电磁脉冲防护要点
强电磁场环境中电磁防护的几点建议
计算机内部电源部分和 电路部分 的损坏 。计算 抵御电磁武器对我 国计 算机信 息的威 胁，提高
我国的软军事力量。
对计算机系统构成 了巨大的威胁 。因此 ，在强 机 网络上的很大部分服务器和生活应用 中不 可 电磁场 环境中设置 电磁防护是很有必要 的。
缺少 的路 由器以及各种信息处理终端都可 以被
部 的 系 统 进 行 一 系 列 的破 坏 。 在 电 子 设 备 工 作
４总结
电气设 备和 信 息设备 在强 电磁 场环 境下 极 易受到 电磁干扰 ，为了避 免电磁脉冲的能量
时 ，电力系统如 果出现了短路或者断路故障 ， 都会有 电流浪涌 的现 象。电流 浪涌通 过各种线
安全 问题 ，电磁脉 冲如果作为一种武器来冲击 缆进入到通信和信息设备 中，虽然 电流浪 涌的 对 信 息 设 备 和 通 讯 设 备 造 成 危 害 ， 需 要 合 理 的
计算机 网络 ，会对 计算机有很严重 的破坏性 。 电磁环境 的复杂程度使 得强 电磁脉冲对通讯和 信息设备造成 了损 坏。它的硬杀伤和软破坏力 现象不会持续很长 的时 间，可 能只有 几十 微秒
左 右 ，但 是 在 着 不 到 一 秒 的时 间 ，还 是会 造 成
采取上述建议 的措施对 计算机 设备进行保护。 在现代信息社会 中，加大 电磁 防护可 以有 效的
电磁 脉冲 能 量 耦 合 进 来 ，造 成 电源 、路 由器 、
１强电磁场脉冲的基本类型
参考文 献
［ １ 】张传 元 ．电磁 兼容 与电磁 防护相 关研 究进
展 ［ Ｊ ］ ．科 研 ， ２ ０ １ ６ ． ［ ２ 】谈 儒 猛 ．通 信 系统 的 大 功 率 电磁 防护 ［ Ｊ ］ ．
电子战装备电磁脉冲防护
天线及其连接电缆、设备间的长 连接线和交流电源引人的。特别 是天线和连接电缆以及通讯设备 的前端要经受非常高的电压和电 流。电磁脉冲的防护装置必须是 既能保护设备，又不影响设备的 工作性能，而且还能承受电磁脉 冲感应的瞬态能力。 火花隙放电器由两个或两个 以上电极组成，电极之间由空气 或其它气体隔离，电极连接到被 保护的线路和接地系统之间。当 电压超过某一值时， 气隙被击穿， 流过器件的电流增大， 电压降低， 把藕合的能量短路到地，从而保 护了与线路相连的设备。 气体放电管是充有低压气体 的放电器，可以获得较低的击穿 电压。与火花隙放电器相比， 它的 峰值电流和电荷释放能力受到较 大的限制。用于由外部屏蔽长电 缆引人设备的线对、或设备内部 裸露线对的二次防护时，采用平 衡双线型式效果较好。在同轴线 上采用同轴型放电管比较有效。 它的极间电容小，在非导通状态
２７
尖端科技 !"#$$%&’()*+,-./0-,/1+
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
下几乎没有损耗，但是把放电电 流限制在!"" #$时会发生辉光放 电。 火花隙放电器和气体放电管 在击穿点上呈现负动态阻抗， 即 这些放电装置的端电压将随着放 电电流增加而下降。由于它们的 这种特性，往往会在被防护线路 中引起难以预测的不稳定。另外， 放电电压和电流的突变，还可能 激励被防护的电路。为此， 我们把 低通滤波器接在火花隙放电器之 后。因为在电源线上线性滤波器 通常承受不了过高的峰值电压， 所以先用火花隙放电器限制电 压， 再用滤波器起隔离作用， 使内 部电路不受负动态阻抗及其激励 作用的影响。滤波器的输入并联 电容会降低电压上升速率，保护 装置的击穿电压有所下降。当感 应的电磁脉冲浪涌上升到一定幅 度时，火花隙击穿进行第一级保 护， 但仍有较大电压输出， 该电压 再经低通滤波器，幅度就进一步 减小， 上升速度也明显降低了。 %&% 合理设计电路 在电路设计中，用时间鉴别 对电磁脉冲的防护是有效的。假 如设计一个电路， 使所希望的信 号必须在特定的时间周期内出 现， 该周期比电磁脉冲的周期要 长， 这样就可以避免电磁脉冲可 能引起的差错。在某些场合， 通 过设计网络响应， 要求信号同时 或以某种时序出现在不同的编 码线上。 因为电磁脉冲引起的瞬 时干扰不满足这种特殊要求， 所 以电路就不予响应。 用编码和定时鉴别， 或者同 时使用的逻辑设计可以加强对 任意瞬变过程的防护。例如， 设 计一个时序系统， 这个系统以特 定的脉冲编码顺序， 而不是根据
电磁脉冲的原理
电磁脉冲的原理电磁脉冲（Electromagneticpulse,EMP）是一种强烈的电磁辐射，能够对电子设备、通信系统、能源系统等造成破坏。
电磁脉冲的产生与传播是一个复杂的物理过程，涉及电磁场、电磁波、电磁辐射、电磁干扰等多个方面的知识。
本文将从电磁脉冲的原理入手，对其产生、传播、影响等方面进行介绍。
一、电磁脉冲的产生电磁脉冲的产生有多种方式，其中最常见的是高空核爆炸产生的电磁脉冲（HEMP）。
核爆炸时，高能粒子和辐射能量会产生大量的电磁波，这些电磁波会随着大气电离层的存在而被反射、折射和散射，形成一种强烈的电磁脉冲。
除了核爆炸，雷电、电子加速器、高功率电磁波装置等也能产生电磁脉冲。
二、电磁脉冲的传播电磁脉冲在传播过程中会受到电离层、电磁波传播损耗、地形地貌等多种因素的影响。
一般来说，电磁脉冲的传播距离与频率有关，高频电磁脉冲传播距离较短，低频电磁脉冲传播距离较远。
此外，电磁脉冲在传播过程中会与地球磁场相互作用，形成一种磁场效应，进一步加强了电磁脉冲的破坏力。
