ГОСТ Р МЭК 62305-1—2010
работы с графиками и формулами приведены в D.4.1.1. Поэтому в общем случае нет необходимости применения
исследований для проверки поведения проводника при повышении температуры.
Во всех случаях, для которых требуется исследование параметров проводника, должно быть учтено
следующее:
- Основными исследуемыми параметрами в этом случае являются удельная энергия и продолжительность
импульса тока.
- Повышение температуры из-за резистивного нагрева зависит от удельной энергии. Исследуемые число
вые значения должны соответствовать первому удару молнии. Как правило, данные получены при исследовании
положительных разрядов.
- Продолжительность импульса тока молнии оказывает решающее воздействие на процесс теплообмена с
окружающей средой исследуемого проводника. В большинстве случаев продолжительность импульса тока на
столько коротка, что процесс нагрева можно считать адиабатическим.
D.5.3.2 Механические воздействия
Как показано в D.4.2.1. механические взаимодействия возникают между проводниками, по которым прохо
дит ток молнии. Возникающая сила пропорциональна току, проходящему в проводниках (или квадрату тока, если
исследуется отдельный изогнутый проводник), и обратно пропорциональна расстоянию между проводниками.
Ситуация, в которой появляется механическое воздействие, возникает, когда проводник имеет петлю или
изогнут. Если по такому проводнику проходит ток молнии, на проводники действует механическая сила, которая
может увеличить петлю или угол. и. таким образом, изогнуть проводник наружу. Величина этой силы пропорцио
нальна квадрату амплитуды тока. Необходимо точно представлять отличие между электродинамической силой,
пропорциональной квадрату амплитуды тока, и упругим напряжением, которое зависит от механических свойств
структуры LPS. Для структуры LPS с относительно низкими естественными частотами упругое напряжение, возни
кающее в структуре LPS. значительно ниже, чем электродинамическая сила. В этом случае отсутствует необходи
мость лабораторных исследований для проверки механического поведения изогнутого под прямым утлом про
водника. если выполнены стандартные требования к площади его поперечного сечения.
Во всех случаях, когда необходимы лабораторные испытания (специально для мягких материалов), долж
ны быть учтены следующие положения. Следует рассмотреть три параметра первого возвратного удара: продол
жительность. удельную энергию импульса тока и. в случав твердых систем, амплитуду тока.
От продолжительности импульса тока, по сравнению с периодом естественных механических колебаний
структуры LPS. зависит тип механического воздействия на систему с точки зрения смещения:
- Если продолжительность импульса тока намного меньше, чем период естественных механических коле
баний структуры LPS (нормальный случай для структур LPS. подвергнутых напряжению импульсами тока мол
нии). то масса и эластичность системы препятствуют смещению, и поэтому соответствующее механическое напря
жение по существу связано с удельной энергией импульса тока. Пиковое значение импульса тока имеет ограни
ченное воздействие.
- Если продолжительность импульса тока сопоставима с периодом естественных механических колебаний
структуры или выше него, смещение системы более чувствительно к форме скачка приложенного напряжения. В
этом случав пиковое значение импульса тока и его удельная энергия должны быть воспроизведены при испыта
ниях.
Удельная энергия импульса тока влияет на напряжение, которое вызывает упругую и пластическую дефор
мацию структуры LPS. Рассматриваемые числовые значения соответствуют первому удару молнии.
Максимальное значение импульса тока влияет на максимальное смещение структуры LPS в случае твер
дых систем, имеющих высокую частоту естественных колебаний. Рассматриваемые числовые значения соответ
ствуют первому удару молнии.
D.5.3.3Соединительные компоненты
Элементы соединения смежных проводников LPS являются наиболее вероятными местами механических
и термических повреждений.
В месте размещения соединения, когда проводники соединены под прямым углом, основные воздействия
напряжений связаны с возникающими механическими силами, которые стремятся распрямить изгиб проводни ка
и. преодолевая сопротивление силы трения между элементами соединения и проводниками, растягивают
элементы соединения. Появление электрической дуги возможно в местах контакта частей. Кроме того, опреде
ленное влияние оказывает нагревание поверхностей контакта.
Лабораторные испытания показали, что выделить каждое воздействие очень трудно. Механическая сила
возникает из-за локального плавления области контакта. Относительное смещение между частями элементов
соединения способствует возникновению электрической дуги и последующему интенсивному повышению темпе
ратуры.
В отсутствие достоверной модели лабораторные испытания необходимо проводить так. чтобы представить
наиболее близко к реальным условиям параметры тока молнии в самой критической ситуации, т. е. для парамет ров
тока молнии должны быть проведены специальные испытания.
В данном случае следует исследовать три основных параметра: пиковое значение, удельную энергию и
продолжительность импульса тока.
38