IEC 61000-2-10:1998

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61000-2-10
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-11
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 2-10:
Environnement – Description de l’environnement
IEMN-HA – Perturbations conduites
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 2-10:
Environment – Description of
HEMP environment – Conducted disturbance
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61000-2-10:1998
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
publication de base incorporant l’amendement 1, et la incorporating 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 under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
actuel de la technique. content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de Information relating to the date of the reconfirmation of
reconfirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
le 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 régulièrement Published yearly with regular updates
(Catalogue en ligne)* (On-line catalogue)*
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* et Available both at the IEC web site* and as a
comme périodique imprimé 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.

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61000-2-10
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-11
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 2-10:
Environnement – Description de l’environnement
IEMN-HA – Perturbations conduites
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 2-10:
Environment – Description of
HEMP environment – Conducted disturbance
 IEC 1998 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
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– 2 – 61000-2-10 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
INTRODUCTION . 6
Articles
1 Domaine d'application. 8
2 Références normatives. 8
3 Généralités. 10
4 Définitions. 12
5 Description de l'environnement IEMN-HA, paramètres conduits . 18
5.1 Remarques introductives. 18
5.2 Environnement externe conduit généré par l'IEMN-HA initiale . 20
5.3 Environnement externe généré par l'IEMN-HA intermédiaire . 24
5.4 Environnement externe conduit généré par l'IEMN-HA finale. 26
5.5 Courants antennaires. 28
5.6 Environnements conduits internes dus à l'IEMN-HA. 38
Annexe A (informative) Discussion du couplage de l'IEMN-HA initiale avec
des lignes longues . 42
Annexe B (informative) Discussion du couplage de l'IEMN-HA intermédiaire avec
des lignes longues . 48
Annexe C (informative) Réponses des antennes simples à l'environnement IEMN-HA
initial défini par la CEI . 52
Annexe D (informative) Mesures de courants couplés sur des câbles à l'intérieur
de bâtiments abritant des centraux téléphoniques. 84

61000-2-10 © IEC:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
Clause
1 Scope. 9
2 Normative references . 9
3 General . 11
4 Definitions . 13
5 Description of HEMP environment, conducted parameters. 19
5.1 Introductory remarks. 19
5.2 Early-time HEMP external conducted environment. 21
5.3 Intermediate-time HEMP external conducted environment . 25
5.4 Late-time HEMP external conducted environment. 27
5.5 Antenna currents. 29
5.6 HEMP internal conducted environments . 39
Annex A (informative) Discussion of early-time HEMP coupling for long lines . 43
Annex B (informative) Discussion of intermediate-time HEMP coupling for long lines. 49
Annex C (informative) Responses of simple linear antennas to the IEC early-time
HEMP environment. 53
Annex D (informative) Measured cable currents inside telephone buildings. 85

– 4 – 61000-2-10 © CEI:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
________
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –
Partie 2-10: Environnement – Description de l'environnement IEMN-HA –
Perturbations conduites
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61000-2-10 a été établie par le sous-comité 77C: Immunité à
l'impulsion électromagnétique nucléaire à haute altitude (IEMN-HA), du comité d'études 77 de
la CEI: Compatibilité électromagnétique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
77C/61/FDIS 77C/65/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Les annexes A, B, C et D sont données uniquement à titre d'information.

61000-2-10 © IEC:1998 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
_________
ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) –
Part 2-10: Environment – Description of HEMP environment –
Conducted disturbance
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61000-2-10 has been prepared by subcommittee 77C: Immunity to
high altitude nuclear electromagnetic pulse (HEMP), of IEC technical committee 77:
Electromagnetic compatibility.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
77C/61/FDIS 77C/65/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
Annexes A, B, C and D are for information only.

– 6 – 61000-2-10 © CEI:1998
INTRODUCTION
La CEI 61000 est publiée sous la forme de plusieurs parties séparées conformément à la
structure suivante:
Partie 1: Généralités
Considérations générales (introduction, principes fondamentaux)
Définitions, terminologie
Partie 2: Environnement
Description de l’environnement
Classification de l’environnement
Niveaux de compatibilité
Partie 3: Limites
Limites d’émission
Limites d’immunité (dans la mesure où ces limites ne relèvent pas des comités de
produits)
Partie 4: Techniques d’essai et de mesure
Techniques de mesure
Techniques d’essai
Partie 5: Guides d’installation et d’atténuation
Guides d’installation
Méthodes et dispositifs d’atténuation
Partie 6: Normes génériques
Partie 9: Divers
Chaque partie est à son tour subdivisée en plusieurs parties publiées soit comme Normes
internationales, soit comme rapports techniques, dont certaines ont déjà été publiées en tant
que sections. D’autres seront publiées avec le numéro de la partie suivi d’un tiret et d’un
second chiffre identifiant la subdivision.