三、电磁脉冲的影响电磁脉冲对电子设备、通信系统、能源系统等造成的影响是非常严重的。
电磁脉冲的辐射能量能够破坏电子设备中的电子元件，导致设备失效。
通信系统受到电磁脉冲的影响后，信号传输会受到干扰或者中断，导致通信系统失效。
能源系统受到电磁脉冲的影响后，电力设备会失灵，导致能源系统瘫痪。
因此，电磁脉冲对国家安全和社会稳定造成的威胁是不容忽视的。
四、电磁脉冲的防护为了防止电磁脉冲对电子设备、通信系统、能源系统等造成破坏，需要采取相应的防护措施。
一般来说，电磁脉冲的防护措施可以分为三个层次：硬化、隔离和屏蔽。
硬化是指通过设计和制造电子设备来提高其抵御电磁脉冲的能力。
隔离是指将电子设备、通信系统、能源系统等与外界隔离，减少电磁脉冲对其的影响。
屏蔽是指通过使用屏蔽材料或者屏蔽结构来减少电磁脉冲对电子设备、通信系统、能源系统等的影响。
五、结语电磁脉冲是一种强烈的电磁辐射，对电子设备、通信系统、能源系统等造成的影响是非常严重的。
雷电电磁脉冲防护基本原理和初步实践经验
太阳黑子
高压配电系统对地短路造成的过电压
上述七种外部干扰源经常出现并造成危
害的主要有 ∞ ° ≥∞ ° 和 ∞≥⁄ 在 ∞≤ ) 中对 ∞ ° 定义为 / 作为干扰源的
闪电电流和闪电电磁场 0与 ∞ ° 相比 ∞ ° 的电磁场强度!陡度和破坏范围都弱
得多 但雷电这一大气物理现象 每次释放的
数百兆焦耳 能量与足可影响敏感设备
在其
5过电压保护理论与实践6一书中列出防雷保护
系统框架图 经笔者修改后如下图 图 所示
外部防雷
内部防雷
过电压保护
接闪针网带
引下线
接地装置
空间屏蔽
等电位# 连接
防闪络 安全距离
∞≤
)
)
∞≤
∞≤
∞≤
∞≤
∞≤
)
图 雷电防护系统示意图
注 国际电信联盟公布的/ 干扰的防护0建议 × Ø 系列中 Ø ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 也有详细的规定和说明
就是电 距今也有 多年了 而对雷电波形
雷电流参数和电磁耦合过程的确认却是近十
几年的事
年 ∞≤
))和 年
∞≤
) 相继公布了雷电流参数 表 !表
! 表 和 雷 电 波 形 图 图 ! 图 ∞≤
) 的附录 ⁄ 提供了/ 电磁耦合过程0的
信息资料
表1 首次雷击的雷电流参数
雷电流参数 见图
Ι 幅值
Τ 波头时间 Λ
) 和 ∞≤ 提出如下注意事项
) 为准 笔者特
主要部分使用非金属材料 如木棍
或碳素纤维材料外表涂以漆物! 玻璃钢筒内
置高阻液体 的接闪装置 由于其通流后耐高
能量的能力低 接闪后容易炸断 在工程中应
雷电电磁脉冲的防护
《雷电电磁脉冲的防护》1、总则1.1 范围与目标IEC61312-1为建筑物内或建筑物上的信息系统的有效的雷电防护系统的设计、安装、检查、维护及测试提供信息。
下列情况不属本标准范围：车辆、船舶、航空器，而各种离岸装置则由专门机构制定的规程管理。
本标准不考虑系统设备本身。
然而，本标准为信息系统的设计者的抗IEMP防护系统的设计者之间，为了达到最佳防护效能而进行的合作提供一些指导原则。
1.2 引用标准以下标准包含的条文，通过在标准中引用而构成本标准的条文。
在标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
ISO及IEC的成员都持有现行有效的国际标准。
IEC61024-1：1990，建筑物防雷——第一部分：通则。
1.3 术语及定义不仅IEC61024-1中给出的定义适用于本标准，而且以下定义也适用于本标准。
1.3.1 连接网络：将系统的各个外露可导电部分连接起来的导体所构成的网络。
1.3.2 共用接地系统：连接至接地装置的建筑物的所有互连的金属装置（包括外部防雷装置）。
1.3.3 接地基准点（ERP）：共用接地系统与（信息）系统的连接网络间的唯一连接点。
1.3.4 环境区：规定了电磁条件的区。
1.3.5 等电位连接：在IEC61024-1中所定义，且如IEC61024-1的3.1.1中所描述的用连接线或浪涌抑制器所作的连接。
1.3.6 雷电流：雷击点的电流。
1.3.7 雷电电磁脉冲（LEMP）：作为干扰源的闪电电流及闪电电磁场。
1.3.8 防雷区（LPZ）：雷电电磁环境需被规定并加以控制的区。
1.3.9 局部连接板：在相邻两防雷区界面上的连接板。
1.3.10 长时间雷击：电流持续时间（从波前10%幅值点至波尾10%幅值点）大于几十毫秒而小于1秒的雷击（见图1）。
1.3.12 浪涌保护器（SPD）：用于抑制线路传导过电压及过电流的器件，如IEC61024-1中定义的浪涌抑制器，还包括放电间隙、压敏电阻、二极管、滤波器等。
(完整版)铁路信号设备电磁兼容及雷电电磁脉冲防护实施意见-00006
