W pracy zawarto wyniki analizy oddziaływań piorunowego impulsu elektromagnetycznego na instalacje przewodzące w systemach rozległych, w których nie jest spełniony warunek quasi-stacjonarności. Badania prowadzono na przykładach struktur typowych dla obiektów radiokomunikacyjnych, z użyciem metody momentów w dziedzinie częstotliwości i czasu. Obliczono rozpływy prądów piorunowych w wybranych strukturach i towarzyszące im rozkłady pól elektromagnetycznych. Wyniki obliczeń prądów udarowych w modelu masztu antenowego zostały zweryfikowane eksperymentalnie. Przeanalizowano wykorzystanie urządzenia piorunochronnego do celów ekranowania pola LEMP. Sformułowano zalecenia dotyczące praktycznego wdrażania zasad kompatybilności elektromagnetycznej. 

 
Analysis of Electromagnetic Compatibility Problems in Extensive Objects under Lightning Threat 
Summary 
Results of the analysis of the lightning electromagnetic pulse impact on the conducting installations in extensive systems that do not satisfy the quasi-stationarity condition are presented. The research was conducted on the structures typical for radiocommunications objects, using the method of moments in the frequency and time domains. Lightning current distributions in chosen structures and accompanying electromagnetic fields were also calculated. The results of computations of the surge currents in the model of the antenna mast were experimentally verified. The application of the lightning protection system for shielding of the LEMP field was analyzed. Recommendations concerning the practical implementation of the electromagnetic compatibility rules have been formulated. 

Spis treści:

Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów 
Wstęp 
 
1. Baza fizyczna i matematyczna analizy 
1.1. Natura wyładowań atmosferycznych 
1.2. Wyładowania doziemne 
1.3. Inne rodzaje wyładowań 
1.4. Parametry impulsów piorunowych 
1.5. Opisy matematyczne prądu pioruna przy powierzchni ziemi 
1.6. Analiza i synteza widmowa impulsów piorunowych 
1.7. Popularne metody rozwiązywania zagadnień elektrodynamiki 
1.8. Równanie dwupotencjałowe i dyskretyzacja cienkoprzewodowa 
1.9. Przybliżone rozwiązanie równania dwupotencjałowego 
1.10. Podsumowanie 
 
2. Przegląd modeli matematycznych wyładowania głównego 
2.1. Ogólna klasyfikacja modeli wyładowania głównego 
2.2. Analityczny opis pola elektromagnetycznego wyładowania głównego 
2.3. Obliczanie rozkładu pola elektromagnetycznego nad powierzchnią ziemi 
2.4. Modele gazodynamiczne 
2.5. Modele o parametrach rozłożonych R-L-C 
2.6. Modele inżynieryjne 
2.7. Modele antenowe 
2.8. Uproszczone zależności analityczne 
2.9. Podsumowanie 
 
3. Modyfikacja modelu antenowego wyładowania głównego 
3.1. Obliczanie prądów i pól z wykorzystaniem antenowego modelu wyładowania głównego 
3.2. Analiza właściwości modelu antenowego AT3 
3.3. Modyfikacja algorytmu modelowania wyładowania głównego 
3.4. Właściwości zmodyfikowanego modelu antenowego 
3.5. Wpływ skończonej konduktywności gruntu na rozkład pola elektromagnetycznego 
3.6. Podsumowanie 
 
4. Analiza rozpływu prądów i rozkładu pola LEMP przy uderzeniu pioruna w maszt antenowy 
4.1. Metodyka obliczeń rozpływu prądów piorunowych i rozkładu pola LEMP 
4.2. Obliczenia rozpływu prądów piorunowych w rzeczywistym maszcie antenowym 
4.3. Obliczenia rozpływu prądów piorunowych z zastosowaniem modelu o parametrach skupionych 
4.4. Rozpływ prądów piorunowych w wysokim maszcie RTCN 
4.5. Obliczenia rozkładu pól w otoczeniu rzeczywistego masztu antenowego 
4.6. Wpływ skończonej konduktywności gruntu na rozpływ prądów 
4.7. Podsumowanie 
 
5. Eksperymentalna weryfikacja wyników obliczeń rozpływu prądów udarowych w maszcie antenowym 
5.1. Eksperymentalny model uderzenia pioruna w maszt antenowy. Pomiary i obliczenia w dziedzinie częstotliwości 
5.2. Eksperymentalny model uderzenia pioruna w maszt antenowy. Pomiary i obliczenia w dziedzinie czasu 
5.3. Wpływ konfiguracji modelu na rezultaty badań 
5.4. Podsumowanie 
 
6. Analiza wpływu instalacji odgromowej na rozkład pola LEMP 
6.1. Efekt ekranowania 
6.2. Obliczenia z zastosowaniem quasi-stacjonarnego modelu kanału 
6.3. Pole elektromagnetyczne w obszarze objętym instalacją odgromową przy wyładowaniu bezpośrednim 
6.4. Pole elektromagnetyczne w obszarze objętym instalacją odgromową przy wyładowaniu pobliskim6.5. Charakterystyki częstotliwościowe modułu transmitancji pola LEMP 
6.6. Uproszczone formuły analityczne dotyczące ekranowania 
6.7. Podsumowanie 
 
7. Analiza przepięć indukowanych przez pole LEMP 
7.1. Drogi docierania przepięć do aparatury 
7.2. Przepięcia indukowane w kablach wewnątrz budynków 
7.3. Przepięcia indukowane w budynku centrum radiokomunikacyjnego 
7.4. Podsumowanie 
 
8. Wybrane zasady kompatybilności elektromagnetycznej w obiektach telekomunikacyjnych, narażonych na wyładowania atmosferyczne 
8.1. Środki ochrony 
8.2. Zwody piorunochronne 
8.3. Uziomy 
8.4. Wyrównywanie potencjałów wewnątrz i na zewnątrz budynków 
8.5. Przykłady obliczeniowe 
8.6. Dobór tras kabli. Odstępy izolacyjne 
8.7. Ekranowanie 
8.8. Ograniczniki przepięć 
8.9. Jakość połączeń. Ochrona przed korozją 
8.10. Podsumowanie. Podstawowa zasada ochrony 
 
Wnioski końcowe 
Literatura