61000-2-10 © IEC:1998 – 7 –
INTRODUCTION
IEC 61000 is published in separate parts according to the following structure:
Part 1: General
General considerations (introduction, fundamental principles)
Definitions, terminology
Part 2: Environment
Description of the environment
Classification of the environment
Compatibility levels
Part 3: Limits
Emission limits
Immunity limits (insofar as these limits do not fall under the responsibilty of the
product committees)
Part 4: Testing and measurement techniques
Measurement techniques
Testing techniques
Part 5: Installation and mitigation guidelines
Installation guidelines
Mitigation methods and devices
Part 6: Generic standards
Part 9: Miscellaneous
Each part is further subdivided into several parts, published either as International Standards
or technical reports, some of which have already been published as sections. Others will be
published with the part number followed by a dash and a second number identifying the
subdivision.
– 8 – 61000-2-10 © CEI:1998
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –
Partie 2-10: Environnement – Description de l'environnement IEMN-HA –
Perturbations conduites
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale définit l'environnement IEMN-HA conduit (l'impulsion
électromagnétique à haute altitude) consécutif à une explosion nucléaire à haute altitude.
Deux cas sont généralement étudiés:
– les explosions nucléaires à haute altitude;
– les explosions nucléaires à basse altitude.
Pour les systèmes civils, le cas le plus important est celui des explosions nucléaires à haute
altitude. Dans ce cas, les autres effets de l'explosion nucléaire: souffle, onde de choc au sol,
effet thermique et rayonnements ionisants nucléaires n'existent pas au niveau du sol.
Toutefois, l'impulsion électromagnétique associée à l'explosion peut perturber et endommager
les systèmes de communication, les systèmes électroniques ainsi que le réseau électrique,
mettant par là même en péril l'équilibre de la société moderne.
Le but de cette norme est d'établir une référence commune sur l'environnement IEMN-HA
conduit permettant de définir des contraintes réalistes à appliquer aux équipements victimes
afin d'évaluer leurs performances.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivant contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui
y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 61000. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de la
CEI 61000 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le
registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050(161):1990, Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Chapitre 161:
Compatibilité électromagnétique
CEI 61000-2-9:1996, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 2: Environnement –
Section 9: Description de l'environnement IEMN-HA – Perturbations radiantes – Publication
fondamentale en CEM
CEI 61000-4-24:1997, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d'essai et
de mesure – Section 24: Méthodes d’essais pour les dispositifs de protection pour
perturbations conduites IEMN-HA. Publication fondamentale en CEM