附件铁路信号设备电磁兼容及雷电电磁脉冲防护实施意见目录1 总则 (3)2 铁路信号设备电磁兼容和雷电防护的基本要求 (4)2.1 电磁兼容试验 (4)2.2 雷电防护试验 (4)3 铁路信号设备专用防雷保安器（SPD）的基本要求 (5)3.1 一般要求 (5)3.2 电源防雷保安器的要求 (6)3.3 信号传输线防雷保安器的要求 (7)3.3.1 安装在室内的信号传输线防雷保安器（SPD）的要求 (7)3.3.2 安装在室外的信号传输线防雷保安器（SPD）的要求 (10)4 铁路信号设备用防雷元件的基本要求 (10)5 铁路信号设备综合防雷的基本要求 (11)5.1 信号楼的直击雷防护和屏蔽 (11)5.1.1 既有信号楼 (11)5.1.2 新建信号楼 (11)5.2 室外信号设备的直击雷防护和屏蔽 (12)5.3 接地系统 (13)5.3.1 一般要求 (13)5.3.2 既有信号楼接地系统改造 (14)5.3.3 新建信号楼接地系统建设 (15)5.4 接地汇集线及等电位连接 (16)6 防雷设备设置、安装和施工的基本要求 (19)6.1 一般要求 (19)6.2 电源防雷保安器（SPD） (20)6.3 信号传输线防雷保安器（SPD） (20)7 其他要求 (22)1 总则1.0.1为统一铁路信号设备电磁兼容性及雷电电磁脉冲的防护标准，提高信号设备抵抗电磁干扰能力，防止或降低雷电的危害，保证信号设备安全工作，制定本实施意见。
1.0.2信号设备本身应有符合规定的承受过电压和过电流的能力。
1.0.3 根据《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》（TB/T 3074-2003），铁路信号设备雷电电磁脉冲安全防护，应当采取以下措施：a.改善信号设备所处场地及机房电磁环境条件；b.机房和线路屏蔽；c.等电位连接；d.合理布线；e.在所有信号设备与外线的接口处设置防雷保安器等；f.良好地接地。
雷电电磁脉冲安全防护框图见图1。
雷电电磁脉冲及其防护
雷电电磁脉冲及其防护1 、雷电电磁脉冲的物理特性(1)物理特性从积雨云的密布到发生闪电，会出现三种物理现象。
①云中静止电荷产生的静电场，产生静电感应现象，地面及各种导体会产生感应电荷，呈观静电场的作用。
这种作用随着距离的增大而迅速减小，与距离的三次方成反比。
②积雨云中电荷的移动（包括闪电）会产生磁场，若磁场强度发生变化就会出现电磁感应现象，这就是感应场产生的作用。
这种作用随着距离的增大而减小较快，与距离的平方成反比。
③闪电发生时，会出现电磁波辐射。
这种辐射场也随距离增大而减小，但比较缓慢，它与距离的一次方成反比。
除了注意上述三种物理现象，更应密切注意雷电流的变化特性，因为雷电的破坏作用与雷电流的峰值和波形密切相关。
现代防雷装臵正是根据雷电流的物理特性设计的，其主要的物理特性是：①峰值电流决定闪电的机械力和电力的作用大小以及雷灾的危害程度；②到达峰值的时间，数值愈小，冲击力愈大，在选用防雷元器件时应考虑响应速度；③最大电流变化率决定了闪电的电磁感应强弱，是电子设备防雷技术中应特别重视的参量，因为电子设备防雷技术中主要是对感应雷的防护；④半峰值时间或到达波尾中间的时间，是指回击电流减小到峰值一半时的时间，这个时间越长，热效应越大，容易造成元器件的损坏，也容易引起火灾。
超过lOO}上s就属于热闪电了。
(2)雷电电磁脉冲的频谱分析雷电电磁脉冲的频谱是研究避雷的重要依据，从频谱结构可以获得雷电电磁脉冲电压、电流的能量在各频段的分布。
根据这些资料可以估算通信设备或系统在其频率范围内可能遭受到的雷电冲击的幅度和能量大小，并以此作为确定避雷措施的参数。
①雷电流峰值比率的频率分析雷电流峰值比率的频率分布是指在雷电流的频谱范围内，每一个频率的电流峰值与雷电流峰值之比的频率分布。
雷电流主要贫布在低频部分，随频率升高迅速递减。
电波的波头越陡，高次谐波越丰富，波尾越长，低频部分越丰富。
②电流峰值比率积累的频率分布雷电流的破坏作用主要表现在对设备的过电压击穿和冲击能量过大的热击穿。
舰船电磁脉冲效应和防护技术
.-.,1023/45.16, 7+-8. .>>.,1 /59 1<. 7021.,1625 3./8+0.8 25 8<678=
C= 引言 现代海军舰船装备着大量性能优良的电子系统和设备 （ ， 当这些系统和设备处在电磁脉冲环境下， 就 如 )D E!F 系统 ） 会受到干扰或损伤，削弱或破坏舰船的战斗力。本文将对舰 船在受到核电磁脉冲的冲击时所产生的效应和需要采取的 防护措施进行初步的探讨。 B= 核电磁脉冲概述 核 电磁脉冲 是核武 器爆炸 时产生的 一种电 磁效应 ， 可 以对电子信息系统和电气系统产生破坏作用。核电磁脉 冲具有 很高的峰值场强，电场强度可达 CGD H I 3 J CGK H I 3 ， 磁感 应强 度可 达 CG 3% 。特 别是 高空 核爆 炸产 生 的电 磁脉 ，它具有覆 盖频带 宽、峰 值场强 高、上 升时间 冲（ A$(? ） 短、作 用范围广等特点，对电子信息系统和电气系统构成严 重的威胁。 图 C、图 B 和图 @ 分别为 A$(? 的时域波形 （ E$) LCGGG M 规定， 、 频谱及在频 B M N《 A$(? 环境描述辐射骚扰 》 CNNL 年 ） 域的能量分布图。
参考文献 周璧华， 陈彬， 石立华 ? 电磁脉冲及其工程防护 ? 国防工业出 9、 版社， +,,-? + 、 D? (? EFGH51I )? !? D51FH 01J K? "? C5HL51? M!! "13N5 $(O （ ， C>$!! ! %PN0G? E0Q0G $12N1FFPH D56P10G， 9BB@ ， -） -9: = -+R? - 、 (? $? D6STI U? )? $SVFPH51? !4NT $GFWLP5S021FLNW C6GHF （ ， !6PQNQ0VNGNLX %PN0G? E0Q0G $12N1FFPH D56P10G， 9BB9 ， -） 9-@ = 9<,? < 、 K0Y ， CPFHL51 $? DP? !4NTV50PJ $GFWLP5S021FLNWH? "PLFW4 /56HF? Z5HL51I ("I 9BR8? ， : 、海 军 舰 船 电 磁 防 护 的 评 估 ? 国 外 舰 船 工 程 ， 9BB@ ， （ <） <+ = <R? 编 辑： 刘青
