A-100EMP | 4×100A@440VAC | 50Hz | -40℃~70℃ | ≤2.5mA | 40kA(8/20µs) | >25dB@10k~100kHz >70dB@100k~18GHz |
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备注：
(1)TY610W系列可用于配电网络，建筑设施入口处；TYJ6200T系列用于屏蔽机箱、机柜入口处。
(2)TYJ6200T系列EMP滤波器具备浪涌正弦波跟踪功能。
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