61000-2-10 © IEC:1998 – 9 –
ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) –
Part 2-10: Environment – Description of HEMP environment –
Conducted disturbance
1 Scope
This International Standard defines the high-altitude electromagnetic pulse (HEMP) conducted
environment that is one of the consequences of a high-altitude nuclear explosion.
Those dealing with this subject consider two cases:
– high-altitude nuclear explosions;
– low-altitude nuclear explosions.
For civil systems the most important case is the high-altitude nuclear explosion. In this case,
the other effects of the nuclear explosion: blast, ground shock, thermal and nuclear ionizing
radiation are not present at the ground level.
However, the electromagnetic pulse associated with the explosion may cause disruption of, and
damage to, communication, electronic and electric power systems thereby upsetting the
stability of modern society.
The object of this standard is to establish a common reference for the conducted HEMP
environment in order to select realistic stresses to apply to victim equipment for evaluating
their performance.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 61000. At the time of publication, the editions indicated
were valid. All standards are subject to revision, and parties to agreements based on this part
of IEC 61000 are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions
of the normative documents indicated below. Members of IEC and ISO maintain registers of
currently valid International Standards.
IEC 60050(161):1990, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 161:
Electromagnetic Compatibility
IEC 61000-2-9:1996, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2: Environment – Section 1:
Description of HEMP environment – Radiated disturbance – Basic EMC publication
IEC 61000-4-24:1997, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 24: Test methods for protective devices for HEMP conducted disturbance –
Basic EMC publication
– 10 – 61000-2-10 © CEI:1998
3 Généralités
Une explosion nucléaire à haute altitude (supérieure à 30 km) engendre trois types
d'impulsions électromagnétiques que l'on peut observer à la surface de la terre:
– IEMN-HA initiale (rapide);
– IEMN-HA intermédiaire (moyenne);
– IEMN-HA finale (lente).
Dans le passé, on s'est surtout intéressé à l'impulsion IEMN-HA initiale appelée simplement
alors IEMN-HA. Nous utiliserons ici indifféremment «IEM à haute altitude» ou «IEMN-HA» pour
1)
désigner les trois types d'impulsions. Le terme «IEMN» désigne de nombreuses catégories
d'impulsions électromagnétiques nucléaires, y compris celles qui sont produites par des
2) 3)
explosions en surface (SREMP) ou sur des systèmes spatiaux (SGEMP) .
L'impulsion IEMN-HA étant produite par une explosion à haute altitude, nous n'observons pas à
la surface de la terre d'autres phénomènes propres à l'environnement nucléaire militaire tels
que rayons gamma, dégagement de chaleur et ondes de choc. Des impulsions IEMN-HA ayant
des incidences sur des équipements électroniques éloignés du lieu de l'explosion ont été
signalées lors d'essais nucléaires américains à haute altitude dans le Pacifique Sud et en
URSS au début des années 1960.
La présente norme décrit l'environnement conduit induit par l'IEMN-HA sur les câbles ou lignes
d'énergie externes et internes aux installations et sur des antennes externes.
________
1)
IEMN: Impulsion électromagnétique nucléaire.
2)
SREMP: Impulsion électromagnétique nucléaire de la région source.
3)
SGEMP: Impulsion électromagnétique nucléaire générée par le système.

61000-2-10 © IEC:1998 – 11 –
3 General
A high-altitude (above 30 km) nuclear burst produces three types of electromagnetic pulses
which are observed on the earth's surface:
– early-time HEMP (fast);
– intermediate-time HEMP (medium);
– late-time HEMP (slow).
Historically most interest has been focused on the early-time HEMP which was previously
referred to as simply HEMP. Here we will use the term high-altitude EMP or HEMP to include
1)
all three types. The term NEMP covers many categories of nuclear EMPs including those
2) 3)
produced by surface bursts (SREMP) or created on space systems (SGEMP) .
Because the HEMP is produced by a high-altitude detonation, we do not observe other nuclear
weapon environments such as gamma rays, heat and shock waves at the earth's surface.
HEMP was reported from high-altitude nuclear tests in the South Pacific by the US and over
the USSR during the early 1960s, producing effects on electronic equipment far from the burst
location.
This standard presents the conducted HEMP environment induced on metallic lines, such as
cables or power lines, external and internal to installations, and external antennas.
________
1)
NEMP: Nuclear electromagnetic pulse.
2)
SREMP: Source region EMP.
3)
SGEMP: System generated EMP.
– 12 – 61000-2-10 © CEI:1998
4 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans la
CEI 60050(161) ainsi que les suivantes s'appliquent:
Polarisation
horizontale
inc
Polarisation
E
x
k
verticale
inc
inc
H k
E
z
inc
H
y
ψ
φ
Plan de sol
IEC  1 528/98
Figure 1 – Géométrie utilisée pour la définition de la polarisation et
des angles de site ψψ et d'azimut φφ
4.1
angle de site dans le plan vertical (angle d’élévation), ψψ
ψ
angle mesuré dans le plan vertical, compris entre une surface horizontale plane telle que le
sol et le vecteur de propagation (voir figure 1)
4.2
angle d'azimut, φφ
angle compris entre la projection du vecteur de propagation sur le sol et l'axe principal de
l'objet atteint (axe z pour la ligne de transmission de la figure 1)
4.3
onde composite
onde maximalisant les caractéristiques importantes d'un groupe d'ondes
4.4
couplage
interaction du champ IEMN-HA avec un système, produisant des courants et tensions à la
surface du système et dans ses câbles. Les tensions sont produites par des charges induites.
Elles ne sont définies qu'aux basses fréquences ayant des longueurs d'onde supérieures aux
dimensions des surfaces ou aux longueurs d'entrefer