雷击电磁脉冲的防护pt
第三节 屏 蔽
在发生雷击时，由雷电流产生的脉冲电磁场 会从空中直接辐进电子信息系统，为了保护电子 信息系统免受雷电脉冲电场的侵害，需要采取屏 蔽措施。同时，雷电流在防雷接地装置上产生暂 态地电位抬高，容易在防雷系统中引起危险的电 位差，为了防护这种危险的电位差，需要采取等 电位连接措施来均衡电压。随着信息技术的发展， 大量先进的微电子设备正日益广泛地投入使用， 这些设备对电磁干扰为敏感，对雷电暂态电涌过 电压的耐受能力很差，因此在现代防雷工程中， 切实落实好屏蔽和等电位连接措施就显得十分必 要。
u i R O i L0 x t i u G o u Co x t
在上述方程中，如果忽略电阻 RO 和电导 GO ， 则有
：
u i Lo x t
（2-4) （2-5)
i u Co x t
对应于以上方程的传输线称为无损线。诚然，无 损线在实际上是不存在的，但其方程毕竟是反映了均 匀传输线上波的基本传输特征，且便于进一步简化分 析，因此可以从方程（2-4）和（2-5）入手，来分析 传输线的波过程。将方程（2-4）对x求偏导，将方程 （2-5）对t求偏导，得：
此时该电压分量沿线分布如图 2-19中实线 所示。当经过一段时间△ t 后，该电压分量将 变成为：
u f ( x, t0 t ) u f ( x vt vt0 ) u f ( x x vt0 )
Uf（x,t0+t）的分布如图2-19中的虚线所示。由图2-19可见， Uf （ x,t0 ）与 Uf （ x,t0+t ）的波形完全相同，但后者比前者在 x 的正方向移动了一段距离 x=vt ，因此Uf （ x,t ）随时间的增大 是向前（沿x正方向）运动的，它被称为电压前行波，其波速度为：
电磁脉冲防护(精选PPT)
GJB151A-97-RS105关于脉冲波形的定义
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MIL-STD-461E-RS105关于脉冲波形的定义
7
关于瞬态脉冲波形定义的说明
无论是美军标还是国军标定义脉冲的波形实际上 是定义了我们所要防护的“脉冲源”的标准。波 形图反映出来的几个关键指标是进行防护的依据。
极限场强（50Kv/m） 上升前沿时间（美：2-5ns 国：≤10ns） 持续时间：（美：200ns 国：500ns）
3
核电磁脉冲武器和非核电磁脉冲武器的几点说明（一）
核电磁脉冲武器： 低空核爆炸：电磁脉冲效应非主要破坏效应。 高空核爆炸：电磁脉冲效应为主要破坏效应。 核爆电磁脉冲武器主要是指采用高空核爆的核武器。即使是一颗普通 的氢 弹，如果采用高空爆炸的方式，以电磁脉冲形式释放的能量在此次爆炸能量 中占的份额也将比大气层内的核爆炸提高几个数量级。特别重要的是，在大 气层外的高空爆炸时，由于没有空气，就不能产生冲击波，也不能生成热辐 射，而放射性尘屑又随距离平方而减弱，电磁脉冲几乎成了唯一的核爆炸效 应。它的后果是破坏电子设备，比如敌方的通信设备、计算机、指挥系统电
电磁脉冲弹是一种利用大功率电磁脉冲直接杀伤破坏目标或使目标丧失作战效能的非核电磁脉冲武器。这 种武器由飞机或导弹在空中发射并爆炸后，其强大的脉冲功率，可将敌方的电子灵敏元件，甚至整个电子 设备烧毁。这种武器的破坏目标通常不是某一种电子设备，而是某一地区的几乎所有电子设备。据称，俄 罗斯已研制成功一次可释放能量100兆焦耳的电磁脉冲弹，该弹对北约的C4ISR系统威胁极大。
2
核电磁脉冲武器和非核电磁脉冲武器简介
核电磁脉冲武器：是一种利用核爆炸产生的高强度电磁脉冲对目标电子线路和元器件实施破坏的电磁脉冲武器。这 是一种以增强电磁脉冲效应为主要特征的新型核武器。核爆炸时，除产生冲击波、光热辐射、放射性污染 之外，还有第四种效应———电磁脉冲效应。当这种电磁脉冲通过天线或天线等效体进入毫无防备的电子 设备后，就能在一瞬间造成雷达迷盲、通信中断、计算机失控，使指挥控制系统的电子部件遭到极大破坏。 非核电磁脉冲武器：非核电磁脉冲武器是利用炸药爆炸压缩磁通量的方法产生高功率电磁脉冲的电磁脉冲 武器。其原理是将炸药的化学能转化为巨大的脉冲电磁能，利用爆炸时产生的电磁脉冲对敌方装备进行软 杀伤。目前，世界上少数国家已经开发出的具有实战价值的非核电磁脉冲武器可分为四大类：电磁脉冲弹、 高能电磁脉冲发生器、高功率微波炮和爆炸驱动磁通压缩辐射器。
计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范
计算机信息系统实体安全技术要求第一部分：局域计算环境GA 371-20012001-12-24发布2002-05-01实施5．环境安全5．3 电磁屏蔽与静电防护5.3.1 机房的静电防护措施应符合GB 50174-1993中的6.3规定。
5.3.2 计算机信息系统的信号及电源线路，若非铠装电缆或屏蔽电缆都必须穿金属管或槽布设，金属管或金属槽都应妥善接地。
5.3.3 计算机信息系统的设备应有良好的屏蔽与接地。
5．4 雷电防护5.4.1 建筑物的雷电防护应符合GB 50057 的规定。
