IEC TR 61000-5-3:1999

Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 5-3: Installation and mitigation guidelines - HEMP protection concepts

This technical report provides elements for: - the design of an adequate protection for civil facilities against the electromagnetic pulse due to a high altitude nuclear explosion, denoted in what follows by HEMP; - the evaluation of already existing protections with respect to stresses imposed by HEMP; - to compare the requirements of HEMP and lightning protection in order to show if they can be combined at low cost; - to emphasise the differences between the requirements of HEMP and lightning protections in order to permit the evaluation of the consequences of HEMP when no additional measures are taken except existing lightning protection.

Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 5-3: Guides d'installation et d'atténuation - Concepts de protection IEMN-HA

Ce rapport technique fournit des éléments permettant: - de mettre au point un système de protection adéquat des bâtiments publics contre les impulsions électromagnétiques dues aux explosions nucléaires à haute altitude et designées ci-après par IEMN-HA; - d'évaluer les systèmes de protection existants en tenant compte des contraintes imposées par l'IEMN-HA; - de comparer les spécifications de protection contre la foudre et contre l'IEMN-HA pour déterminer si elles peuvent être combinées à faible coût; - de souligner les différences entre les spécifications de protection contre l'IEMN-HA et les spécifications de protection contre la foudre pour permettre d'évaluer les conséquences de l'IEMN-HA quand aucune mesure de protection supplémentaire n'est prise, hormis celles concernant la foudre.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 08-Jul-1999
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 33.100.01 - Electromagnetic compatibility in general
• Technical Committee: SC 77C - High power transient phenomena
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 31-May-1999
• Completion Date: 09-Jul-1999

Standards Content (Sample)

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 61000-5-3
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
1999-07
PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM
BASIC EMC PUBLICATION
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 5-3:
Guides d'installation et d'atténuation –
Concepts de protection IEMN-HA
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 5-3:
Installation and mitigation guidelines –
HEMP protection concepts
Numéro de référence
Reference number
IEC/TR 61000-5-3:1999
Numéros des publications Numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,
Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfir- Information relating to the date of the reconfirmation
mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• Bulletin de la CEI
• IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI*
Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé
as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques
Terminology, graphical and letter
et littéraux
symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur
For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro-
IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI).
(IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux
For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles
be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617:
compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas.
Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre.
* See web site address on title page.

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 61000-5-3
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
1999-07
PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM
BASIC EMC PUBLICATION
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 5-3:
Guides d'installation et d'atténuation –
Concepts de protection IEMN-HA
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 5-3:
Installation and mitigation guidelines –
HEMP protection concepts
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Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
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X
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– 2 – TR 61000-5-3 © CEI:1999
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
INTRODUCTION .8
Articles
1 Domaine d’application . 10
2 Documents de référence . 10
3 Définitions. 12
4 Généralités .12
5 Principes de protection. 14
5.1 Généralités . 14
5.2 Zonage . 14
5.3 Protection contre les perturbations rayonnées . 16
5.4 Protection contre les perturbations conduites . 16
5.5 Guides de câblage et d'installation . 18
5.5.1 Points d'entrée . 18
5.5.2 Principes de câblage . 18
5.5.3 Câbles . 20
5.6 Relation entre les principes de protection contre l’IEMN-HA et contre la foudre. 20
5.6.1 Sources d'IEMN-HA et de foudre . 22
5.6.2 Protections contre l’IEMN-HA et la foudre . 22
5.6.3 Examen des deux types d'environnement . 24
6 Sélection des composants. 26
6.1 Sélection des composants du circuit. 26
6.2 Sélection des dispositifs de protection contre les perturbations rayonnées . 28
6.3 Sélection des dispositifs de protection contre les perturbations conduites . 28
6.3.1 Généralités . 28
6.3.2 Catégories de dispositifs . 28
6.3.3 Protection d'interfaces de ligne types. 36
7 Principes de protection. 42
7.1 Considérations générales. 42
7.2 Considérations topologiques . 42
7.3 Définition des principes de protection . 44
7.3.1 Principes de protection des bâtiments . 44
7.3.2 Principes de protection des enceintes blindées . 46
8 Comparaison entre les mesures de protection contre les perturbations conduites
dues à l’IEMN-HA et les impulsions électromagnétiques dues à la foudre (IEMF) . 48
8.1 Généralités . 48
8.2 Courant de crête î . 48
8.3 di/dt maximal . 50
8.4 du/dt maximal . 50
8.5 Intégrale i × dt. 50
8.6 Intégrale i × dt. 50
8.7 Durée à mi-valeur . 52
8.8 Conclusions sur la comparaison entre la protection IEMN-HA et la protection IEMF . 52

TR 61000-5-3 © IEC:1999 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
INTRODUCTION .9
Clause
1 Scope . 11
2 Reference documents . 11
3 Definitions. 13
4 General. 13
5 Protection principles. 15
5.1 General. 15
5.2 Zoning . 15
5.3 Protection against radiated disturbance . 17
5.4 Protection against conducted disturbance. 17
5.5 Wiring and installation guidelines . 19
5.5.1 Points of entry. 19
5.5.2 Wiring concepts . 19
5.5.3 Cables . 21
5.6 Relation between HEMP and lightning protection principles . 21
5.6.1 HEMP and lightning sources. 23
5.6.2 HEMP and lightning protections . 23
5.6.3 Discussion on the two types of environment. 25
6 Component selection. 27
6.1 Selection of circuit components . 27
6.2 Selection of protective devices against radiated disturbance . 29
6.3 Selection of protective devices against conducted disturbance. 29
6.3.1 General. 29
6.3.2 Device categories. 29
6.3.3 Protection of typical line interfaces . 37
7 Protection concepts. 43
7.1 General considerations . 43
7.2 Topological considerations . 43
7.3 Definition of protection concepts. 45
7.3.1 Building protection concepts . 45
7.3.2 Protection concepts for shielded enclosures . 47
8 Comparison of protection measures against conducted disturbances due to HEMP and
lightning electromagnetic pulse (LEMP) . 49
8.1 General. 49
8.2 Peak current î . 49
8.3 Maximum di/dt . 51
8.4 Maximum du/dt . 51
8.5 Integral i × dt. 51
8.6 Integral i × dt.
...