61000-2-10 © IEC:1998 – 13 –
4 Definitions
For the purpose of this International Standard, the definitions given in IEC 60050(161) apply,
as well as the following definitions:
Horizontal
polarisation
inc
Vertical
E
x
k
polarisation
inc
inc
H k
E
z
inc
H
y
ψ
φ
Ground plane
IEC  1 528/98
Figure 1 – Geometry for the definition of polarization and
of the angles of elevation and azimuth
ψψ φφ
4.1
angle of elevation in the vertical plane, ψψ
angle ψ measured in the vertical plane between a flat horizontal surface such as the ground
and the propagation vector (see figure 1)
4.2
azimuth angle, φφ
angle between the projection of the propagation vector on the ground plane and the principal
axis of the victim object (z axis for the transmission line of figure 1)
4.3
composite waveform
waveform which maximizes the important features of a waveform
4.4
coupling
interaction of the HEMP field with a system to produce currents and voltages on system
surfaces and cables. Voltages result from the induced charges and are only defined at low
frequencies with wavelengths larger than the surface or gap dimensions

– 14 – 61000-2-10 © CEI:1998
4.5
sens de propagation des ondes électromagnétiques
→
sens du vecteur de propagation k , perpendiculairement au plan contenant les vecteurs des
champs électrique et magnétique (voir figure 2)
E
k
H
IEC  1 529/98
Figure 2 – Géométrie utilisée pour la définition de l'onde plane
4.6
E1, E2, E3
termes utilisés pour les champs électriques des ondes IEMN-HA initiale, intermédiaire et finale
4.7
IEM
toute impulsion électromagnétique, description générale
4.8
angle d'inclinaison géomagnétique, θθ
dip
→
angle d'inclinaison formé par le vecteur d'induction géomagnétique B mesuré par rapport à
e
l'horizontale locale dans le plan magnétique nord/sud. θ = 90° au pôle nord magnétique et
dip
–90 au pôle sud magnétique (voir figure 3)
°
61000-2-10 © IEC:1998 – 15 –
4.5
direction of propagation of the electromagnetic wave
→
direction of the propagation vector k , perpendicular to the plane containing the vectors of the
electric and the magnetic fields (see figure 2)
E
k
H
IEC  1 529/98
Figure 2 – Geometry for the definition of the plane wave
4.6
E1, E2, E3
terminology for the early, intermediate and late-time HEMP electric fields
4.7
EMP
any electromagnetic pulse, general description
4.8
geomagnetic dip angle, θθ
dip
→
dip angle of the geomagnetic flux density vector B , measured from the local horizontal in the
e
magnetic north-south plane. θ = 90° at the magnetic north pole, –90° at the magnetic south
dip
pole, (see figure 3)
– 16 – 61000-2-10 © CEI:1998
Plan magnétique nord/sud
B
e
θ
dip
Terre
Nord
Sud
IEC  1 530/98
Figure 3 – Angle d'inclinaison géomagnétique
4.9
IEMN-HA
impulsion électromagnétique nucléaire haute altitude
4.10
haute altitude (explosion nucléaire)
altitude d'explosion supérieure à 30 km
4.11
polarisation horizontale
une onde électromagnétique est polarisée horizontalement lorsque le vecteur du champ magnétique
se trouve dans le plan d'incidence et le vecteur du champ électrique perpendiculaire au plan
d'incidence, et donc parallèle au plan du sol (voir figure 1). (Ce type de polarisation est également
appelé polarisation électrique perpendiculaire ou transverse électrique (TE).)
4.12
plan d'incidence
plan formé par le vecteur de propagation et la normale au plan du sol
4.13
basse altitude (explosion nucléaire)
altitude d'explosion inférieure à 1 km
4.14
IEMN
impulsion électromagnétique (IEM) nucléaire; tout type d’onde IEM provoqué par une explosion
nucléaire
4.15
point d'entrée (PdE)
point (localisation physique) d'une barrière électromagnétique, où l'énergie électromagnétique peut
entrer ou sortir d'un volume topologique, à moins qu'un dispositif de protection adéquate du PdE ne
soit mis en place. Un PdE ne se limite pas à un point géométrique. Les PdE sont classés en PdE de
type ouverture ou PdE de type conduit selon le mode de pénétration. Ils sont aussi classés en PdE
architecturaux, mécaniques, structurels ou électriques selon la fonction qu'ils desservent