5.4.2 计算机信息系统电源线路、信号线路必须穿金属管槽屏蔽并且两端良好接地，所有其他金属管道及金属构架必须等电位连接。
5.4.3 电源进线、信号传输线在进入计算机信息系统设备时，必须安装电涌保护器。
5.4.4 电源系统电涌保护器可以进行多级配置，在进行多级配置时应考虑电涌保护器参数之间的配合。
同时还需考虑安装电涌保护器损坏时的过流保护装置，如熔断器、断路器等，电涌保护器应有劣化显示功能。
5.4.5 计算机信息系统供电电源装设电涌保护器的模块数和接线方式，应符合GB 50057-1994的第6章的规定。
5.4.6 计算机信息系统传输的信号频率及电平各异，因此通信接口电路宜采用逐级泄流、滤波、低压箝位等多级防护措施。
5.4.7 在信号线上安装的电涌保护器，其通流容量、插入损耗、驻波、频率、带宽等参数应符合计算机信息系统的匹配要求。
5.4.8 在格栅形大空间机房内的计算机信息系统设备应安装在远离格栅的位置，具体的安全距离按GB 50057-1994 的附录计算。
5．5 接地与等电位连接系统5.5.1 计算机信息系统各类接地的接地电阻值要求为：a）交流工作接地电阻不大于4Ω。
B）直流接地电阻应按计算机信息系统具体要求确定。
C）安全保护接地电阻不大于4Ω。
D）防雷接地电阻应符合GB 50057规定。
5.5.2 交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地应共用接地系统，其接地电阻按其中最小值确定。
雷电电磁脉冲及其防护概要
雷电电磁脉冲及其防护1 、雷电电磁脉冲的物理特性(1)物理特性从积雨云的密布到发生闪电，会出现三种物理现象。
①云中静止电荷产生的静电场，产生静电感应现象，地面及各种导体会产生感应电荷，呈观静电场的作用。
这种作用随着距离的增大而迅速减小，与距离的三次方成反比。
②积雨云中电荷的移动（包括闪电）会产生磁场，若磁场强度发生变化就会出现电磁感应现象，这就是感应场产生的作用。
这种作用随着距离的增大而减小较快，与距离的平方成反比。
③闪电发生时，会出现电磁波辐射。
这种辐射场也随距离增大而减小，但比较缓慢，它与距离的一次方成反比。
除了注意上述三种物理现象，更应密切注意雷电流的变化特性，因为雷电的破坏作用与雷电流的峰值和波形密切相关。
现代防雷装置正是根据雷电流的物理特性设计的，其主要的物理特性是：①峰值电流决定闪电的机械力和电力的作用大小以及雷灾的危害程度；②到达峰值的时间，数值愈小，冲击力愈大，在选用防雷元器件时应考虑响应速度；③最大电流变化率决定了闪电的电磁感应强弱，是电子设备防雷技术中应特别重视的参量，因为电子设备防雷技术中主要是对感应雷的防护；④半峰值时间或到达波尾中间的时间，是指回击电流减小到峰值一半时的时间，这个时间越长，热效应越大，容易造成元器件的损坏，也容易引起火灾。
超过lOO}上s就属于热闪电了。
(2)雷电电磁脉冲的频谱分析雷电电磁脉冲的频谱是研究避雷的重要依据，从频谱结构可以获得雷电电磁脉冲电压、电流的能量在各频段的分布。
根据这些资料可以估算通信设备或系统在其频率范围内可能遭受到的雷电冲击的幅度和能量大小，并以此作为确定避雷措施的参数。
①雷电流峰值比率的频率分析雷电流峰值比率的频率分布是指在雷电流的频谱范围内，每一个频率的电流峰值与雷电流峰值之比的频率分布。
雷电流主要贫布在低频部分，随频率升高迅速递减。
电波的波头越陡，高次谐波越丰富，波尾越长，低频部分越丰富。
②电流峰值比率积累的频率分布雷电流的破坏作用主要表现在对设备的过电压击穿和冲击能量过大的热击穿。
雷电电磁脉冲干扰与防护
科目：电磁干扰与兼容任课老师：崔志伟作业：雷电电磁脉冲干扰与防护姓名：***学号：**********雷电电磁脉冲干扰与防护绪论雷电是由带电的云在空中对地放电导致的一种特殊的自然现象，其具有选择性、随机性、不可预测性以及破坏性。
雷电存在的形式除了可以直观感受到的发光、发热、发声的雷电流以外，在雷电流形成的同时由于电磁效应还会产生雷电电磁脉冲。
在当今信息化的时代，强大的雷电电磁脉冲是造成电子设备损坏的重要原因，可导致各种微电子设备的运行失效甚至损坏，成为威胁航空航天、国防军事、铁路运输、计算机与通信等领域的一大公害。
电子设备包括信息电子设备和电力电子设备两大类，信息电子设备基本采用微电子控制技术，电力电子设备相对于信息电子设备无信号传输线路外，其控制单元也大多采用微电子控制技术。
近20 年来新发现的电子设备雷灾的起因是闪电的电磁脉冲（LEMP）辐射造成的，电子设备越先进、耐压等级越低、能耗越小，灵敏度越高、体积越小，则雷电电磁脉冲的危害范围越大。
电子设备抗雷电电磁脉冲的干扰危害已是一个不可回避的问题。
雷电电磁脉冲既是雷电，又是电磁脉冲，但它既有别于直击雷，又有别于普通意义上的电磁脉冲干扰信号。
现在对直击雷的防护技术已相当成熟，由于直击雷包含着巨大的能量，通常采用避雷针、避雷网等引雷入地，其实这就是将所接收到的雷电能量直接引向大地而起到分流雷电流的作用，但避雷针引下线由于电感的作用，最多也只能将5 0 % 的雷电流入地，余下的雷电流将通过其他途径或四处扩散后入地。
扩散入地的雷电流就以雷电电磁脉冲的形式出现，对雷电电磁脉冲的防护，要从干扰和所具有的巨大能量两个方面来综合考虑。
直击雷的强大能量需要入地释放，同理，雷电电磁脉冲的能量也必须旁路泄放入地，在入侵通道上将雷电电磁脉冲引起的过电压、电流加以阻挡，且直接或间接泄放入地，从而达到保护电子。
正文雷电防护系统( Lightning Protection System（LPS）)是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。
核电磁脉冲的原理及防护
A、电磁屏蔽的原理
屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域内的一种方法。 在电子设备及电子产品中，电磁干扰（Electromagnetic Interference）能量通过传导性耦 合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求，对传导性耦合需采用滤波技术，即采 用 EMI 滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。
最为关键，成为屏蔽设计中应重点考虑的首要因素。
根据孔耦合理论，决定孔缝泄漏量的因素主要有两个：孔缝面积和孔缝最大线度尺寸。 两者皆大，则泄漏最为严重；面积小而最大线度尺寸大则电磁泄漏仍然较大。
上面的孔缝主要分为四类：
（1）机箱（机柜）接缝：该类缝虽然面积不大，但其最大线度尺寸即缝长却非常大，由于 维修、开启等限制，致使该类缝成为电子设备中屏蔽难度最大的一类孔缝，采用导电衬垫等 特殊屏蔽材料可以有效地抑制电磁泄漏。该类孔缝屏蔽设计的关键在于：合理地选择导电衬 垫材料并进行适当的变形控制。
依据核电磁脉冲特点及军用设备使用条件，可分为设备电源、外置通讯天线馈线、信号 传输线三部分对核电磁脉冲进行防护。
（1）设备电源的防护
电源线路的波阻抗 Z 为一常量，其大小决定于单位长度导线的电感和电容，它是一个 具有阻抗的量纲，故称之为波阻抗，并用 Z 来表示即：
（式 3-2） 架空导线的L0≈1.6×10-6 H/m，C0≈7×10-12 F/m，代入（式 3-2），可得架空线的波阻 抗为 470Ω。如果将电力电缆的L0和 C0代入，可得电力电缆的波阻抗为 10～50Ω。
（3）频谱宽。核电磁脉冲的频率范围宽（频率从几赫到 100 兆赫），几乎包含了现代军用 电子设备所使用的频段，因此对军用电子设备的影响较大。
电磁脉冲弹及其防护
" 电磁脉冲弹的产生机理
设计电磁脉冲弹的技术有多种， 主要有爆炸式泵浦磁通 压缩发生器 （ ， 爆炸或推进驱动磁电动力 （ 发生器 -./） $(0） 和一系列高功率微波 （ (%$） 器件技术等。在这些技术中， 它在几十到几百毫秒内释放几十兆焦尔的 -./ 技术最成熟， 电能， 其峰值功率可达到几太瓦甚至几十太瓦， 一次 -./ 电 磁爆炸所产生的电流是通常闪电的几十乃至几千倍， 因此极 具破坏力。但由于该脉冲的频谱在 !$(1 以下，属于低频电 磁脉冲弹， 不宜采用天线集束， 所以能量难以集中。 再加上很 多电子设备的工作频段不处于该频段，采取适当保护措施 后， 对电子设备造成的危害相对有限。而由高功率微波器件 制成的 (%$ ) #$%，克服了上述频率低、能量难以集中的两 大缺点，它可以根据需要制成不同频谱和功率的电磁炸弹， 其频谱可以覆盖分米波到厘米波段， 功率可以从几百千瓦到 几十千兆瓦。由于其工作频段正处于现在常用的通信频段， 加上其设计灵活， 该电磁炸弹对电子系统具有很大的威胁。 下面笔者以虚拟阴极振荡器为例分析高功率微波器件的工 作原理 。
【 71/%&)$%】K/26 265 6/86 L’M5G ,/0G’M1F5 N5F/053 N5F57’L,5.2) 265 6/86 L’M5G ,/0G’M1F5 57502G’,18.52/0 L-735 @’,@3 < > ? @’,@3 ; 61F5 @50’,5 LG102/017 1@G’1N( > ? @’,@3 1G5 L’M5GO-7 5.’-86 2’ N1,185 0’,,-./012/’.) G1N1G 1.N 0’,L-25G 393P 25,3( 46/3 L1L5G N/30-3353 3’,5 13L5023 ’O 265 061G1025G/32/03 1.N 07133/O/012/’. ’O >AB) 265 85.5G12/.8 ,5061./3, ’O > ? @’,@3) 5OO5023 ’O >AB ’. 57502G/017 39325, 1.N 6’M 2’ N5O5.N 2’ 265 >AB( 【 8#9:’&2/】57502G’,18.52/0 L-735) N5O5.35 181/.32 >AB) 39325, N53/8./.8
雷击电磁脉冲的防护措施及方法
雷击电磁脉冲的防护措施及方法摘要：雷电危害可以分为直击雷和雷击电磁脉冲两种。
避雷针、避雷带、避雷线等只能有效防护直击雷，而对雷击电磁脉冲的防护，避雷针和避雷带却无能为力。
本文在阐明雷击电磁脉冲入侵通道和雷电防护基本原理的基础上，针对雷击电磁脉冲的防护措施及方法进行了一些探讨。
关键词：感应雷；屏蔽；重复接地；等电位；共用接地。
1引言雷电是一种气象灾害,雷电是云与云、云与地之间的一种大气放电现象。
雷害大体可分为直击雷害和雷击电磁脉冲两大类。
直击雷的危害主要是造成建筑物的损坏和人员伤亡。
而云地放电和云间放电所产生的雷击电磁脉冲使周围的一些导体、半导体产生高达数千伏感应电压，通过金属导线和金属管网进入建筑物内部造成事故。
有人认为建筑物安装了避雷针后，建筑物内的计算机、家电、通信线路和电力等电子设备便不会遭受雷击，这种认识是错误的。