61000-2-10 © IEC:1998 – 17 –
Magnetic north/south plane
B
e
θ
dip
Earth
North
South
IEC  1 530/98
Figure 3 – Geomagnetic dip angle
4.9
HEMP
high-altitude nuclear EMP
4.10
high-altitude (nuclear explosion)
height of burst above 30 km altitude
4.11
horizontal polarization
an electromagnetic wave is horizontally polarized if the magnetic field vector is in the incidence
plane and the electric field vector is perpendicular to the incidence plane and thus parallel to
the ground plane (see figure 1). (This type of polarization is also called perpendicular or
transverse electric (TE).)
4.12
incidence plane
plane formed by the propagation vector and the normal to the ground plane
4.13
low-altitude (nuclear explosion)
height of burst below 1 km altitude
4.14
NEMP
nuclear EMP; all types of EMP produced by a nuclear explosion
4.15
point-of-entry (PoE)
the physical location (point) on an electromagnetic barrier, where EM energy may enter or exit
a topological volume, unless an adequate PoE protective device is provided. A PoE is not
limited to a geometrical point. PoEs are classified as aperture PoEs or conductive PoEs
according to the type of penetration. They are also classified as architectural, mechanical,
structural or electrical PoEs, according to the functions they serve

– 18 – 61000-2-10 © CEI:1998
4.16
largeur d'impulsion
sauf définition contraire, il s'agit de l'intervalle de temps entre les points du front montant et du
front descendant d'une impulsion pour lesquels la valeur instantanée de l'amplitude est égale à
50 % de l'amplitude crête
4.17
impulsion rectifiée (IR)
intégrale de la valeur absolue de l'amplitude d'une forme d'onde temporelle sur un intervalle de
temps spécifié
4.18
temps de montée (d'une impulsion)
sauf définition contraire, il s'agit de l'intervalle de temps entre le moment où l'amplitude
instantanée d'une impulsion atteint pour la première fois une valeur basse et une valeur haute
préalablement spécifiées, habituellement 10 % et 90 % de l'amplitude crête de l'impulsion
4.19
courant de court-circuit
valeur du courant lorsque les bornes de sortie d'un circuit sont mises en court-circuit. Il est
généralement intéressant de connaître ce courant lorsque l'on teste les performances des
dispositifs de protection contre les impulsions
4.20
impédance de source
impédance présentée par une source d'énergie aux bornes d'entrée d'un équipement ou d'un réseau
4.21
polarisation verticale
une onde électromagnétique est polarisée verticalement lorsque le vecteur du champ électrique
se trouve dans le plan d'incidence et le vecteur du champ magnétique perpendiculaire au plan
d'incidence, et donc parallèle au plan du sol (voir figure 1). (Ce type de polarisation est également
appelé polarisation magnétique parallèle ou transverse magnétique (TM).)
5 Description de l'environnement IEMN-HA, paramètres conduits
5.1 Remarques introductives
Le champ électromagnétique généré par une explosion nucléaire à haute altitude tel que décrit
dans la CEI 61000-2-9 induit des tensions et des courants dans toutes les structures
métalliques. Ces courants et ces tensions qui se propagent dans des conducteurs constituent
l'environnement conduit. L'environnement conduit est donc un phénomène secondaire qui
découle du seul champ rayonné.
Toutes les structures métalliques (câbles, conducteurs, tuyaux, canalisations, fils, etc.) seront
affectées par l'IEMN-HA. L'environnement conduit est important parce qu'il peut amener
l'énergie de l'IEMN-HA sur les électroniques sensibles par l'intermédiaire des interconnexions:
signaux, énergie et masse. Il existe deux catégories de conducteurs: les conducteurs externes
et les conducteurs internes (d'un immeuble et à toute autre enceinte). Bien qu'elle puisse
paraître simpliste, cette distinction est primordiale en ce qui concerne les informations fournies
dans la suite de cette norme.
61000-2-10 © IEC:1998 – 19 –
4.16
pulse width
the time interval between the points on the leading and trailing edges of a pulse at which the
instantaneous value is 50 % of the peak pulse amplitude, unless otherwise stated
4.17
rectified impulse (RI)
the integral of the absolute value of a time waveform’s amplitude over a specified time interval
4.18
rise time (pulse)
the time interval between the instants in which the instantaneous amplitude of a pulse first
reaches specified lower and upper limits, namely 10 % and 90 % of the peak pulse amplitude,
unless otherwise stated
4.19
short-circuit current
the value of current that flows when the output terminals of a circuit are shorted. This current is
normally of interest when checking the performance of surge protection devices
4.20
source impedance
the impedance presented by a source of energy to the input terminals of a device or network
4.21
vertical polarization
an electromagnetic wave is vertically polarized if the electric field vector is in the incidence
plane, and the magnetic field vector is perpendicular to the incidence plane and thus parallel to
the ground plane (see figure 1). (This type of polarization is also called parallel or transverse
magnetic (TM).)
5 Description of HEMP environment, conducted parameters
5.1 Introductory remarks
The electromagnetic field generated by a high-altitude nuclear explosion described in
IEC 61000-2-9 can induce currents and voltages in all metallic structures. These currents and
voltages propagating in conductors represent the conducted environment. This means that the
conducted environment is a secondary phenomenon, a consequence of the radiated field
alone.
All metallic structures (i.e. wires, conductors, pipes, ducts, etc.) will be affected by the HEMP.
The conducted environment is important because it can direct the HEMP energy to sensitive
electronics through signal, power, and grounding connections. It should be noted that there are
two distinct categories of conductors: external and internal conductors (with regard to a
building or any other enclosure). While this may seem simplistic, this separation is critical in
terms of the information to be provided in this standard.

– 20 – 61000-2-10 © CEI:1998
La topologie électromagnétique permet d'expliquer les différences entre ces deux types de
conducteurs. En général, les conducteurs externes sont situés à l'extérieur d'un bâtiment et
sont soumis complètement à l'environnement IEM-HA total. Cette catégorie inclut les câbles
d'alimentation, les lignes métalliques de communication, les câbles d'antennes ainsi que les
tuyaux d'eau ou de gaz (s'ils sont métalliques). Dans cette norme, les conducteurs peuvent
être aériens (à une certaine distance du sol) ou enterrés. Les conducteurs internes sont situés
dans un bâtiment partiellement ou entièrement blindé, qui a réduit les champs électro-
magnétiques dus à l'IEMN-HA. C'est une situation beaucoup plus complexe. En effet, les
formes d'onde du champ dû à l'IEMN-HA seront significativement modifiées par le blindage du
bâtiment. Ainsi, le couplage aux fils et câbles internes est très difficile à calculer bien que
certains résultats d'essais de simulation de l'IEMN-HA soient utilisables.
Dans cette norme, les environnements conduits en mode commun sur les conducteurs
externes sont calculés en utilisant des géométries simplifiées pour ces conducteurs et les
environnements IEMN-HA spécifiés pour les formes d'ondes initiale, intermédiaire et finale. Les
environnements externes conduits sont destinés à évaluer la performance des dispositifs de
protection à l'extérieur d'un bâtiment; à cause des variations dans les systèmes d'alimentation,
les effets des transformateurs et des répartiteurs téléphoniques ne sont pas pris en
considération ici. Cette méthode permet d'obtenir des formes d'onde approximatives mais bien
définies qui sont susceptibles d'être utilisées pour tester de manière normative des éléments
de protection sur des conducteurs externes. En ce qui concerne les conducteurs internes, une
procédure permettant d'estimer les environnements conduits appropriés aux tests sur les
équipements est définie. Pour les câbles multifilaires non blindés, les courants circulaires des
lignes vers le sol sont supposés égaux au courant de mode commun.
5.2 Environnement externe conduit généré par l'IEMN-HA initiale
Le champ électrique intense de l'IEMN-HA initiale se couple de manière efficace avec les
antennes ainsi qu'avec toutes les lignes exposées telles les lignes téléphoniques et les lignes
de transport d'énergie. Le mécanisme de couplage à une antenne est extrêmement variable et
dépend fortement des paramètres de l'antenne. Dans de nombreux cas, il est recommandé
d'effectuer des tests en onde entretenue (CW) sur une antenne et de combiner la fonction de
réponse de l'antenne avec l'environnement IEMN-HA incident. Toutefois, le paragraphe 5.5
contient des équations simples qui permettent de calculer la réponse d'antennes minces. Pour
les lignes longues, il est possible d'effectuer une série complète de calculs en mode commun
qui sont fiables et dépendent seulement de quelques paramètres. Ces paramètres
comprennent la longueur du conducteur, la situation (au-dessus du sol ou enterré) et la
conductivité du sol en surface (épaisseur comprise entre 0 m et 5 m). En outre, le couplage de
l'IEMN-HA dépendant de l'angle de site et de la polarisation (voir figure 1), il est possible
d'évaluer statistiquement la probabilité d'obtenir un niveau de courant donné.
Le tableau 1 ci-dessous décrit les courants de court-circuit en mode commun (valeurs
calculées) et les impédances de source du modèle de Thévenin équivalent (utilisées pour
calculer les tensions de circuit ouvert), en fonction du niveau de sévérité, de la position et de la
longueur du conducteur ainsi que de la conductivité du sol. Ces résultats conviennent pour
calculer les courants de mode commun circulant sur des fils nus, sur des câbles aériens isolés
et sur les blindages des câbles blindés ou des coaxiaux. Pour les câbles blindés, il convient