避雷针是金属体，安装避雷针的目的主要是防直击雷的，可以通过避雷针把雷电引入大地。
但是，它对于直击雷对地放电时所产生的感应雷是无能为力的。
据不完全统计，全世界每年在装有避雷针的情况下，遭雷击的经济损失可达数10亿美元，而其中遭雷击电磁脉冲损坏的竟占85%，可见，雷击电磁脉冲是主要“杀手”。
随着科学技术的发展，大量的微电子设备和通讯网络得到广泛应用。
由于电子设备的高度集成，加之工作电流小和工作电压低的特点，带来绝缘强度低和耐过电压、过电流能力差的弱点，使雷击电磁脉冲对电子设备的损坏远远大于直击雷对建筑物所造成的损失。
然而，在对建筑物图纸设计的时候，往往只重视了对直击雷的防护却忽略了对雷击电磁脉冲的防护。
本文在阐明雷击电磁脉冲入侵通道和雷电防护基本原理的基础上，针对雷击电磁脉冲的防护进行了一些探讨，旨在为建筑物内部防雷的设计者和图纸审核者提供一些参考。
2 雷击电磁脉冲的入侵通道雷击电磁脉冲入侵建筑物的通道主要有5条:(1)建筑物中一切电子设备的天线、馈线、电源线、信号线、接地线等都是建筑物的进雷通道;(2)出入建筑物中各种电源线路;(3)具有公共接地的建筑物中的一切金属管道，在雷电流经其上时，其周围产生的磁场涡流在金属表面感应出来的雷电冲击波;(4)雷电放电时，在金属表面感应出来的雷电冲击波;(5)直接雷击落雷点建筑物的高电位冲击。
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工程实现示意图
测试
测试主要根据美军标MIL-STD-461E-RS105中描 述的测试方法进行。
适用范围： 本规定适用于有外部加固（屏蔽）平台或设施的设备和子 系统,适用的设备仅仅根据需求采购的非金属平台，适用 于保障空军飞行安全重要设备和安装在外部的子系统。
限制： EUT（待测设备）不能有任何故障、性能退化或偏 离特定指标和超过单个设备或子系统的精度标准， 测试信号波形和振幅如图RS105-1所示，脉冲信号 每分钟少于5个。
核电磁脉冲武器：是一种利用核爆炸产生的高强度电磁脉冲对目标电子线路和元器件实施破坏的电磁脉冲武器。这
核电磁脉冲武器和非核电磁脉冲武器的几点说明（一）
核电磁脉冲武器： 低空核爆炸：电磁脉冲效应非主要破坏效应。 高空核爆炸：电磁脉冲效应为主要破坏效应。 核爆电磁脉冲武器主要是指采用高空核爆的核武器。即使是一颗普通 的氢 弹，如果采用高空爆炸的方式，以电磁脉冲形式释放的能量在此次爆炸能量 中占的份额也将比大气层内的核爆炸提高几个数量级。特别重要的是，在大 气层外的高空爆炸时，由于没有空气，就不能产生冲击波，也不能生成热辐 射，而放射性尘屑又随距离平方而减弱，电磁脉冲几乎成了唯一的核爆炸效 应。它的后果是破坏电子设备，比如敌方的通信设备、计算机、指挥系统电 力网等，但毫不伤害人。研制一种使电磁脉冲效应大大增强的新型的核武
电磁脉冲防护的工程实现
防护的基本思路：是屏蔽+电磁脉冲防护模（MAK），即方仓＋MAK 是工程实现的一 种重要的可行形式。 防护的实现原理：通过方仓把辐射耦合对设备的影响降低，通过MAK 把传导耦合对设备的影响降低，最终实现把电磁脉冲对设备的影响控 制在设备可承受的范围内。 MAK的功能以及优点: 1、集成化的MAK能够最大限度的减少方仓的开孔，把屏蔽体因孔隙 而造成的衰减减弱降到最低。 2、MAK设计、生产的定制化能够针对被保护设备的抗干扰性，实现 精确的、有效的保护。 备注：关于方仓屏衰减的标准：60dB 60dB衰减的方仓是厂家根据多年的防护经验提出的建议值。
电磁脉冲防护
北京旺达世嘉科技发展有限公司
电磁脉冲武器的概念
电磁脉冲的概念：电磁脉冲”一词一是来源于大自然的闪电，在闪电 过程中形成亮光的附近就出现瞬变的电磁场，其形是来源于“核电磁 脉冲”。当原子弹、氢弹爆炸的时候，其放射线能使空气电离、产生 康普敦电流，由于产生一个强大的瞬变电磁场，在一定距离上，使一 些电子设备中会感应出一个比较强的浪涌电压和电流，这个浪涌信号 在一些缺乏足够防护能力的电子器件上会造成紊乱，使其性能下降甚 至出现毁伤现象；二是高能微波技术，就是利用相对论电子器件辐射 出各个无线电波段上的巨大量级的射频脉冲信号，也能够在远方目标 上产生一个瞬变的强大的电磁场脉冲，因此高能微波射频脉冲也可以 称其为电磁脉冲的一种形式，他和常规雷达的信号波形在本质上基本 相同，因此更适合于对敌方的电子设备的军事打击。 电磁脉冲武器的定义：利用能量转换产生强电子束流，激励高功率 微波源产生极高脉冲功率辐射电磁能的一种武器。电磁脉冲武器分为 核电磁脉冲武器和非核电磁脉冲武器。
10kHz～100MHz的整个宽频带区域 。
各种军用电子装备的使用频率与核电磁脉冲的关系
电磁脉冲破坏机理
电磁脉冲对设备的耦合机理可以分为辐射 耦合和传导耦合（这两种耦合往往是交杂 在一起的）。其表现形式为产生瞬态的高 电压和高电流，进而损坏设备。 电磁脉冲作用于设备的主要途径： 天线 电源线 信号线 孔洞、缝隙
关于工程实现的实施步骤
1. 选用衰减为60dB的军用方仓。 2. 使用方提供舱内EUT的抗干扰级别。 3. 使用方提供舱内EUT的电气、信号引出点的类型、指标。 4.制造方根据EUT抗干扰级和相应的电气、信号引出点的类 型、指标设计能够满足设备防护要求的MAK。 5.将所有设备安装完成，包括MAK等。 6.对整个系统进行NEMP测试。 7.对测试结果进行分析，改进设备。 8.如果有必要，可重复做NEMP实验，知道这个系统能通过 测试。
05-3