d’utiliser l'impédance de transfert mesurée ou spécifiée afin de déterminer les courants et les
tensions sur les fils internes. Bien que la forme d'onde varie en fonction de l'orientation, une
seule forme d'onde est spécifiée pour les lignes aériennes. L'onde est définie par son temps de
montée (10 % à 90 %) et sa durée à mi-hauteur; lorsque le temps de montée et la durée à mi-
hauteur d'une impulsion sont décrits ensemble, la notation suivante Δt /Δt est généralement
r pw
employée.
61000-2-10 © IEC:1998 – 21 –
The difference between these two types of conductors is explained by electromagnetic
topology. In general, external conductors are those which are located outside of a building and
are completely exposed to the full HEMP environment. This category includes power, metallic
communication lines, antenna cables, and water and gas pipes (if metallic). For the purposes
of this standard the conductors can be elevated above the ground or buried in the earth.
Internal conductors are those which are located in a partially or completely shielded building
where the HEMP fields have been reduced by the building. This is a much more complex
situation, because the HEMP field waveforms will be significantly altered by the building shield,
and the coupling to internal wires and cables is consequently very difficult to calculate,
although some measured data are available from simulated HEMP tests.
In this standard the external conducted common mode environments are calculated using
simplified conductor geometries and the specified HEMP environments for the early,
intermediate, and late-time waveforms. These conducted external environments are intended
to be used to evaluate the performance of protection devices outside of a building, and
because of variations in telecom and power systems, the effects of transformers and telephone
splice boxes are not considered here. This process results in approximate, but well-defined
waveforms that are needed to test protective elements on external conductors in a
standardized manner. For the internal conductors, a procedure is defined to estimate the
conducted environments appropriate for equipment testing. For unshielded multiconductor
wires, it is assumed that the line-to-ground currents are equal to the common-mode current.
5.2 Early-time HEMP external conducted environment
For the early-time HEMP, the high-amplitude electric field couples efficiently to antennas and to
any exposed lines such as power and telephone lines. The antenna coupling mechanism is
extremely variable and dependent on the details of the antenna design. In many cases, it is
advisable to perform continuous wave (CW) testing of an antenna and to ”combine” the
response function of the antenna with the incident HEMP environment using a convolution
technique. We have, however, provided simple equations to compute the response of thin
antennas (see 5.5). For long lines, it is possible to perform a comprehensive set of common
mode calculations that are reliable and depend only upon a few parameters. These parameters
include conductor length, exposure situation (above ground or buried), and the surface ground
conductivity (for depths between 0 m and 5 m). In addition, because the HEMP coupling is
dependent on angle of elevation and polarization (see figure 1), it is possible to statistically
examine the probability of producing particular levels of current.
Table 1 below describes the calculated, coupled, common-mode short-circuit currents and the
Thévenin equivalent source impedances (used to determine the open-circuit voltages) as
functions of severity level, length of conductor, and ground conductivity. These results are
appropriate for the common-mode currents flowing on bare wires, overhead insulated wires,
and the shields of shielded cables or coaxial transmission lines. For shielded cables one
should use measured or specified cable transfer impedan
...