平行板辐射系统典型安装设置
测试过程
a b 打开测量设备并且待运行稳定； 校准：按照校准设置执行下列程序
（1）产生一个脉冲，调整脉冲发生器产生一个脉冲场，用B-dot或 D-dot探测器测量场的峰值，上升时间，脉冲宽度符合测试所 需要求。警告：高压具有潜在的致命性。使用示波器记录这 个波形。 （2）RS105限制的精度和特性如下： -上升时间（在10％和90％之间）在1.8ns和2.8ns之间（电场 持续升高）。 - FWHM (full width half maximum)脉冲宽度为23ns±5ns - 每一个穿孔位置的峰值电场和磁场： 0 dB< magnitude <6 dB above limit. （3）对图RS105-2上其余四个测试点重复步骤（1）和（2） （4）确定5个穿孔位置满足脉冲发生器和相关脉冲驱动幅度能够 同时满足场需求
是十分自然而且必要的。 关于高空和低空的划分: 20公里-稠密的大气层 20-40公里- 稀薄的大气层 40公里-基本没有空气 20公里以下的爆炸定义为低空爆炸 40公里以上的爆炸定义为高空爆炸（大气层外的爆炸）
核电磁脉冲武器和非核电磁脉冲武器的几点说明（二）
无论是核电磁脉冲武器还是非核电磁脉冲 武器，公开的文献都很少，做为电磁脉冲 防护主要的“假想敌”, 其共同的特点都是 产生一种瞬态的脉冲辐射，其能量大、上 升前沿时间短、频率覆盖范围广。 设备所应具备的瞬态脉冲辐射敏感度，美 军标MIL-STD-461E-RS105和国军标 GJB151A-97-RS105都做了相关的规定。
核电磁脉冲武器和非核电磁脉冲武器简介
是一种以增强电磁脉冲效应为主要特征的新型核武器。核爆炸时，除产生冲击波、光热辐射、放射性污染 之外，还有第四种效应———电磁脉冲效应。当这种电磁脉冲通过天线或天线等效体进入毫无防备的电子 设备后，就能在一瞬间造成雷达迷盲、通信中断、计算机失控，使指挥控制系统的电子部件遭到极大破坏。 非核电磁脉冲武器：非核电磁脉冲武器是利用炸药爆炸压缩磁通量的方法产生高功率电磁脉冲的电磁脉冲 武器。其原理是将炸药的化学能转化为巨大的脉冲电磁能，利用爆炸时产生的电磁脉冲对敌方装备进行软 杀伤。目前，世界上少数国家已经开发出的具有实战价值的非核电磁脉冲武器可分为四大类：电磁脉冲弹、 高能电磁脉冲发生器、高功率微波炮和爆炸驱动磁通压缩辐射器。 电磁脉冲弹是一种利用大功率电磁脉冲直接杀伤破坏目标或使目标丧失作战效能的非核电磁脉冲武器。这 种武器由飞机或导弹在空中发射并爆炸后，其强大的脉冲功率，可将敌方的电子灵敏元件，甚至整个电子 设备烧毁。这种武器的破坏目标通常不是某一种电子设备，而是某一地区的几乎所有电子设备。据称，俄 罗斯已研制成功一次可释放能量100兆焦耳的电磁脉冲弹，该弹对北约的C4ISR系统威胁极大。 高能电磁脉冲发生器能发射频带很宽的电磁脉冲，可瞬间大范围覆盖目标系统的响应频率，对电子设备 有很大的威胁。据报道，美军正在研究用高能炸弹驱动的电磁脉冲发生器，在最近的实验中，长3.05米、 宽0.61米的普洛西翁型发生器产生了上升时间仅400纳秒的12~16兆安的脉冲，有效功率达4太瓦。 高功率微波炮是另一种电磁脉冲武器，它能产生GW量级的微波，就像探照灯和手电筒射出的光束一般， 可瞬间击毁电子元器件。据称，美空军拟将输电约30兆安的小型高功率微波炮装在巡航导弹中，利用类似 聚光罩的天线，将高功率微波炮的输电能量汇聚在大约30度的范围内，从而达成对电子设备进行瘫痪攻击 的效应。 爆炸驱动磁通压缩辐射器是近年研制的一种新型电磁脉冲武器，它也是目前适合于炸弹应用的最成熟的 技术。其基本原理是，用可在数百微秒时间内的快速爆炸压缩磁场以产生数十兆焦耳的电能。一部大型爆 炸驱动磁通压缩辐射器产生的电流比一次典型的雷击产生的电流大10~1000倍。该辐射器可由制导炸弹或 巡航导弹进行投掷，当降落到目标附近一定区域时，辐射器产生的电磁脉冲可使计算机和通信设备中的电 路失效，其最大作用距离可达400米。
测试过程
EUT测试。使用测试设置执行下述过程
打开EUT并且让EUT充分稳定下来 在任意垂直方向测试EUT 根据5.20.3.4b（4）从峰值振幅的10％开始输出脉冲，直到波形达 到测试描述所需。脉冲的振幅上升根据步骤2或3直到满足测试等级 要求。 确保测试用激励器脉冲波形特性符合5.20.3.4b（2） 测试所需的脉冲频率不大于1次/分钟 在每一个测试脉冲信号过程中监测EUT抗扰性和性能的变化。 如果EUT在低于最高要求的峰值等级发生故障，结束测试并记录下 这个等级 根据抗干扰记录情况，按照4.3.10.4.3和其上限来确定抗干扰的阀 值等级。
GJB151A-97-RS105关于脉冲波形的定义
MIL-STD-461E-RS105关于脉冲波形的定义
关于瞬态脉冲波形定义的说明
无论是美军标还是国军标定义脉冲的波形实际上 是定义了我们所要防护的“脉冲源”的标准。波 形图反映出来的几个关键指标是进行防护的依据。 极限场强（50Kv/m） 上升前沿时间（美：2-5ns 国：≤10ns） 持续时间：（美：200ns 国：500ns） 频率覆盖范围宽：产生的电磁脉冲约在
数据表述
数据表述如下：
提供EUT和电缆位置照片； 提供了一份详尽的书面EUT配置说明； 提供示波器记录的峰值，EUT每一个方向上脉冲的上升时间， 脉冲宽度；
提供脉冲数，第一个脉冲记为数字1，和每一个脉冲波形；
如果还能够使用的话，记录失败EUT的恢复时间。